Грм принцип работы: Принцип работы системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания (ГРМ)

14 сентября, 1970 by admin

Содержание

Принцип работы системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания (ГРМ)

Система ГРМ служит для обеспечения своевременного открытия или закрытия клапанов головки блока цилиндров.

При открытии впускного клапана в камеру сгорания двигателя поступает топливно-воздушная смесь, которая воспламеняется при сжатии поршня. При открытии выпускного клапана из камеры сгорания выходят отработанные газы.

Вовремя открывать необходимые клапана и предназначен весь газораспределительный механизм. В механизм ГРМ можно отнести: распредвал, клапана (впускные, выпускные), приводной ремень или цепь, натяжители, направляюшие, успокоители, шестерни и т.д.

Распределительный вал (он же распредвал) представляет собой металлический вал с кулачками разной формы, который при вращение нажимает кулачками на клапана, тем самым открывая или закрывая их.

Распредвал приводится в действие от вращения коленчатого вала (коленвала) посредством привода.

Распределительный вал вращается со скоростью в два раза меньшей, чем коленчатый вал.

В современных двигателях используются ременные или цепные приводные механизмы. Все они обеспечивают передачу крутящего момента от коленвала к распределительному валу. Каждый из перечисленных приводов ГРМ имеют свои положительные и отрицательные качества.

Ременный привод менее долговечный, но более дешев в обслуживании и установки. В среднем срок службы оригинального ремня или качественного не оригинального ремня около 80 000 км. пробега. И как правило не возникает особых трудностей заменить “уставший” ремень на новый.

Цепной привод ГРМ гораздо долговечнее, в среднем срок службы цепи около 200 000 км. (у разных производителей данные рознятся, некоторые говорят от 300 тыс.км, а некоторые рекомендует менять уже на пробеге в 150 тыс.км). Не редки случаи, когда цепные системы газораспределения “переживают” другие детали двигателя, такие как поршня, вкладыши, гильзы.

И при разборе “стукнувшего” мотора можно увидеть цепи и шестерни в отличном состоянии и при пробеге за 250 тыс. км. Но в связи с более высоким весом цепи по сравнению с ремнем, требуются дополнительные устройства натяжения (успокоительные, натяжители, балансиры, башмаки, направляющие и т.д.) и смазки. Как следствие замена цепи представляет собой достаточно дорогостоящее занятие

Как определить, что пора поменять привод ГРМ?

У ремня все просто! Желательно осматривать (при возможности) ремень на наличие трещин в процессе эксплуатации и менять его согласно нормативным срокам замены! При замене ремня ГРМ желательно сразу поменять ролики и водяную помпу на новые.

В интернет-магазине запчастей на иномарки Arparts.ru вы найдете широкий ассортимент комплектов для замены ремней ГРМ с роликами и помпами!

С цепью все немного сложнее

Ремкомплекты цепей ГРМ представленные в интернет-магазине автозапчастей ARparts.ru

Устройство ГРМ и принцип работы

Автор admin На чтение 7 мин. Просмотров 1.5k.

Устройство ГРМ

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания – наиболее распространенный силовой агрегат, использующийся в современном автомобилестроении. Свое название он получил по количеству фаз, необходимых для осуществления одного цикла работы, или поворота коленчатого вала на 720 градусов.

Фаза впрыска топлива или топливно-воздушной смеси, сжатие рабочего тела поршнем, рабочий ход и выпуск отработанных газов. В модели идеального двигателя все фазы разнесены во времени, перекрытие между ними отсутствует, что, в свою очередь, обеспечивает получение максимально возможных рабочих значений мощности, крутящего момента и оборотов двигателя.

На практике, к сожалению, дела обстоят несколько хуже. Устройство газораспределительного механизма, отвечающего за исполнение фазы впрыска топлива и удаление выхлопных газов, его схема и принцип работы – основная тема данной статьи.

Общая схема и взаимодействие частей

Своевременное открытие впускных и выхлопных клапанов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания обеспечивается работой газораспределительного механизма или ГРМ.

Данное устройство состоит из распределительного вала с кулачками, необходимого количества коромысел или толкателей клапанов, пружин и собственно клапанов. Шестерня распредвала, ремень или цепь, используемые для передачи вращения от коленвала, и механизм натяжения цепи так же являются частью ГРМ.

Фаза впрыска топлива. Поршень начинает движение от верхней мертвой точки к нижней. Открывается клапан подачи горючего, и топливно-воздушная смесь заполняет разреженное пространство цилиндра. Отмерив необходимую дозу ТВС, клапан закрывается. Коленчатый вал повернулся на 180 градусов от начального положения.
Фаза сжатия. Достигнув нижней мертвой точки, поршень меняет направление движения к ВМТ, осуществляя сжатие топливно-воздушной смеси. При достижении верхней мертвой точки фаза сжатия рабочего тела оканчивается. Коленчатый вал совершил поворот на 360 градусов.
Фаза рабочего хода. В момент нахождения поршня в ВМТ и достижения максимальной расчетной степени сжатия, происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. Под действием стремительно расширяющихся газов поршень движется к нижней мертвой точке, совершая рабочий ход. При достижении НМТ третья фаза работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания считается оконченной. Коленчатый вал совершил поворот 540 градусов.
Фаза удаления отработанных газов. Под действием коленчатого вала поршень начинает движение к верхней мертвой точке, вытесняя из объема цилиндра продукты сгорания топливно-воздушной смеси через открывшийся выхлопной клапан. По достижении поршнем ВМТ, фаза выхлопа считается завершенной, коленчатый вал совершил оборот на 720 градусов.

Для достижения такой точности по времени открытия впускных и выхлопных клапанов, газораспределительный механизм синхронизирован с оборотами коленчатого вала двигателя. Ремень или цепь передает вращение распределительному валу, кулачки которого, нажимая на коромысла, открывают поочередно впускные и выпускные клапаны ГРМ.

Классификация ГРМ

Нижнеклапанные двигатели

Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания прошел долгий путь от 1900-х годов до наших дней.

Нижнеклапанные двигатели с распредвалом в блоке цилиндров, использовались повсеместно, вплоть до середины двадцатого века. Схема и устройство впускных и выпускных клапанов, расположенных в ряд тарелками вверх, обеспечивала простоту изготовления и малошумность двигателя. Основным минусом подобной конструкции был сложный путь топливно-воздушной смеси, неоптимальный режим наполнения цилиндров, и, как следствие, меньшая мощность силового агрегата.

Газораспределительный механизм такого вида использовался вплоть до 90-х годов двадцатого столетия в грузовых автомобилях. Пример тому – ГАЗ 52, выпуск которого закончился в 1991 году.

Смешанное расположение клапанов

Попытки повысить мощностные характеристики ДВС привели к созданию двигателя со смешанным расположением клапанов. Впускные находились в головке блока цилиндров, а выпускные – в блоке, как у обычного «нижнеклапанника».

Распределительный вал один, так же расположенный в блоке цилиндров. Клапана, отвечающие за впуск топливно-воздушной смеси управлялись посредством штанг – толкателей, через которые передавалось усилие с распредвала, выхлопные – с помощью привычного коромысла.

Такая компоновочная схема обеспечивала более низкую температуру ТВС, и, как следствие, более высокую мощность, по сравнению с нижнеклапанными двигателями внутреннего сгорания.

Верхнеклапанные двигатели

Газораспределительный механизм, клапаны впускной и выхлопной системы которого находятся в головке блока цилиндров, а распредвал – в самом блоке, был сконструирован Дэвидом Бьюиком в самом начале двадцатого столетия. Управление клапанами осуществлялось посредством штанг – толкателей, воздействовавших на коромысла.

Подобная компоновочная схема обладает высокой надежностью, за счет передачи вращения от коленчатого вала к распределительному, с помощью шестерни. Зубчатый ремень, изношенный в процессе эксплуатации, может оборваться, нанеся серьезные повреждения клапанному механизму ГРМ, изношенная же передаточная шестерня лишь немного сдвинет фазы газораспределения, что опытный водитель заметит по изменениям в работе двигателя.

Минусом является некоторая инерционность подобной конструкции, что накладывает ограничения на обороты двигателя, а, следовательно, на крутящий момент и степень форсирования. Использование более чем двух клапанов на цилиндр приводит к усложнению газораспределительного механизма и увеличению габаритных размеров двигателя. Четырехклапанные двигатели такой компоновки используются в грузовых автомобилях КамАЗ, дизельных тепловозных двигателях.

Газораспределительный механизм автомобиля «Волга» двадцать первой модели был устроен именно по верхнеклапанной схеме.

Двигатели, в которых распредвал и клапаны газораспределительного механизма располагаются в головке блока цилиндров, обозначаются аббревиатурой SOHC. Принцип действия и устройство механизма управления клапанами ГРМ отличается большим разнообразием. Существует схема открытия клапанов при помощи коромысел, рычагов и толкателей. Наибольшее распространение подобное устройство двигателей получило в период с середины 60-х до конца 80-х годов двадцатого столетия. В данный момент такие двигатели устанавливаются на недорогие легковые автомобили.

Двигатели, газораспределительный механизм которых включает в себя два распредвала, обозначается аббревиатурой DOHC. При использовании двух клапанов на цилиндр, каждый распределительный вал открывает свой ряд клапанов. Такое устройство ГРМ позволяет уменьшить инерцию коленчатого вала, и тем самым значительно увеличивает обороты и мощность ДВС. Принцип работы двигателя, использующего четыре и более клапана на цилиндр, ничем не отличается от вышеописанного. Подобные силовые агрегаты демонстрируют большую, чем у двухклапанных аналогов, мощность и устанавливаются на большинство современных автомобилей.

В двигателях с подобным типом газораспределительного механизма важную роль играет устройство привода распредвалов. В качестве передаточного элемента используется цепь, находящаяся в герметично закрытом объеме, и омывающаяся маслом, или зубчатый ремень, находящийся на внешней стороне двигателя.

Поломка привода ГРМ зачастую приводит к печальным последствиям. Оборвавшийся ремень, износившийся в процессе эксплуатации, вызывает мгновенную остановку распределительного вала, вследствие чего некоторые клапаны остаются в открытом состоянии. Удар поршня по выступающей тарелке наносит серьезные повреждения головке блока цилиндров. В особо тяжелых случаях ремонт невозможен и требуется замена данного элемента двигателя.

Устройство десмодромного газораспределительного механизма

Для двигателей, конструкция ГРМ которых допускает использование пружин для закрывания клапанов, существует ограничение по максимальному количеству оборотов в минуту. При достижении значения в 9000 об/мин пружины не смогут обеспечить нужную скорость срабатывания, что неизбежно приведет к поломке двигателя.

Принцип десмодромного ГРМ заключается в использовании двух распределительных валов, один из которых производит открытие, а второй, закрытие клапанов. В таком двигателе нет ограничения на развиваемые обороты, ведь скорость срабатывания механизма напрямую зависит от скорости вращения коленвала.

Создание газораспределительного механизма с изменяемыми фазами стало возможным относительно недавно, с началом использования в двигателестроении бортовых компьютеров и электронных управляющих блоков. Система электромагнитных клапанов, меняющая режим работы согласно команд микропроцессора, позволяет снимать с двигателя мощность, приближающуюся к расчетной, при минимальном расходе топлива.

Замена ремня ГРМ своими руками

Снимая изношенный ремень, и устанавливая на его место новый, легко изменить взаимное расположение коленчатого и распределительного валов. В этом случае сместятся фазы газораспределения двигателя, что приведет к нарушениям в работе, вплоть до поломки. Метки на шестернях приводного механизма служат для визуального контроля настройки ГРМ.

Сняв непригодный ремень, необходимо совместить метки шестерней коленчатого и распределительного валов с прорезями в кожухе приводного механизма. Назначение этой операции – установка условного «нуля», с которого и начнется работа двигателя. Далее следует аккуратно установить запасной ремень, стараясь не сместить метки на шестернях.

Следующий шаг – осмотр и регулировка усилия натяжного ролика. Назначение этого узла в удержании ремня на шестернях приводного механизма. Правильность регулировки ролика можно проверить, повернув натянутый ремень пальцами. Если удастся провернуть на девяносто градусов – натяжной механизм отрегулирован хорошо. Если ремень повернется на угол меньший, чем 90 градусов, то он перетянут, если на больший, то недотянут.

Очень важно при монтаже не брать ремень ГРМ промасленными руками. Это может привести к проскакиванию на шестернях приводного механизма.

Купленный на придорожной АЗС ремень следует тщательно осмотреть. При нарушении условий хранения, даже новый ремень привода ГРМ пойдет трещинами и не сможет быть использован по назначению.

Видео, иллюстрирующее работу ГРМ

Мне нравится3Не нравится

Что еще стоит почитать

Принцип работы газораспределительного механизма

Принцип работы газораспределительного механизма

Мы думаем, что каждый автомобилист знает о том, что каждый двигатель внутреннего сгорания работают по одному принципу. В камерах сгорания происходит процесс сжигания газовой смеси, которая состоит из пара горючего и воздуха.

Для того, что бы подача газовой смеси в камеру сгорания и процесс отведения продуктов сгорания данной смеси осуществлялся правильно, применяют определенный механизм, он называется газораспределительный механизм или же ГРМ ауди, это может быть и ГРМ Фольксваген пассат или ГРМ для любого другого автомобиля. Задача каждого ГРМ состоит в управлении клапанами подачи для топливной смеси в рабочие цилиндры двигателей. А клапаны выпуска выводят продукты сгорания из него. Можно сказать, что это устройство практически несет ответственность за согласованную, синхронную работу выпускных и впускных клапанов, или же просто управляет этой работой. Газораспределительный механизм имеет несколько важных узлов: это управляющие кулачки, ауди ремень грм, распределительный вал, целая система клапанов, состоящих из возвратных пружин.

Давайте же рассмотрим, в чем состоит принцип работы газораспределительного механизм, это и гидрокомпенсатор Фольксваген, а так же для других марок, и катализатор ауди, и распредвал ауди. Когда вал совершает вращательные движения, то кулачки нажимают на клапаны, тем самым открывая их в подходящий момент, что просто необходимо для впрыскивания топлива, или же выхлопа продуктов сгорания. Затем, кулачек проворачивается, вызывая снятия давления с клапана, возвратная пружина устанавливает его на нулевую позицию, когда кулачек отходит на место и закрывается. Комплект ГРМ помпа audi просто необходим владельцам машины этой марки.

Очевидно, что все действия клапанов по закрытию или же открытию должны быть синхронизированы. Именно это и обеспечивает не только максимальную мощность двигателя, аи защищает от удара поршня по открытому клапану. Такой удар приводить зачастую к значительным поломкам двигателя. Это говорит о том, что если изношена любая, пусть самая мелкая деталь ГРМ, например для ауди а4 грм, поврежден ремень грм ауди а4, или же touareg цепь грм больше не выполняет своих функций, то вам просто придется покупать запчасти на ауди а4для капитального ремонта всего двигателя.

Распределительный вал вращается путем передачи вращения непосредственно от коленчатого вала, используя ременчатую либо же цепную передачу. Вид передачи определяется моделью автомобиля, заметим, что цепная передача считается более надежной, а в современных машинах все чаще используют ременные передачи.

Для передачи вращения используют зубчатые ремни, такие как ремень грм ауди а4,или же ремень грм ауди а6, или же ремень грм фольксваген пассат, фольксваген гольф ремень грм. Частота вращения распредвала и вала коленчатого достаточно высока. Зубчатые ремни исключают вероятность проскальзывания, которая может вызвать закрытие клапана в ненужный момент и его выходу из строя от удара поршня.

Газораспределительная звездочка жестко закреплена в передней части коленвала, она осуществляет вращение вместе с валом. Через звездочку и цепь передается вращение на распределительный вал. Здесь имеются выступы особого вида профиля, еще называют кулачками. Второе название распределительного вала – кулачковый вал.

Вращаясь вал кулачка, движется по окружности, он надавливает на часть клапана сверху, преодолевает сопротивление пружины, а затем уже и открывает сам клапан. Когда кулачок совершает дальнейший поворот, пружина разжимается и закрывает клапан. Этот механизм ГРМ еще называют верхнеклапанным, он с цепным приводом и расположением распредвала сверху. Это говорит о том, что газораспределительный вал начинает вращение с цепью, находясь в верхней части двигателя, или же ГРМ приводит во вращение цепь в верхней части двигателя. Вот откуда и повелось название ГРМ с верхним расположением распредвала.

Это вся информация о принципе работы ГРМ, естественно, что мы не успели бы описать всех деталей для нормального функционирования этого механизма. Например, об устройстве регулировки тепловых зазоров, устройстве натяжения цепи привода механизма, устройстве смазки всех элементов, мы описали лишь самые основополагающие моменты работы ГРМ.

Газораспределительный механизм (ГРМ) — назначение, конструкция и устройство, принцип работы, типы газораспределительных механизмов

Назначение и характеристика

Газораспределительным называется механизм, осуществляющий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.

Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для своевременного впуска горючей смеси или воздуха в цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров отработавших газов. В двигателях автомобилей применяются газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов позволяет увеличить степень сжатия двигателя, улучшить наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и упростить техническое обслуживание двигателя в эксплуатации. Двигатели автомобилей могут иметь газораспределительные механизмы различных типов (рисунок 1), что зависит от компоновки двигателя и, главным образом, от взаимного расположения коленчатого вала, распределительного вала и впускных и выпускных клапанов. Число распределительных валов зависит от типа двигателя.

Рисунок 1 – Типы газораспределительных механизмов, классифицированных по различным признакам

При верхнем расположении распределительный вал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов производится непосредственно от распределительного вала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.

Верхнее расположение распределительного вала упрощает конструкцию двигателя, уменьшает массу и инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей механизма и обеспечивает высокую надежность и бесшумность его работы про большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Цепной и ременный приводы распределительного вала также обеспечивают бесшумную работу газораспределительного механизма.

При нижнем расположении распределительный вал устанавливается в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Открытие и закрытие клапанов производится от распределительного вала через толкатели штанги и коромысла. Привод распределительного вала осуществляется с помощью шестерен от коленчатого вала. При нижнем расположении распределительного вала усложняется конструкция газораспределительного механизма и двигателя. При этом возрастают инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределительного механизма. Число распределительных валов в газораспределительном механизме и число клапанов на один цилиндр зависят от типа двигателя. Так, при большем числе впускных и выпускных клапанов обеспечивается лучшие наполнение цилиндров горючей смесью и их очистка от отработавших газов. В результате двигатель может развивать большие мощность и крутящий момент. При нечетном числе клапанов на цилиндр число впускных клапанов на один клапан больше, чем выпускных.

Конструкция и работа газораспределительного механизма

Газораспределительные механизмы независимо от расположения распределительных валов в двигателе включают в себя клапанную группу, передаточные детали и распределительные валы с приводом.

В клапанную группу входят впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки клапанов и пружины клапанов с деталями крепления.

Передаточными деталями являются толкатели, направляющие втулки толкателей, штанги толкателей, коромысла, ось коромысел, рычаги привода клапанов, регулировочные шайбы и регулировочные болты. Однако при верхнем расположении распределительного вала толкатели, направляющие втулки и штанги толкателей, коромысла и ось коромысел обычно отсутствуют.

На рисунке 2 представлен газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением клапанов, с верхним расположением распределительного вала с цепным приводом и с двумя клапанами на цилиндр. Он состоит из распределительного вала 14 с корпусом 13 подшипников, привода распределительного вала, рычагов 11 привода клапанов, опорных регулировочных болтов 18 клапанов 1 и 22, направляющих втулок 4, пружин 7 и 8 клапанов с деталями крепления.

Рисунок 2 – Газораспределительный механизм легкового автомобиля с цепным приводом

1, 22 – клапаны; 2 – головка; 3 – стержень; 4, 20 – втулки; 5 – колпачок; 6 – шайбы; 7, 8, 17 – пружины; 9 – тарелка; 10 – сухарь; 11 – рычаг; 12 – фланец; 13 – корпус; 14 – распределительный вал; 15 – шейка; 16 – кулачок; 18 – болт; 19 – гайка; 21 – пластина; 23 – кольцо; 24, 27, 28 – звездочки; 25 – цепь; 26 – успокоитель; 29 – палец; 30 – башмак; 31 – натяжное устройство

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал – пятиопорный, отлит из чугуна. Он имеет опорные шейки 15 и кулачки 16 (впускные и выпускные). Внутри вала проходит канал, через который подводится масло от средней опорной шейки к другим шейкам и кулачкам. К переднему торцу вала крепится ведомая звездочка 24 цепного привода. Вал устанавливается в специальном корпусе 13 подшипников, отлитом из алюминиевого сплава, который закреплен на верхней плоскости головки блока цилиндров. От осевых перемещений распределительный вал фиксируется упорным фланцем 12, который входит в канавку передней опорной шейки вала и прикрепляется к торцу корпуса подшипников.

Привод распределительного вала осуществляется через установленную на нем ведомую звездочку 24 двухрядной роликовой цепью 25 от ведущей звездочки 28 коленчатого вала. Этой цепью также вращается звездочка 27 вала привода масляного насоса. Привод распределительного вала имеет полуавтоматический натяжной механизм, состоящий из башмака и натяжного устройства. Цепь натягивается башмаком 30, на который воздействуют пружины натяжного устройства 31. Для гашения колебаний ведущей ветви цепи служит успокоитель 26. Башмак и успокоитель имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. Ограничительный палец 29 предотвращает спадание цепи при снятии на автомобиле ведомой звездочки распределительного вала.

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапаны установлены в головке блока цилиндров в один ряд под углом к вертикальной оси цилиндров двигателя. Впускной клапан 1 для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью имеет головку большего диаметра, чем выпускной клапан. Он изготовлен из специальной хромистой стали, обладающей высокой износостойкостью и теплопроводностью. Выпускной клапан 22 работает в более тяжелых температурных условиях, чем впускной. Он выполнен составным. Его головку делают из жаропрочной хромистой стали, а стержень – из специальной хромистой стали.

Каждый клапан состоит из головки 2 и стержня 3. Головка имеет конусную поверхность (фаску), которой клапан при закрытии плотно прилегает к седлу из специального чугуна, установленному в головке блока цилиндров и имеющему также конусную поверхность.

Стержень клапана перемещается в чугунной направляющей втулке 4, запрессованной и фиксируемой стопорным кольцом 23 в головке блока цилиндров, обеспечивающей точную посадку клапана. На втулку надевается маслоотражательный колпачок 5 из маслостойкой резины. Клапан имеет две цилиндрические пружины: наружную 8 и внутреннюю 7. Пружины крепятся на стержне клапана с помощью шайб 6, тарелки 9 и разрезного сухаря 10. Клапан приводится в действие от кулачка распределительного вала стальным кованным рычагом 11, который опирается одним концом на регулировочный болт 18, а другим – на стержень клапана. Регулировочный болт имеет сферическую головку. Он ввертывается в резьбовую втулку 20, закрепленную в головке блока цилиндров и застопоренную пластиной 21, и фиксируется гайкой 19. Регулировочным болтом устанавливается необходимый зазор между кулачком распределительного вала и рычагом привода клапана, равный 0,15 мм на холодном двигателе и 0,2 мм на горячем двигателе (прогретом до 75…85 °C). Пружина 17 создает постоянный контакт между концом рычага привода и стержнем клапана.

Принцип работы

Газораспределительный механизм (ГРМ) работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя поочередно набегают на рычаги 11. Рычаги, поворачиваясь одним концом на сферических головках регулировочных болтов 18, другим концом воздействуют на стержни клапанов, преодолевают сопротивление пружин 7, 8 и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с рычагов, которые возвращаются в исходное положение под действием пружин 17, а клапаны закрываются под действием пружин 7 и 8.

При работе двигателя распределительный вал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал. Это связано с тем, что за период рабочего цикла двигателя, протекающего за два оборота коленчатого вала, впускной и выпускной клапаны каждого цилиндра должны открываться по одному разу.

Нормальная работа газораспределительного механизма (ГРМ) во многом зависит от теплового зазора между кулачками распределительного вала и рычагами привода клапанов. Этот зазор обеспечивает плотное закрытие клапанов при их удлинении в результате нагрева во время работы. При недостаточном тепловом зазоре или его отсутствии происходит неполное закрытие клапанов, что приводит к утечке газов, быстрому обгоранию фасок головок клапанов и снижению мощности двигателя.

Привод распределительного вала

Особенностью привода распределительного вала (рисунок 3) является применение ременной передачи. Привод распределительного вала осуществляется через установленный на нем зубчатый шкив 4 ремнем 5 от зубчатого шкива 1 коленчатого вала. С помощью этого ремня также вращается зубчатый шкив 8 вала привода масляного насоса.

Рисунок 3 – Ременный привод распределительного вала

1, 4, 8 – шкивы; 2 – болты; 3 – ролик; 5 – ремень; 6 – кронштейн; 7 – пружина

Ремень – зубчатый, изготовлен из резины, армированной стекловолокном. Зубья ремня имеют трапециевидную форму. Ремень натягивается с помощью натяжного ролика 3, закрепленного на кронштейне 6. Натяжение ремня регулируют пружиной 7 на неработающем двигателе при ослабленных болтах 2 крепления кронштейна натяжного ролика. Привод распределительного вала работает без смазки и снаружи закрыт тремя пластмассовыми крышками.

Газораспределительный механизм двигателя, представленный на рисунке 4, состоит из распределительного вала 2 с двумя корпусами 1 подшипников, привода распределительного вала, толкателей 4, регулировочных шайб 3, направляющих втулок 6, клапанов 7, пружин 5 клапанов с деталями крепления.

Рисунок 4 – Газораспределительный механизм (а) с верхним расположением распределительного вала и его привод (б):

1 – корпус; 2 – распределительный вал; 3 – шайба; 4 – толкатель; 5 – пружина; 6 – втулка; 7 – клапан; 8, 9, 11 – шкивы; 10 – ролик; 12 – ремень; 13 – ось

Распределительный вал чугунный, литой, пятиопорный. В задней части вала 2 находится эксцентрик для привода топливного насоса. Корпуса 1 подшипников распределительного вала отлиты из алюминиевого сплава. В них находятся верхние половины опор под шейки распределительного вала: две в переднем корпусе и три в заднем. Толкатели 4 клапанов – стальные, цилиндрические, передают усилия от кулачков распределительного вала на клапаны. В верхней части толкателей имеется гнездо для установки регулировочной шайбы. Регулировочные шайбы 3 – плоские, стальные, толщиной 3,00…4,25 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Подбором толщины этих шайб регулируется тепловой зазор между шайбой и кулачком распределительного вала. Клапаны 7 (впускной, выпускной) отличаются по конструкции и изготовлены из разных сталей. Впускной клапан имеет головку большего диаметра, чем выпускной. Он выполнен из хромоникельмолибденовой стали. Выпускной клапан – составной, сварен из двух частей. Головка клапана изготавливается из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали, а стержень – из хромоникельмолибденовой стали. Направляющие втулки 6 клапанов – чугунные, запрессовываются и фиксируются стопорными кольцами в головке блока цилиндров.

Пружины 5 (наружная, внутренняя) прижимают клапан к седлу и не дают ему отрываться от толкателя. Они также исключают возникновение резонансных колебаний деталей.

Привод распределительного вала производится через установленный на нем зубчатый шкив 11 ремнем 12 от зубчатого шкива 8 коленчатого вала. Этим же ремнем вращается зубчатый шкив 9 насоса охлаждающей жидкости. Ремень – зубчатый, резиновый, армирован стекловолокном. Зубья ремня имеют полукруглую форму. Ремень натягивается роликом 10, который вращается на эксцентриковой оси 13, установленной на шпильке, закрепленной в головке блока цилиндров. При повороте эксцентриковой оси относительно шпильки изменяется натяжение ремня. Привод распределительного вала работает без смазочного материала. Он закрыт двумя крышками – передней пластмассовой и задней стальной.

При вращении распределительного вала его кулачок набегает на шайбу 3 и толкатель 4. Толкатель действует на стержень клапана 7, преодолевает сопротивление пружин 5 и открывает клапан. При дальнейшем повороте кулачок сходит с толкателя, который возвращается в исходное положение под действием пружин 5, закрывающих клапан.

Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

На рисунке 5 показан газораспределительный механизм двигателя с нижним расположением распределительного вала. Газораспределительный механизм верхнеклапанный, с шестеренным приводом и двумя клапанами на цилиндр.

Рисунок 5 – Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

1 – распределительный вал; 2 – клапан; 3, 20 – втулки; 4 – пружина; 5 – коромысло; 6 – ось; 7 – винт; 8 – штанга; 9 – толкатель; 10, 11, 12 – шестерни; 13 – шейка; 14 – эксцентрик; 15 – кулачок; 16 – сухарь; 17, 19 – шайбы; 18 – колпачок

Механизм включает в себя распределительный вал 1, привод распределительного вала, толкатели 9, штанги 8 толкателей, регулировочные винты 7, ось 6 коромысел, коромысла 5, клапаны 2, направляющие втулки 3 клапанов и пружины 4 с деталями крепления.

Распределительный вал – стальной, кованый, имеет пять опорных шеек 13, кулачки 15 (впускные и выпускные), шестерню 12 привода масляного насоса и распределители зажигания, а также эксцентрик 14 привода топливного насоса. Вал установлен в блоке цилиндров двигателя на запрессованных биметаллических втулках, изготовленных из стали и покрытых изнутри слоем свинцовистого баббита.

Привод распределительного вала осуществляется через прикрепленную к его переднему концу ведомую шестерню 10, изготовленную из текстолита. Она находится в зацеплении с ведущей стальной шестерней 11, установленной на коленчатом валу. Обе шестерни выполнены косозубыми для уменьшения шума и обеспечения плавной работы. Передаточное отношение шестеренного привода – отношение числа зубьев ведущей шестерни к числу зубьев ведомой шестерни – равно 1:2, т.е. ведомая шестерня 10 имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня 11. Это необходимо для того, чтобы за два оборота коленчатого вала распределительный вал совершал один оборот, обеспечивая за полный цикл двигателя открытие впускного и выпускного клапанов каждого цилиндра по одному разу.

Толкатели 9 служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам 8. Они изготовлены из стали, и их торцы, соприкасающиеся с кулачками, выполнены сферическими и наплавлены отбеленным чугуном для уменьшения изнашивания. Внутри толкатели имеют сферические углубления для установки штанг. Толкатели перемещаются в направляющих отверстиях блока цилиндров.

Штанги 8 передают усилие от толкателей к коромыслам 5. Они изготовлены из алюминиевого сплава, и на их концы напрессованы стальные наконечники.

Коромысла 5 предназначены для передачи усилия от штанг к клапанам. Коромысла стальные, имеют неравные плечи для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг, в их короткие плечи ввернуты винты 7 для регулирования теплового зазора. Коромысла установлены на втулках на полой оси 6, закрепленной в головке цилиндров.

Клапаны 2 изготовлены из легированных жаропрочных сталей. Для лучшего наполнения цилиндров двигателя горючей смесью диаметр головки у впускного клапана больше, чем у выпускного.

Пружины 4 изготовлены из рессорно-пружинной стали. Деталями их крепления являются шайбы 17 и 19, сухари 16 и втулки 20. Резиновые маслоотражательные колпачки 18, установленные на впускных клапанах, исключают проникновение масла через зазоры между направляющими втулками и стержнями впускных клапанов.

Работа механизма

Газораспределительный механизм (ГРМ) работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки поочередно набегают на толкатели 9 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Усилие от толкателей 9 через штанги 8 передается к коромыслам 5, которые, поворачиваясь на оси 6, воздействуют на стержни клапанов 2, преодолевают сопротивление пружин 4 и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с толкателей, которые вместе со штангами и коромыслами возвращаются в исходное положение под действием пружин, закрывающих также клапаны.

Другие статьи по двигателю

Газораспределительный механизм: принцип работы

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм для своевременной подачи воздуха или топливно-воздушной рабочей смеси в цилиндры ДВС и последующего выпуска из цилиндров отработавших газов. Главной функцией ГРМ на четырехтактных поршневых моторах, которые имеют сегодня наибольшее распространение, становится открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Другими словами, ГРМ осуществляет управление фазами газораспределения.

ГРМ устанавливается в головке бока цилиндров. Механизм состоит из одного распределительного вала или нескольких таких валов. Также имеются приводы к распредвалу и клапаны, которые открывают и закрывают впускные и выпускные отверстия в камерах сгорания (впускные и выпускные клапаны). Дополнительно имеется целый ряд передаточных элементов в устройстве ГРМ: толкатели, штанги, коромысла, а также вспомогательные решения в виде регулировочных элементов, пружин клапанов, систем поворота клапанов и т.д. Получается, что газораспределительный механизм представляет собой клапаны с приводом и распределительный вал с приводом.

Конструкции газораспределительного механизма могут отличаться. Главной особенностью выступает расположение клапанов и распределительного вала.

Среди существующих ДВС выделяют нижнеклапанные и верхнеклапанные двигатели, а также моторы со смешанным расположением клапанов. Нижнеклапанные агрегаты имеют боковое расположение клапанов, а для верхнеклапанных существует определение «подвесных клапанов».

По расположению распределительного вала встречаются двигатели с распредвалом в блоке цилиндров, с распредвалом в головке блока цилиндров, а также ДВС, где распределительный вал отсутствует. С учетом таких конструктивных особенностей клапанный механизм четырёхтактных ДВС получил целый ряд самостоятельных типов и разновидностей.

Грм принцип работы и устройство

Газораспределительный механизм (ГРМ): устройство, принцип работы и назначении, основные неисправности, способы диагностики и ремонта

Ищем двух авторов для нашего сайта, которые ОЧЕНЬ хорошо разбираются в устройстве современных автомобилей.Обращаться на почту [email protected]

Основой любых силовых агрегатов и главной составляющей двигателей внутреннего сгорания является сложный газораспределительный механизм (ГРМ). Назначение газораспределительного механизма состоит в управлении впускными и выпускными клапанами двигателя. На такте впуска он открывает впускной клапан, смесь, состоящая из воздуха и топлива или воздуха (для дизельных двигателей), попадает в камеру сгорания. На такте выпуска — открытием выпускного клапана из камеры сгорания ГРМ удаляет отработанные газы.

Устройство газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:

Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.
Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.
Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.

Таково устройство ГРМ и общая схема газораспределительного механизма. Теперь следует разобраться, каков принцип работы газораспределительного механизма.

Работа газораспределительного механизма

Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:

Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
Сжатие.
Рабочий ход.
Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.

Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания, когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.

Неисправности ГРМ

Основные неисправности газораспределительного механизма:

Уменьшение компрессии и хлопки в трубопроводах. Как правило, происходит после появления нагара, раковин на поверхности клапана, их прогорания, причиной чего является не плотное прилегания впускных и выпускных клапанов к седлам. Также оказывают влияние такие факторы, как деформации ГБЦ, поломка или износ пружин, заедание клапанного стержня во втулке, полное отсутствие промежутка между коромыслом и клапанами.
Уменьшение мощности, троение мотора, а также металлические стуки. Появляются эти признаки, потому что впускные и выпускные клапана не полностью открываются, и часть воздушно-топливной смеси не попадает в камеру сгорания цилиндра. Следствием этого является большой тепловой зазор или поломка гидрокомпенсатора, что и становится причиной неполадки и не штатной работы клапанов.
Механический износ деталей, таких как: направляющих втулок коленвала, шестерни распредвала, а также смещение распредвала. Механический износ деталей, как правило, происходи при достаточном сроке работы мотора и работы двигателя в критических пределах.
Так же происходит выход из строя двигателя по причине износа зубчатого ремня, который имеет свой гарантийный срок службы, цепи, которая при длительном сроке работы и постоянном на нее воздействии становится менее работоспособной, успокоителя цепи и натяжителя зубчатого ремня.

В данных случаях не редко заменяют газораспределительный механизм, однако возможен и ремонт поврежденной детали газораспределительного механизма.

Диагностика ГРМ

Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки — неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.

Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора. Факторами неплотного закрытия клапанов могут быть:

возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
неисправность пружин клапанов.

Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.

Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:

определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
измеряют промежуток между клапаном и седлом.

Измерение фаз газораспределения

Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.

Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом

Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.

Данный метод не может дать результата при диагностировании ГРМ, когда неравномерен износ торца штока и бойка коромысла, а трудоемкость этого метода весьма значительная. Увеличить точность замеров позволяет особое устройство, которое состоит из корпуса и индикатора по типу часов. Подпружиненная подвижная рама содержит персональное соединение с ножкой этого индикатора. Раму фиксируют между коромыслом и клапанной пружиной. Когда открывается клапан, в период поворота коленвала, на индикаторе ставят 0. Распознает тепловой зазор последующее показание прибора, снимаемое в период поворота коленвала.

Определение промежутка между клапаном и седлом

Его можно оценить по объему воздуха, который будет выходить через уплотнитель перекрытых клапанов. Эта процедура прекрасно объединяется с чисткой форсунок. Когда они уже сняты, убирают валики коромысел и прикрывают все клапаны. Затем в камеру сгорания под большим давлением происходит подача сжатого воздуха. Поочередно на любом из контролируемых клапанов ставят устройство, которое позволяет измерить расход воздуха. Если потеря воздуха превысит разрешенную, выполняется ремонт газораспределительного механизма.

Процесс ремонта ГРМ

Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.

На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.

Для определения точного зазора требуется знать диаметр шейки распредвала, это позволит произвести установку соответствующего ей подшипника. Установив его на корпус, замерьте внутренний диаметр подшипника, затем отнимите его от диаметра шейки и таким образом найдете величину зазора. Он не может превышать 0,2мм.

Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них Не забудьте поделиться этой страницей с друзьямиИ подписаться на нашу группу

Назначение и принцип работы ГРМ

ГРМ — это один из наиболее ответственных и сложных узлов в автомобиле. Газораспределительный механизм управляет впускными и выпускными клапанами двигателя внутреннего сгорания. На такте впуска ГРМ выполняет открытие впускного клапана, благодаря чему воздух и бензин попадают в камеру сгорания. На такте выпуска открывается выпускной клапан и удаляются отработанные газы. Давайте подробно рассмотрим устройство, принцип действия, типичные поломки и многое другое.

Основные узлы ГРМ

Основным элементом газораспределительного механизма является распредвал. Их может быть несколько или же один в зависимости от конструктивных особенностей ДВС. Распределительный вал выполняет своевременное открытие и закрытие клапанов. Изготавливается из стали или чугуна, а устанавливается в блоке цилиндров или картере.

Отсюда можно сделать вывод, что есть несколько конструкций двигателей — с верхним и нижним расположением распределительного вала. На валу имеются кулачки, которые при вращении распредвала оказывают действие через толкатели на клапан. Для каждого клапана предусмотрен свой толкатель и кулачок.

Впускные и выпускные клапаны необходимы для подачи топливно-воздушной смеси в камеру сгорания и удаления отработанных газов. Впускные клапаны выполняют из стали с хромированным покрытием, а выпускные — из жаропрочной стали. Клапан имеет стержень, на котором крепится тарелка. Обычно впускные и выпускные клапаны отличаются между собой диаметром тарелки. Также к ГРМ стоит отнести штанги и привод.

Устройство газораспределительного механизма

Стоит еще несколько слов сказать об устройстве впускных и выпускных клапанов. Стержень клапана имеет цилиндрическую форму и канавку для установки пружины. Движение клапанов возможно только в одном направлении — к втулкам. Для того чтобы моторное масло не попадало в камеру сгорания, ставят уплотнительные колпачки из маслостойкой резины.

Есть еще такой узел, как привод ГРМ. Это передача вращения с коленчатого на распределительный вал. Примечательно то, что на два оборота коленвала приходится один распределительного. Собственно, это является рабочим циклом, при котором происходит открытие клапанов. Стоит заметить, что мотор с двумя распределительными валами более мощный и имеет выше КПД.

Особенно это заметно на высоких оборотах. К примеру, когда ДВС оснащается одним распредвалом, то маркировка выглядит так: 1,6 литра и 8 клапанов. А вот два вала — это уже всегда в два раза большее количество клапанов, то есть 16. Ну а сейчас пойдем дальше.

Принцип работы газораспределительного механизма

Принцип действия на всех моторах, если речь идет о таких типах, как ДВС, практически одинаков. Всю работу можно условно разделить на 4 этапа:

впрыск топлива;
сжатие;
рабочий цикл;
удаление отработанных газов.

Подача горючего в камеру сгорания осуществляется за счет движения коленчатого вала из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ). При начале движения поршня открываются впускные клапаны, и топливно-воздушная смесь подается в камеру сгорания. После этого клапан закрывается, коленвал за это время проворачивается на 180 градусов от исходного положения.

После того как поршень доходит до НМТ, он поднимается вверх. Следовательно, начинается фаза сжатия. Когда достигается ВМТ, фаза считается законченной. Коленвал в это время проворачивается на 360 градусов от своего начального положения.

Рабочий ход и удаление газов

Когда поршень достигает ВМТ, происходит воспламенение рабочей смеси от свечей зажигания. В это время достигается максимальный момент сжатия и оказывается высокое давление на поршень, который начинает движение к нижней мертвой точке. Когда поршень опустится, то рабочий ход можно считать законченным.

Заключительная фаза — удаление отработанных газов из камеры сгорания. Когда поршень достиг НМТ и начинает свое движение к ВМТ, происходит открытие выпускного клапана и избавление камеры сгорания от газов, которые образовались в результате горения топливно-воздушной смеси.

При достижении поршня НМТ фазу удаления газов принято считать законченной. При этом коленчатый вал от своего начального положения проворачивается на 720 градусов. Для достижения максимальной точности необходима синхронизация газораспределительного механизма двигателя с коленчатым валом.

Основные неисправности ГРМ

От того, насколько своевременно и качественно будет проводиться техническое обслуживание мотора, зависит его техническое состояние. В процессе эксплуатации все элементы подвергаются износу. Это касается и ГРМ. Основные неисправности механизма выглядят следующим образом:

Низкая компрессия и хлопки в выпускной системе. В процессе эксплуатации двигателя внутреннего сгорания образуется нагар, который становится причиной неплотного прилегания клапана к седлу. На клапанах появляются раковины, а иногда и сквозные отверстия (прогар). Также компрессия падает из-за деформации головки блока цилиндров и прохудившейся прокладки.
Заметное падение мощности и тяги, посторонние металлические стуки и троение. Основная причина — неполное открытие впускных клапанов в результате большого теплового зазора. Часть воздушно-топливной смеси не попадает в камеру сгорания. Это происходит из-за выхода из строя гидрокомпенсаторов.
Механический износ деталей. Происходит в процессе эксплуатации двигателя и считается нормальным явлением. В зависимости от периодичности и качества обслуживания ДВС признаки критического износа на одном типе силового агрегата могут проявляться при различном пробеге.
Износ цепи или ремня ГРМ. Цепь растягивается и может перескочить или вовсе порваться. Это касается и ремня, срок службы которого ограничен не только пробегом, но и временем.

Как выполняется диагностика ГРМ?

Газораспределительный механизм ВАЗ или любой другой машины работает по одному принципу. Следовательно, способы диагностики и основные неисправности, как правило, одни и те же. Основные поломки — неполное открытие клапанов и неплотное прилегание к гнездам.

Если клапан не закрывается, то появляются хлопки во впускном и выпускном коллекторах, а также снижается тяга и мощность мотора. Происходит это из-за нагара на гнездах и клапанах, а также по причине потери упругости пружин.

Диагностика проводится довольно просто. Первым делом проверяют фазы газораспределения. Дальше замеряют тепловые зазоры между коромыслом и клапаном. Помимо этого проверяется зазор между седлом и клапаном. Если говорить о механическом износе деталей, то больше всего поломок связано с критическим износом шестеренок, в результате чего ремень или цепь неплотно прилегают к зубу и возможно проскальзывание.

Фазы ГРМ и тепловой зазор

Самостоятельно продиагностировать состояние фаз газораспределительного механизма довольно сложно. Для этого необходим набор таких инструментов, как малка-угломер, моментоскоп, указатель и др. Процедура выполняется на заглушенном двигателе.

Малка-угломер устанавливается на шкив коленчатого вала. Проверяется период открытия клапана всегда в 1-м цилиндре. Для этого вручную проворачивают коленчатый вал до появления зазора между клапаном и коромыслом. С помощью малки-угломера на шкиве определяют зазор и делают выводы.

Самый простой, но наименее точный метод замера теплового зазора выполняется с помощью набора пластин длиной 100 мм и максимальной толщиной 0,5 мм. Выбирается один из цилиндров, на котором будут проводиться замеры. Его необходимо довести до ВМТ с помощью ручного поворота коленчатого вала.

В сформировавшийся зазор вставляются пластины. Метод не дает 100%-й точности и результата. Ведь допустимая погрешность зачастую слишком велика. Кроме того, если имеется неравномерный износ бойка коромысла и штока, то полученные данные вообще можно во внимание не брать.

Обслуживание ГРМ

Как показывает практика, большая часть поломок газораспределительного механизма связана с несвоевременным ТО. К примеру, производитель рекомендует менять ремень каждые 120 тысяч километров. Владелец же не берет во внимание эти данные и использует ремень по 200 тысяч. В результате последний рвется, сбиваются метки ГРМ, клапаны сталкиваются с поршнями и требуется капитальный ремонт.

Это же касается и такого элемента механизма, как водяной насос. Он создает необходимое давление охлаждающей жидкости для ее циркуляции по системе. Разрушение крыльчатки или выход из строя уплотнительной прокладки приводят к серьезным проблемам с двигателем. Ролики и натяжитель тоже подлежат замене. Любой подшипник рано или поздно выходит из строя.

Если своевременно менять ролики и сам натяжитель, то шанс столкнуться с такой проблемой минимален. Заклинивание ролика очень часто приводит к обрыву ремня. Именно поэтому необходимо выполнять своевременное техническое обслуживание газораспределительного механизма.

О ремонте ГРМ

В большинстве случаев при обрыве ГРМ на средних и высоких оборотах требуется капитальный ремонт двигателя. Практически всегда замене подлежит цилиндро-поршневая группа. Но даже при нормальной эксплуатации детали подвергаются износу.

Первым делом страдают шейки, кулачки, а также существенно увеличиваются зазоры в подшипниках коленвала. Выполняются все работы только специалистами при помощи высокоточного оборудования.

Все проточки делаются под ремонтные размеры, которые закладываются заводом-изготовителем. Обычно предусмотрено 2 капитальных ремонта, после чего двигатель необходимо менять на аналогичный.

Немного информации о метках

Как уже было отмечено выше, ГРМ — узел сложный и крайне ответственный. Если привод газораспределительного механизма не синхронизирован, то завести автомобиль не выйдет. Основная причина рассинхронизации — сбитые метки. Ремень или цепь могут ослабиться из-за выхода из строя натяжителя или естественного износа.

Метки выставляются относительно коленчатого вала. Для этого снимается шкив, что позволит нам увидеть шестеренку, на ней есть метка, которая должна совпадать с отметкой на масляном насосе или блоке. Соответствующие метки имеются и на распределительных валах.

Используя инструкцию по эксплуатации, выставляют метки ГРМ. Очень важно понимать, что от правильности выполнения работ зависит результат. Перепрыгнувший на один зуб ремень — это не страшно, мотор будет работать, но с отклонениями. Если же метка уйдет на несколько делений, то завести авто будет невозможно.

Качественные запасные части

Мы разобрались с тем, каково назначение газораспределительного механизма. Вы уже знаете, что это очень ответственный узел, который должен регулярно обслуживаться. Но важно учитывать еще и качество запасных частей. Ведь именно от них зачастую зависит срок службы ГРМ.

Квалифицированная установка оригинальных комплектующих системы газораспределительного механизма практически полностью гарантирует бесперебойную работу узла в течение срока до планового обслуживания. Что касается сторонних производителей, то тут нет никаких гарантий, особенно если речь идет о комплектующих из Китая посредственного качества.

Подведем итоги

Чтобы узел работал исправно, его необходимо вовремя обслуживать. Стоит понимать, что чем сложнее мотор, тем дороже обойдется комплект ГРМ. Но экономить однозначно не стоит. Ведь скупой платит дважды. Поэтому лучше один раз купить дорогие запасные части и спать спокойно.

Замену водяной помпы при ее неисправности можно приравнять к полной замене механизма. Далеко не любая конструкция двигателя позволяет допускать такие ошибки, ведь это будет стоить приличных денег. На некоторых силовых агрегатах обрыв ремня не приводит к капиталке, но на это рассчитывать не стоит.

Смотрите также:

Toyota TF107

Что такое типтроник в автомобиле?

Послевоенное возрождение

Обзор жилого модуля для пикапа Lance Ttruck 650

Что понимается под тормозным путем?

Toyoda Spinning and Weaving Company

Газораспределительный механизм. Назначение и устройство ГРМ

_____________________________________________________________________________________________________________________

Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.

Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.

Устройство ГРМ

В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник. Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки». Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).

С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.

Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.

Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.

Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей. Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.

Принцип работы ГРМ

Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.

Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед надеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем надевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.

При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.

Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.

В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь надевается на вал совместно со шкивом.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ: _____________________________________________________________________________________________________________________

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Назначение и характеристика

Рисунок 1 – Типы газораспределительных механизмов, классифицированных по различным признакам

При верхнем расположении распределительный вал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов производится непосредственно от распределительного вала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.

Конструкция и работа газораспределительного механизма

Газораспределительные механизмы независимо от расположения распределительных валов в двигателе включают в себя клапанную группу, передаточные детали и распределительные валы с приводом.

В клапанную группу входят впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки клапанов и пружины клапанов с деталями крепления.

Передаточными деталями являются толкатели, направляющие втулки толкателей, штанги толкателей, коромысла, ось коромысел, рычаги привода клапанов, регулировочные шайбы и регулировочные болты. Однако при верхнем расположении распределительного вала толкатели, направляющие втулки и штанги толкателей, коромысла и ось коромысел обычно отсутствуют.

Рисунок 2 – Газораспределительный механизм легкового автомобиля с цепным приводом

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал – пятиопорный, отлит из чугуна. Он имеет опорные шейки 15 и кулачки 16 (впускные и выпускные). Внутри вала проходит канал, через который подводится масло от средней опорной шейки к другим шейкам и кулачкам. К переднему торцу вала крепится ведомая звездочка 24 цепного привода. Вал устанавливается в специальном корпусе 13 подшипников, отлитом из алюминиевого сплава, который закреплен на верхней плоскости головки блока цилиндров. От осевых перемещений распределительный вал фиксируется упорным фланцем 12, который входит в канавку передней опорной шейки вала и прикрепляется к торцу корпуса подшипников.

Привод распределительного вала осуществляется через установленную на нем ведомую звездочку 24 двухрядной роликовой цепью 25 от ведущей звездочки 28 коленчатого вала. Этой цепью также вращается звездочка 27 вала привода масляного насоса. Привод распределительного вала имеет полуавтоматический натяжной механизм, состоящий из башмака и натяжного устройства. Цепь натягивается башмаком 30, на который воздействуют пружины натяжного устройства 31. Для гашения колебаний ведущей ветви цепи служит успокоитель 26. Башмак и успокоитель имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. Ограничительный палец 29 предотвращает спадание цепи при снятии на автомобиле ведомой звездочки распределительного вала.

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапаны установлены в головке блока цилиндров в один ряд под углом к вертикальной оси цилиндров двигателя. Впускной клапан 1 для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью имеет головку большего диаметра, чем выпускной клапан. Он изготовлен из специальной хромистой стали, обладающей высокой износостойкостью и теплопроводностью. Выпускной клапан 22 работает в более тяжелых температурных условиях, чем впускной. Он выполнен составным. Его головку делают из жаропрочной хромистой стали, а стержень – из специальной хромистой стали.

Принцип работы

Привод распределительного вала

Особенностью привода распределительного вала (рисунок 3) является применение ременной передачи. Привод распределительного вала осуществляется через установленный на нем зубчатый шкив 4 ремнем 5 от зубчатого шкива 1 коленчатого вала. С помощью этого ремня также вращается зубчатый шкив 8 вала привода масляного насоса.

Рисунок 3 – Ременный привод распределительного вала

1, 4, 8 – шкивы; 2 – болты; 3 – ролик; 5 – ремень; 6 – кронштейн; 7 – пружина

Распределительный вал чугунный, литой, пятиопорный. В задней части вала 2 находится эксцентрик для привода топливного насоса. Корпуса 1 подшипников распределительного вала отлиты из алюминиевого сплава. В них находятся верхние половины опор под шейки распределительного вала: две в переднем корпусе и три в заднем. Толкатели 4 клапанов – стальные, цилиндрические, передают усилия от кулачков распределительного вала на клапаны. В верхней части толкателей имеется гнездо для установки регулировочной шайбы. Регулировочные шайбы 3 – плоские, стальные, толщиной 3,00…4,25 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Подбором толщины этих шайб регулируется тепловой зазор между шайбой и кулачком распределительного вала. Клапаны 7 (впускной, выпускной) отличаются по конструкции и изготовлены из разных сталей. Впускной клапан имеет головку большего диаметра, чем выпускной. Он выполнен из хромоникельмолибденовой стали. Выпускной клапан – составной, сварен из двух частей. Головка клапана изготавливается из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали, а стержень – из хромоникельмолибденовой стали. Направляющие втулки 6 клапанов – чугунные, запрессовываются и фиксируются стопорными кольцами в головке блока цилиндров.

Привод распределительного вала производится через установленный на нем зубчатый шкив 11 ремнем 12 от зубчатого шкива 8 коленчатого вала. Этим же ремнем вращается зубчатый шкив 9 насоса охлаждающей жидкости. Ремень – зубчатый, резиновый, армирован стекловолокном. Зубья ремня имеют полукруглую форму. Ремень натягивается роликом 10, который вращается на эксцентриковой оси 13, установленной на шпильке, закрепленной в головке блока цилиндров. При повороте эксцентриковой оси относительно шпильки изменяется натяжение ремня. Привод распределительного вала работает без смазочного материала. Он закрыт двумя крышками – передней пластмассовой и задней стальной.

Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

Рисунок 5 – Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

Распределительный вал – стальной, кованый, имеет пять опорных шеек 13, кулачки 15 (впускные и выпускные), шестерню 12 привода масляного насоса и распределители зажигания, а также эксцентрик 14 привода топливного насоса. Вал установлен в блоке цилиндров двигателя на запрессованных биметаллических втулках, изготовленных из стали и покрытых изнутри слоем свинцовистого баббита.

Привод распределительного вала осуществляется через прикрепленную к его переднему концу ведомую шестерню 10, изготовленную из текстолита. Она находится в зацеплении с ведущей стальной шестерней 11, установленной на коленчатом валу. Обе шестерни выполнены косозубыми для уменьшения шума и обеспечения плавной работы. Передаточное отношение шестеренного привода – отношение числа зубьев ведущей шестерни к числу зубьев ведомой шестерни – равно 1:2, т.е. ведомая шестерня 10 имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня 11. Это необходимо для того, чтобы за два оборота коленчатого вала распределительный вал совершал один оборот, обеспечивая за полный цикл двигателя открытие впускного и выпускного клапанов каждого цилиндра по одному разу.

Толкатели 9 служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам 8. Они изготовлены из стали, и их торцы, соприкасающиеся с кулачками, выполнены сферическими и наплавлены отбеленным чугуном для уменьшения изнашивания. Внутри толкатели имеют сферические углубления для установки штанг. Толкатели перемещаются в направляющих отверстиях блока цилиндров.

Штанги 8 передают усилие от толкателей к коромыслам 5. Они изготовлены из алюминиевого сплава, и на их концы напрессованы стальные наконечники.

Коромысла 5 предназначены для передачи усилия от штанг к клапанам. Коромысла стальные, имеют неравные плечи для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг, в их короткие плечи ввернуты винты 7 для регулирования теплового зазора. Коромысла установлены на втулках на полой оси 6, закрепленной в головке цилиндров.

Клапаны 2 изготовлены из легированных жаропрочных сталей. Для лучшего наполнения цилиндров двигателя горючей смесью диаметр головки у впускного клапана больше, чем у выпускного.

Пружины 4 изготовлены из рессорно-пружинной стали. Деталями их крепления являются шайбы 17 и 19, сухари 16 и втулки 20. Резиновые маслоотражательные колпачки 18, установленные на впускных клапанах, исключают проникновение масла через зазоры между направляющими втулками и стержнями впускных клапанов.

Работа механизма

Ссылки

Неисправности и техническое обслуживание ГРМ

Что такое ГРМ и для чего он нужен в автомобиле? Принцип работы

Сегодня мы расскажем что такое ГРМ в устройстве двигателя автомобиля и какую функцию выполняет этот механизм. Итак. Одной из ключевых систем современного автомобиля является газораспределительный механизм. ГРМ – это система в работе двигателя автомобиля, которая своевременно обеспечивает смену выхлопных газов на воздушно-топливную смесь в цилиндрах автомобиля.

Здесь все зависит от типа двигателя и конструкции автомобиля (иногда вместо смеси в двигатель просто подается воздух). По сути, двигатель будет функционировать нормально, если его клапана и поршни будут ритмично и своевременно передвигаться.

Типы ГРМ автомобиля

Различают два основных типа привода ГРМ – ременной и цепной. Представляет он собой круглое замкнутое кольцо определённой длины, внутри которого располагаются специальные зубья, обеспечивающие максимальный уровень сцепления и минимизируйте риск проскальзывания. Важно отметить, что основным механизмом, от действий которого зависит нормальная работа всего силового агрегата, является именно ГРМ.

Принцип работы ГРМ в автомобиле

В большинстве случаев привод газораспределительного механизма представляет собой плотное изделие из резины, оснащенное с внутренней стороны специальными зубьями для обеспечения более плотного сцепления. Количество таких зубьев четко регламентировано для конкретного типа системы.

Нужно понимать, что привод ГРМ является ключевой деталью, связывающей весь рабочий механизм. Он же подвергается наибольшим нагрузкам и требует периодической замены после отработки своего ресурса, либо же в процессе выявления каких-либо, даже самых минимальных повреждений.

ГРМ обеспечивает своевременное вращение валов, отвечающих за движение впускных и выпускных клапанов. Могут иметь различное расположение и принцип действия (зависит от типа конструкции автомобиля). Но основная функция этого механизма обеспечение его постоянной синхронной работы. Благодаря ей двигатель получает возможность своевременно «дышать» и получать топливную смесь.

В большинстве типов обладает упрощенной конструкцией и возможностью быстрой замены повреждённого, либо отработавшего свой ресурс ремня. Все эти операции проводятся при очередном ТО ГРМ легкового автомобиля и не стоит этим пренебрегать.

Автомобилистам следует знать, что если привод ГРМ в процессе работы двигателя выйдет из строя, последствия могут быть очень неприятными, в частности это может стать причиной повреждения клапанов, исчезновения синхронности в работе вала и повреждения внутренней части двигателя. Иными словами, если такой ремень газораспределительного механизма лопнет, двигатель может попросту заклинить, и чтобы исправить поломку потребуется его капитальный ремонт.

Наибольшим нагрузкам ремень ГРМ подвергается в случае неправильной эксплуатации автомобиля. В частности, в случае попыток завести машину с буксира ремень получает максимальную нагрузку и вероятность его обрыва, либо соскока, очень велика. Если проанализировать возможные последствия такого сценария, то намного дешевле будет просто вызвать и подождать эвакуатор.

Именно поэтому не следует пропускать профилактические проверки всего ГРМ, и очень серьезно относится к малейшим трещинам на поверхности привода. Такие детали не ремонтируются. Их сразу меняют на новый привод.

На что обращать внимание при выборе ремня ГРМ

Каждый ремень газораспределительного механизма имеет свою собственную маркировку. Который состоит из буквенно-цифрового обозначения. Характеризует количество зубьев, шаг между ними, их параметры, а также ширину ремня.

Отдельные производители вводят не международную, а свою собственную маркировку. Поэтому при выборе ремня следует изначально определиться с таблицами их соответствия. Либо же осуществлять покупку в фирменном магазине, реализующем запчасти для вашего типа авто.

В процессе подбора нужного ремня следует внимательно изучать их характеристики. В частности обращать внимание следует на такие характеристики:

• надежность;

• прочность на разрыв;

• возможность работать в условиях повышенных температур без изменения эксплуатационных характеристик;

• возникающая наработка должна удерживать ремень ГРМ до полного его износа;

• должно быть предусмотрено допустимое удлинение даже после наработки.

Поэтому, чтобы избежать возможных неприятностей, следует использовать ремни исключительно проверенных производителей, гарантирующих качество своей продукции.

Определить причины, когда ремень ГРМ требует замены можно путем его визуального осмотра. Прежде всего, на поверхности такого ремня могут проявляться небольшие трещины и разрывы. Длительная эксплуатация без замены становится причиной выработки ремня. Вследствие чего он начинает несколько удлиняться и провисать.

Нужно также понимать, что ремешок ГРМ изготовлен из резины. За счет постоянного трения его рабочая поверхность более подвержена различного рода изменениям. Поэтому следует осматривать ее на предмет износа внутренних зубьев и плотности сцепления их с валами. В случае выявления малейших несоответствий целесообразно сразу произвести смену такого ремня.

Поделитесь информацией с друзьями:

Как работает система изменения фаз газораспределения

Новые автомобили сбивают с толку. Со всеми компьютерами, датчиками и гаджетами может показаться, что под капотом происходит какое-то волшебное колдовство. Мы здесь, чтобы показать вам, как работают современные автомобильные компьютерные системы управления. В прошлый раз мы рассмотрели электронную систему управления дроссельной заслонкой. Сегодняшняя тема: Регулировка фаз газораспределения.

Раньше впускные и выпускные клапаны автомобиля открывались на определенную величину в определенный момент четырехтактного цикла и на определенное время.Это было так просто. В настоящее время, однако, многие двигатели могут изменять не только время открытия своих клапанов, но и то, насколько они открываются и как долго, то есть новые автомобили могут изменять фазы газораспределения, подъем клапана и продолжительность работы клапана. Давайте посмотрим, как все это работает. Для многих из вас это обзор, но если мы хотим, чтобы новое поколение автолюбителей заботилось об автомобилях, не помешает объяснить, как они на самом деле работают.

ПЕРЕМЕННЫЙ РЕЖИМ КЛАПАНА

G / O Media может получить комиссию

Диаграмма из Wikimedia Commons

Типичный впускной и выпускной клапаны двигателя открываются через выступы на распределительном валу.В двигателях с двумя верхними распредвалами есть отдельные распределительные валы для выпускных и впускных клапанов. Эти распределительные валы изготовлены из закаленного железа или стали и соединены с коленчатым валом с помощью зубчатых ремней, цепей или шестерен. Поскольку современные бензиновые двигатели включают четырехтактный цикл, это означает, что распределительные валы поворачиваются один раз на каждые два оборота коленчатого вала. Чтобы усилить этот момент, рассмотрим такт впуска двигателя. Впускной клапан открыт, то есть выступ распределительного вала прижимается к толкателю кулачка и открывает клапан.Давайте проследим движение кулачка и сравним его с движением коленчатого вала.

При открытом впускном клапане поршень движется вниз к нижней мертвой точке. Когда двигатель достигает нижней мертвой точки, коленчатый вал поворачивается на 180 градусов. Затем поршень перемещается вверх, чтобы сжать топливную смесь. Когда поршень достигает верхней мертвой точки, коленчатый вал совершает полный оборот. Затем свеча зажигания воспламеняет топливную смесь, отправляя поршень обратно в нижнюю мертвую точку.К этому моменту коленчатый вал совершил полтора полных оборота. Теперь выпускной клапан открывается, и поршень возвращается в верхнюю мертвую точку. Коленчатый вал совершил два полных оборота. Теперь, когда поршень находится примерно в верхней мертвой точке, выступ распределительного вала, который мы отслеживаем, возвращается и открывает впускной клапан, и поршень движется обратно вниз. Таким образом, после двух оборотов коленчатого вала распредвал повернулся один раз. Посмотрите этот гиф, чтобы увидеть все это в движении.

В 1960-х годах автопроизводители начали разработку систем изменения фаз газораспределения, которые позволяли впускным и выпускным клапанам открываться раньше или позже в 4-тактном цикле.Целью было повысить объемный КПД, снизить выбросы NOx и уменьшить насосные потери. Сегодня существует два основных типа изменения фаз газораспределения: фазировка кулачка и смена кулачка. При смене кулачка ЭБУ выбирает другой профиль кулачка в зависимости от нагрузки и скорости двигателя, тогда как при фазировке кулачка исполнительный механизм вращает распредвал, изменяя фазовый угол. Есть десятки способов изменения фаз газораспределения, подъема и продолжительности, поэтому мы просто рассмотрим Toyota VVT-i и Honda VTEC.

Прежде чем мы посмотрим на VVT-i, поговорим о датчиках. В системах VVT используются всевозможные датчики, но наиболее важными из них являются датчики положения распредвала и коленчатого вала (которые часто являются датчиками Холла). ЭБУ использует эти датчики для отслеживания взаимосвязи между положением поршня и положениями клапанов. Коленчатый вал соединен со штоком и поршнем, а выступы распределительного вала запускают события подъема клапана. Таким образом, с помощью информации от датчиков положения коленчатого и распределительного валов, ЭБУ может узнать, насколько быстро двигатель вращается, а также относительное положение поршня, впускных и выпускных клапанов.

Фазирование кулачка

Фазирование кулачка ускоряет или замедляет подъем клапана за счет поворота распределительного вала, обычно в диапазоне около 60 градусов относительно угла поворота коленчатого вала. Допустим, наш впускной клапан обычно открывается на 5 градусов коленчатого вала перед верхней мертвой точкой и закрывает на 185 градусов коленчатого вала после верхней мертвой точки (5 градусов после нижней мертвой точки). «Задержка» фаз газораспределения на 10 градусов означает, что клапан открывается и закрывается на 10 градусов позже, то есть он открывается на 5 градусов после верхней мертвой точки и закрывается на 195 градусов после верхней мертвой точки.Задерживая синхронизацию распределительного вала, двигатель обеспечивает лучший крутящий момент на высоких оборотах, тогда как опережение фаз газораспределения впускного распредвала обеспечивает лучшую мощность при низких оборотах.

Для изменения фаз газораспределения используется множество различных методик. У каждого производителя есть собственное название для собственной системы VVT. Toyota использует VVT-i®, Honda использует VTEC®, Mitsubishi использует MIVEC®, и этот список можно продолжить. Давайте посмотрим, как работает система Toyota VVT-i.

Система VVT, показанная на видео выше, является вариацией Toyota VVT-i, хотя у Honda есть аналогичная система под названием VTC.В этой системе ЭБУ получает сигналы от датчика положения распределительного вала, датчика коленчатого вала, датчика температуры масла, датчика массового расхода воздуха (MAF) и датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя и использует эту информацию для настройки своего выходного сигнала на масляный регулирующий клапан. Этот клапан действует как гидравлический привод, вращая ротор (который соединен с распределительным валом) внутри корпуса, который соединен с коленчатым валом через цепь привода ГРМ. После того, как ЭБУ изменил фазовый угол кулачка, ЭБУ продолжает получать входные данные от всех датчиков и постоянно регулирует подачу масла к ротору.Как и электронное управление дроссельной заслонкой, это замкнутая система, что означает, что разница между текущим фазовым углом распределительного вала и оптимальным углом распределительного вала является «сигналом ошибки», который отправляется в ЭБУ. Компьютер использует сигнал ошибки, чтобы настроить его выход на привод, чтобы получить угол сдвига фаз распределительного вала там, где он должен быть.

Замена кулачка

Другие системы VVT изменяют форму выступов распредвала, а не только фазовый угол распредвала относительно коленчатого вала.Изменение профиля кулачка влияет не только на высоту подъема клапана (как далеко открывается клапан), но и на продолжительность клапана (как долго клапан остается открытым). Изображение выше демонстрирует особенности выступа распределительного вала, которые влияют на подъем клапана и продолжительность.

При более высоких оборотах двигателя многие системы VVT меняют профиль кулачка на более агрессивный (т. Е. Высокий подъем и длительный срок службы). Некоторые системы переменного подъема клапана смещают распределительный вал в осевом направлении, так что выступ с более высоким профилем входит в зацепление с толкателем кулачка, обеспечивая больший подъем клапана.Другие, такие как VTEC от Honda (yo), фиксируют коромысло высокого профиля на коромысле низкой скорости с помощью штифта с гидравлическим приводом. Более агрессивный выступ кулачка активирует этот высокий коромысел и обеспечивает больший подъем впускного клапана, позволяя большему количеству воздуха попасть в цилиндр.

Видео ниже, рассказчик которого странным образом во многом напоминает Ричарда Хаммонда, является отличным источником для понимания двух различных типов систем VVT и показывает, как работает гидравлический привод системы VTEC компании Honda.

Верхнее фото Кредит: Timitrius

Что такое регулируемое время клапана и как оно на самом деле работает?

VVT — это аббревиатура от Variable Valve Timing:

Попробуем разобраться вначале, почему нужно варьировать Valve Timing / VVT?

Во-первых, прочтите здесь сначала, что такое «Время клапана»? Автомобильный двигатель фактически «дышит» (вдыхает / выдыхает) через свои клапаны, как это делают люди. Скорость, с которой люди дышат, в основном зависит от работы, выполняемой людьми.Например, если человек сидит или спит, он будет дышать медленнее, чем при ходьбе или беге. Кроме того, при занятиях плаванием или поднятием тяжестей людям также необходимо открывать рот, чтобы получить больше воздуха.

Это происходит потому, что когда человеческое тело подвергается тяжелой работе, увеличивается потребность во всасывании воздуха. Таким образом, это вызывает более быстрое дыхание и / или более широкое открытие рта для получения большего количества воздуха. Аналогично, когда двигатель работает на высоких оборотах; ему необходимо открывать впускные клапаны раньше, быстрее и на более длительный период.Это связано с тем, что для выработки большей мощности он должен всасывать больше топливовоздушной смеси (заряда) для горения.

В более старых традиционных двигателях время, в течение которого клапаны оставались открытыми, было оптимизировано только для одной скорости двигателя. Однако по мере увеличения частоты вращения значительно сокращается время, необходимое для полного заполнения цилиндров, в результате чего двигатель получает меньшее количество заряда (воздушно-топливной смеси), что приводит к потере мощности, особенно когда двигатель работает на высоких оборотах. скорость.

Чтобы преодолеть этот недостаток, инженеры разработали VVT или механизм «регулируемого времени клапана».VVT изменяет время открытия и закрытия клапанов для нескольких оборотов двигателя. На высокой скорости впускные клапаны открываются гораздо раньше, так что в цилиндры поступает больше топливовоздушной смеси или «заряда». Это помогает улучшить «дыхание» двигателя, что также в значительной степени улучшает его «объемный КПД».

Как работает VVT?

Система изменения фаз газораспределения дополнительно оптимизирует время открытия и закрытия клапанов для нескольких оборотов двигателя. В конструкции VVT первого поколения используется двухступенчатая вариация, которая оптимизирует двигатель для двух различных скоростей вращения.Эта конструкция позволяет использовать два разных набора таймингов, включая один для состояния «частичной нагрузки», то есть до 3500 об / мин, и другой для состояния «полной нагрузки», то есть выше 3500 об / мин. Кроме того, VVT чаще повышает производительность и снижает выбросы. Кроме того, VVT предлагает лучшее из обоих миров. Таким образом, он обеспечивает плавный холостой ход на низких оборотах и максимальную мощность на высоких оборотах.

Диаграмма изменения фаз газораспределения

Кроме того, в конструкции VVT нового поколения реализована система непрерывной регулировки фаз газораспределения или CVVT.Кроме того, CVVT непрерывно (или бесконечно) изменяет фазы газораспределения, которые в цифровом виде контролируются ЭБУ двигателя. Кроме того, он оптимизирует фазы газораспределения для всех оборотов двигателя и условий. Хотя существуют разные механизмы для достижения изменения, это в основном достигается за счет использования «распределительного вала с изменяемой синхронизацией» и соленоидных клапанов.

Кроме того, в CVVT используется гибкое гидравлическое соединение между распределительным валом и его звездочкой. Он приводится в действие давлением моторного масла и электромагнитным клапаном управления маслом, которым управляет ЭБУ двигателя.Кроме того, он перемещает распределительный вал вперед и опережает время открытия впускных клапанов. Некоторые более продвинутые конструкции используют «Dual» системы, то есть «Dual VVTi» — по одной для независимого изменения времени впускного и выпускного клапана.

Двойной двигатель VVTi (изображение любезно предоставлено Toyota)

Что такое VVL / VVEL / VVTL?

Термин VVL означает « Variable Valve Lift », а VVEL означает « Variable Valve Event and Lift ». Термин VVTL означает « Variable Valve Timing and Lift », который представляет собой усовершенствованную систему поддержки для изменения «подъема» клапанов.В настоящее время система «VVL» все чаще используется в сочетании с системами «Variable Valve Timing» (VVT) для повышения производительности.

Кроме того, эта конструкция также изменяет подъем (или ход) впускных клапанов вместе с фазами газораспределения в зависимости от частоты вращения двигателя. Таким образом, он обеспечивает « малоподъемный » впускных клапанов на холостом ходу или малых скоростях и « высокий подъем » на высоких скоростях. Также он обеспечивает точное управление клапанами при открытии / закрытии. Кроме того, чтобы соответствовать более строгим нормам выбросов, производители разработали множество других вспомогательных систем.Это электромеханические или электрогидравлические подъемники клапанов, системы без кулачковых клапанов и т. Д.

VVL: Диаграмма регулируемого подъема клапана

Кроме того, разные производители используют специальные сокращения для своих систем VVT, а именно:

Сокращения
SL.	Сокращение	Полная форма	Компания
1	CVVT	Непрерывная регулировка фаз газораспределения	Рено
2	CVVT	Непрерывная регулировка фаз газораспределения	Volvo
3	ДКТ	Регулируемая синхронизация кулачка	Форд
4	VVT	Регулируемая синхронизация клапана	Сузуки
5	VVT	Регулируемая синхронизация клапана	Фольксваген
6	DCVCP	Двойной непрерывный переменный кулачок с фазированием	GM
7	VVTi	Регулируемая синхронизация клапана (интеллектуальная)	Тойота
8	ВТВТ	Переменная синхронизация и клапанный механизм	Hyundai
9	Н-ДКТ	Nissan-Variable Cam Timing	Nissan
10	S-VT	Последовательная синхронизация клапана	Мазда
11	MIVEC	Инновационная электронная система управления фазами газораспределения Mitsubishi	Мицубиси
12	i-VTEC	Intelligent — Электронное управление с изменяемой синхронизацией клапана и подъемом	Хонда, Акура
13	Camtronic	—	Мерседес Бенц
14	VANOS	Переменный Nockenwellensteuerung	BMW
15	Клапанный подъемник	—	Audi
16	VarioCam	—	Порше

Кроме того, посмотрите анимацию Honda i-vtec здесь:

Подробнее: Что такое синхронизация клапанов двигателя? >>

О компании CarBikeTech

CarBikeTech — технический блог.Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

(VVT) Регулируемая синхронизация клапанов — как это работает

(VVT) Регулируемая синхронизация клапанов — как это работает — как она может выйти из строя

(VVT) Регулируемая синхронизация клапанов — это 2-ступенчатая система фазирования кулачка с гидравлическим управлением.

Так как двигатели совершенствуются и становятся дешевле; (VVT) система изменения фаз газораспределения, продолжает улучшать производительность и экономичность.

В настоящее время производители внедрили различные (VVT) системы регулирования фаз газораспределения, конструктивные подходы и технологии. Самое главное контролировать фазы газораспределения и как долго; впускной и выпускной клапаны остаются открытыми.

Система изменения фаз газораспределения (VVT) использует давление моторного масла для изменения положения впускного распредвала. Как следствие, оптимизация фаз впускных клапанов для условий эксплуатации. Примечание: учитывается только потребление.

Также, в зависимости от потребностей двигателя, система может вращать распределительный вал; в опережающем или запаздывающем направлении.Регулировка времени перекрытия между закрытием выпускного клапана и открытием впускного клапана; приводит к повышению эффективности двигателя.

(VVT) Технология изменения фаз газораспределения, контролирует три ключевые характеристики; впускных и выпускных клапанов:

Время работы клапана — точки движения поршня, в которых клапаны открываются и закрываются.
Продолжительность — Как долго клапаны остаются открытыми.
Высота подъема клапана — насколько физически открываются клапаны (их отверстие для открытия).

Для этого используются различные датчики, например датчики расхода воздуха и положения распределительного вала; передать информацию в автомобиль (ECU). Наконец, с помощью различных механизмов для управления вышеупомянутыми характеристиками клапана.

Итак, как работает (VVT) регулируемый клапан синхронизации

(VVT) изменения фаз газораспределения, изменяет время подъема клапанов; для повышения производительности и экономичности в определенных дорожных ситуациях.

(VVT) Зубчатый механизм регулируемого клапана

Визуализируйте это как полую закрытую шестерню внутри; где две звездообразные шестерни размещены одна внутри другой.Наружная шестерня — это соединение шестерни распределительного вала; к ремню или цепи, которая его приводит. Внутренняя шестерня соединяется с самим распредвалом. Обычно они сцеплены друг с другом, зубчатое колесо против зубчатого колеса и вращаются с одинаковой скоростью.

Таким образом, при введении давления масла шестерни можно разделить. Следовательно, меняют свои скорости относительно друг друга на мгновение. Наконец, это увеличивает или уменьшает частоту вращения распределительного вала; относительно времени привода двигателя. Кроме того, это, в свою очередь, изменяет продолжительность подъема клапана для управления впуском и выпуском.

(VVT) Регулируемая синхронизация клапана в основном бывает двух типов:

Single — (VVT) — Постоянно изменяет синхронизацию впускного распредвала.
Dual — (VVT) — Постоянное изменение фаз газораспределения впускного и выпускного распредвала.

Итак, двойная система (VVT) помогает двигателю более эффективно «вдыхать» и «выдыхать». Следовательно, путем непрерывной регулировки фаз впускных и выпускных клапанов; для повышения мощности, топливной экономичности и выбросов выхлопных газов.

(VVT-i) — Регулировка фаз газораспределения

Кроме того, двойной (VVT) помогает обеспечить:

Более высокая топливная экономичность на всех оборотах двигателя.
Более высокий крутящий момент на низких оборотах, с меньшей вероятностью «детонации» двигателя, снижающего мощность.
Превосходная мощность на высоких оборотах двигателя, без лишнего шума и вибрации.
Пониженные выбросы на всех оборотах двигателя.

Кроме того, двойной (VVT) помогает двигателю обеспечить необходимую мощность и топливную экономичность; при сохранении оптимального качества выбросов.

Итак, в чем разница между одиночкой и дуэлью (ВВТ)

Технология Single (VVT), регулирует синхронизацию только впускных клапанов.
Dual (VVT), регулирует как впускные, так и выпускные клапаны (двойного действия).

В обоих случаях распределительный вал имеет два профиля для впускных клапанов:

Экономичный профиль (ниже 6000 об / мин).
Профиль производительности (выше 6000 об / мин).

Следовательно, когда (VVT) «срабатывает», давление масла оказывается на приводе; который слегка сдвигает распределительный вал, включая настройку «производительность».

(VVT) Performance Setting

Итак, с двойным (VVT) — регулируемым временем клапана происходит то же самое; разница на этот раз в том, что выпускные клапаны активированы. Теперь распределительный вал имеет по два профиля для впуска и выпуска. Двойной (VVT) также минимизирует давление сжатия при запуске / остановке; регулируя последовательность перекрытия впускных и выпускных клапанов.

Возможность одновременного открытия как впускных, так и выпускных клапанов; также обеспечивает максимальную очистку от заряда внутри цилиндра.Обеспечение очень высокой (RPM) и огромной мощности; от того же двигателя, который может похвастаться впечатляющим крутящим моментом на низких оборотах.

Преимущества, полученные с (VVT) регулируемым клапаном синхронизации, включают:

Повышенная производительность и одновременно экономичность.
Более быстрый нагрев каталитического нейтрализатора за счет улучшенного контроля выхлопа.
Повышенная эффективность в широком диапазоне рабочих скоростей двигателя.
Улучшены, синхронизация двигателя.

Коды общих ошибок двигателя Чтение кодов неисправностей двигателя

Два общих кода двигателя: P0011 и P0021 (датчик положения распределительного вала «ряд 1» и датчик положения распределительного вала «ряд 2» соответственно).

Вот некоторые из наиболее часто встречающихся проблем:

Распределение фаз
Масляный регулирующий клапан
Сетка фильтра масляного клапана
Распредвал / шестерни
Разъемы и провода электрические
(PCM) или (ECM)

Следовательно, грязное масло может привести к накоплению осадка; которые могут засорить масляные каналы в кулачке, что приведет к его выходу из строя. Таким образом, отсутствие регулярного обслуживания — большая проблема для систем (VVT).

Замена масла сейчас важнее, чем когда-либо прежде Отсутствие регулярной замены масла

Наиболее важно то, что соленоид (VVT) нуждается в чистом моторном масле для правильной работы. Итак, что происходит, когда моторное масло забивается мусором, грязью или другими инородными частицами? Он имеет тенденцию засорять проход от соленоида до цепи (VVT) и шестерни.

Следовательно, отсутствие регулярной замены масла может привести к повреждению соленоида (VVT), цепи (VVT) и зубчатой передачи.Итак, чтобы избежать этой ситуации, не забудьте заменить моторное масло; в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля. Низкий уровень масла также может вызвать проблемы с соленоидом (VVT) и другими компонентами системы газораспределения.

с (VVT) с регулируемой синхронизацией клапана (у вас больше нет клапана (EGR)) Клапан рециркуляции выхлопных газов (EGR)

Итак, системы (VVT) сделали клапаны рециркуляции выхлопных газов (EGR) устаревшими. Клапаны (рециркуляции отработавших газов) возвращают во впускной коллектор смог, вызывающий оксиды азота.Следовательно, система (VVT) контролирует синхронизацию, чтобы оставить инертный газ в камере для следующего цикла сгорания. Кроме того, контроль температуры горения и образования оксидов азота.

Заключение

Итак, большинство систем (VVT) и их компонентов зависят от постоянной циркуляции моторного масла. Наконец, если возникнут какие-либо проблемы с потоком масла, многие детали могут выйти из строя.

Пожалуйста, поделитесь порталом двигателя Дэнни.com Новости

Регулируемая синхронизация клапана становится реальностью

Система изменения фаз газораспределения — не новая идея. Идея увеличения крутящего момента двигателя на низких и высоких оборотах за счет автоматического опережения и замедления существует довольно давно.

В 1960-х годах вы могли получить механизм изменения фаз газораспределения с торсионным пружинным устройством, которое замедляет фазу газораспределения в ответ на увеличенный крутящий момент, необходимый для поворота распределительного вала на более высоких оборотах двигателя.Теоретически вы могли бы пользоваться преимуществами крутящего момента на низких оборотах и лошадиных сил на высоких скоростях, но на практике это не сработало из-за зависимости от крутящего момента.

В наши дни историческое обсуждение различных инженерных подходов к изменению фаз газораспределения могло бы заполнить энциклопедию. Но компьютеризированные системы управления двигателем сделали изменение фаз газораспределения практической реальностью для большинства автомобилей.

Я оставлю более уникальные конструкции VVT на страницах истории, а электронные системы фаз газораспределения — на страницы будущего.А пока давайте рассмотрим основы того, как VVT влияет на производительность двигателя, как он может выйти из строя, а затем дадим несколько советов по устранению неполадок в подозрительных системах VVT.

Клапан и распредвал
Переменная фаза фаз газораспределения, которую большинство из нас видит в наших магазинах, на самом деле представляет собой переменную фазу фаз газораспределения, которая улучшает крутящий момент на низких и высоких скоростях за счет опережения или замедления фаз газораспределения на одном верхнем распредвале ( SOHC) приложений двигателя.

Напротив, некоторые системы с двойным верхним распределительным валом (DOHC) выполняют те же функции, раздельно продвигая или замедляя впускной и выпускной распредвалы.

Полностью регулируемые фазы газораспределения могут быть достигнуты только с помощью управляемых компьютером соленоидов для точного управления открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов. Хотя различные комбинации событий изменения фаз газораспределения теоретически бесконечны в системе с электронным управлением, ее применение ограничено из-за проблем со стоимостью и, в некоторых случаях, надежностью.

Теоретически….
Эффективная синхронизация клапанов очень зависит от скорости всасываемого воздуха, проходящего через впускные отверстия двигателя, и выхлопных газов, выходящих из выхлопных отверстий двигателя.

Когда всасываемый воздух движется медленно на более низких оборотах двигателя, впускной клапан должен закрываться раньше, чтобы поршень не выталкивал всасываемый воздух обратно во впускной канал и коллектор.

Но когда скорость всасываемого воздуха увеличивается вместе с частотой вращения двигателя, впускной клапан должен закрыться позже, чтобы помочь набрать больше воздуха в цилиндр. Теоретически, большинство конструкций VVT начинают изменять фазы впускных клапанов, когда скорость всасываемого воздуха начинает резко возрастать при 2500-3500 об / мин. Конечно, реальная стратегия работы PCM во многом зависит от конструкции двигателя и ограничений скорости двигателя.

Хотя синхронизация выпускных клапанов не так критична для характеристик двигателя, как фаза впускных клапанов, теоретически ее можно усовершенствовать в приложениях с DOHC для увеличения перекрытия фаз газораспределения на более высоких оборотах двигателя и замедлить, чтобы уменьшить перекрытие клапанов на более низких оборотах двигателя.

Перекрытие фаз газораспределения желательно при более высоких оборотах двигателя. Одновременное удерживание впускных и выпускных клапанов открытыми, когда двигатель переходит от выпуска к такту впуска, позволяет двигателю использовать небольшое отрицательное давление, создаваемое выхлопными газами, выходящими из выпускного отверстия, чтобы помочь втягивать всасываемый заряд в цилиндр.

Но при более низких оборотах двигателя и скоростях газа высокое перекрытие клапанов приводит к резкому холостому ходу из-за того, что выхлопные газы возвращаются во впускной коллектор, а также снижает компрессию при работе двигателя. Имейте в виду также, что изменение фаз газораспределения выпускных клапанов может создать эффект «EGR», который помогает снизить выбросы оксида азота (NO) в некоторых областях применения.

Конструкция кулачка
Попутно полезно понять основы конструкции кулачка распредвала. Чтобы предотвратить чрезмерную нагрузку на клапанный механизм, кулачок должен быть спроектирован так, чтобы постепенно увеличивать массу подъемника, толкателя, коромысла и клапана.Конструкция верхнего распределительного вала снижает нагрузку на клапанный механизм за счет замены этих компонентов на простой толкатель кулачка.

К сожалению, для механических распределительных валов, изменения зазора клапанов вызывают небольшие изменения фаз газораспределения. Поскольку распределительные валы с гидравлической регулировкой не требуют люфта, фазы газораспределения остаются стабильными.
В любом случае выступ кулачка должен быть спроектирован так, чтобы постепенно замедлять работу клапанного механизма, чтобы предотвратить отскакивание клапанов от седел клапанов при пиковых оборотах двигателя.В то время как кулачки распределительного вала можно шлифовать для увеличения потока воздуха за счет увеличения подъема клапана, увеличение подъема клапана увеличивает нагрузку на клапанный механизм, а также увеличивает вероятность столкновения поршня с клапаном.

Phasers Ready
Регулировка фаз газораспределения на ранних двигателях с одним верхним распределительным валом (SOHC) была достигнута за счет использования фазера распределительного вала, состоящего из подпружиненного гидравлического поршня, заставляющего скошенную ведущую шестерню противодействовать аналогичной скошенной ведущей шестерне, установленной на распредвал.

Точная установка фаз газораспределения может быть достигнута за счет использования модуля управления трансмиссией (PCM) для приложения давления масла к поршню путем подачи импульсов на масляный регулирующий клапан. Поскольку поршень имеет отверстие для сброса давления масла, синхронизацию кулачка можно изменить, увеличив ширину импульса, подаваемого на масляный регулирующий клапан.

Если электроника выйдет из строя, возвратная пружина фазера толкнет поршень в исходное положение синхронизации. PCM также будет контролировать положение распределительного вала, сравнивая относительные положения датчика положения распределительного вала (CMP) и датчика положения коленчатого вала (CKP).Если эти позиции не соответствуют запрограммированным данным, PCM должен установить код неисправности серии P0010 или P0340.

Некоторые конструкции VVT также включают отдельный датчик фаз газораспределения (VTS), чтобы обеспечить более точную обратную связь по фазе газораспределения с PCM. В то время как большинство современных конструкций VVT используют более компактные фазовращатели лопастного типа для регулировки фаз газораспределения, они по-прежнему используют ту же базовую компоновку датчиков и механизмов контроля давления масла, чтобы обеспечить компьютерное управление.

VVT Failures
Как вы, возможно, уже догадались, диагностика VVT очень зависит от приложения, потому что она зависит не только от того, является ли двигатель рядным или V-образным блоком, конфигурацией SOHC или DOHC, но и от конфигурация фазера и системной электроники.

Кроме того, существуют буквально десятки «глобальных» кодов неисправностей серий P0010 и P0340, не говоря уже о кодах серии P1000, зависящих от производителя, которые могут быть сохранены из-за проблемы с синхронизацией клапана.
Но, применяя основные принципы работы, можно диагностировать большинство отказов VVT, независимо от конфигурации.

Очевидно, что большинство отказов VVT приведет к потере крутящего момента двигателя на низких или высоких оборотах и повлияет на вакуум во впускном коллекторе. Когда распределительный вал не реагирует на положения, заданные PCM, PCM должен сохранить связанный с распределительным валом код ошибки синхронизации серии P0340.На двигателях с V-образным блоком ошибка синхронизации распредвала на одном ряду также может привести к кодам пропусков зажигания серии P0300 для всех цилиндров этого ряда.

Кроме того, помните, что фазы газораспределения и перекрытие клапанов влияют на компрессию цилиндра. При отказе одного банка двигателя с V-образным блоком сжатие при запуске от банка к банку должно отличаться, как и числа балансировки топлива между банками.

Кроме того, имейте в виду, что с повторным введением стальных цепей ГРМ отдельная свободная цепь или изношенное натяжное устройство или направляющая цепи на одном ряду могут замедлить синхронизацию кулачков и, возможно, повлиять на характеристики холодного запуска и управляемости.

Вязкость моторного масла, а также пропускная способность масляного фильтра могут определенно повлиять на способность фазовращателя кулачка управлять фазами газораспределения, равно как и на срок службы масла.

Во многих случаях масло, не одобренное производителем оригинального оборудования, в сочетании с масляным фильтром малой емкости может вызвать образование отложений или лаков, что приводит к залипанию фазовращателей в продвинутых или замедленных положениях.

Это также может привести к засорению масляных каналов в головке цилиндров, масляному регулирующему клапану и фазовращателям шламом или загрязнению металлической стружкой.Помните, что даже при использовании масел, одобренных оригинальными или одобренными оригинальными производителями, моторное масло необходимо менять через рекомендуемые интервалы.

И последнее, но не менее важное: многие продвинутые специалисты по диагностике регулярно собирают лабораторные образцы сигналов заведомо исправных датчиков CMP и CKP для будущего сравнения с аналогичными моделями, у которых есть подозрения на проблемы с синхронизацией клапана.

Понимание основных принципов синхронизации кулачка.

Кто-то написал в одной из групп facebook, почему кулачки должны закрываться так далеко после нижней мертвой точки.
Это было что-то напечатанное, поэтому мне тоже пришлось разместить это здесь. Как и все мои быстро выпалившиеся статьи, мне нужно попытаться улучшить его и отредактировать, когда у меня будет время.
Эта статья также тесно связана с моей статьей о том, почему DCR является такой нагрузкой на BS.

Если мыслить статическими терминами, можно предположить, что кулачок должен закрываться при НМТ, поскольку именно там цилиндр будет наиболее заполнен воздухом.
Вы должны помнить, что при 6k об / мин мотор вращается 100 раз в секунду. Это сложно понять.
Такт сжатия происходит 50 раз в секунду.
При 12k об / мин двигателя Formula Atlantic или спортивного мотоцикла это происходит в два раза быстрее.

Вы должны попытаться представить, что происходит сотни раз в секунду. Тогда вы должны помнить, что даже воздух имеет массу и ему нужно время, чтобы изменить направление.
При близком к 0 об / мин вы правы, поршень пойдет вниз, а при НМТ цилиндр заполнится настолько, насколько это возможно.
По мере увеличения числа оборотов требуется больше времени по сравнению с синхронизацией кривошипа, чтобы все могло произойти.
Впускной клапан открывается, пока поршень все еще движется вверх, поэтому перекрытие и импульс выпуска могут помочь начать втягивание свежего воздуха. После ВМТ выпускной кулачок закрывается, и поршень движется вниз. Воздух не может ускоряться так же быстро, как поршень, поэтому поршень создает зону низкого давления, поскольку он ускоряется вниз с ошеломляющей скоростью. Воздух начинает устремляться во впускной клапан, пытаясь заполнить зону низкого давления. Когда поршень достигает НМТ, давление в цилиндре все еще ниже давления в канале, так что воздух все еще втекает через клапан.
Поршень начинает ускоряться вверх с ошеломляющей скоростью, но этому воздуху потребуется время, чтобы изменить направление. Поршень ударит воздух в нижней части цилиндра и создаст зону высокого давления, но давление в верхней части цилиндра все еще более низкое, поэтому воздух все еще втекает.
Идеальная синхронизация клапанов закрывает клапан прямо при этой волне давления движение вверх ударяет по клапану, и давление выравнивается с каждой стороны клапана. Если клапан закрывается правильно, то в цилиндре будет столько воздуха, сколько он может получить, и максимальный потенциал мощности.
Чем быстрее двигатель вращается, тем больше времени требуется для этого, поэтому статический кулачок может поразить эту идеальную точку только на одном обороте в минуту. В остальное время он будет немного выключен. Если клапан закроется слишком рано, он остановит поступление воздуха. Если он закроется слишком поздно, это позволит вытолкнуть немного воздуха обратно.

Как работает система регулировки фаз газораспределения VTEC компании Honda

Из выпуска за август 2015 г.

Эрозия товарных знаков может не повлиять на окружающую среду, но маркетологи отметили лексикографическое перемещение некоторых торговых марок в общие этикетки.Kleenex, Band-Aid, Xerox и Zamboni (да, другие компании производят оборудование для восстановления льда) — все претерпели трансформацию, а система Honda VTEC, или электронное управление с регулируемой синхронизацией и подъемом, балансирует на грани взаимозаменяемости имени с другими регулируемыми клапанами. -системы синхронизации — в том числе некоторые из собственных вариаций на тему.

Когда Honda начала возиться с VTEC в начале 1980-х, это вызвало революцию в области внутреннего сгорания, которая распространилась почти на все марки. В простейшей из полученных систем с изменяемой синхронизацией используются фазовращатели или механизмы, которые изменяют соотношение между коленчатым валом и распределительным валом (-ами).Фейзеры обеспечивают диапазон регулировки, но только для фаз газораспределения. VTEC, с другой стороны, работает ступенчато, переключаясь между двумя или более отдельными профилями кулачка для изменения трех переменных: фаз газораспределения, продолжительности и подъема.

Honda объединила миры в 2001 году, добавив эти относительно простые фазовращатели к и без того сложной системе VTEC. Начав своего рода контролируемую эрозию товарных знаков, Honda превратила VTEC в семейство отдельных систем, охватывающих различные комбинации базового набора технологий.Вот как они работают:

VTEC

По мере увеличения числа оборотов ЭБУ направляет поток масла (A) через коромысло. Это сдвигает штифт (B) , который блокирует коромысла (C) на низких оборотах, воздействуя на два впускных клапана каждого цилиндра, на коромысло (D) на высоких оборотах. Это третье коромысло имеет другой профиль кулачка, оптимизированный для более высоких оборотов двигателя. Ранний VTEC работал почти так же, как сегодняшняя базовая система.

VTC

Регулировка фаз газораспределения — это, безусловно, наиболее распространенная форма регулирования фаз газораспределения на рынке. Все, от 1,0-литрового Ford до многолитрового Ferrari, используют аналогичные фазовращатели распредвала. Эти устройства используют давление масла (A) или электродвигатель для опережения или замедления синхронизации кулачка (B) относительно положения кривошипа.

Клапан холостого хода

Управляет половиной впускных клапанов.На низких оборотах только один из двух впускных клапанов работает, чтобы способствовать завихрению в цилиндре для повышения эффективности сгорания и снижения выбросов при холодном запуске. При увеличении нагрузки и частоты вращения второй клапан (A) включается за счет давления масла (B) на штифт (C) .

VCM

Variable Cylinder Management отключает некоторые цилиндры двигателя, когда максимальный крутящий момент не требуется. Он разъединяет коромысла цилиндра, отсоединяя штифт (A) , аналогичный штифту VTEC, так что коромысла (B) больше не открывают клапаны, эффективно уплотняя цилиндр.Он не только сокращает поток смеси к мертвым цилиндрам, но также снижает потери на насос и трение при активации.

Ultimate VTEC

Инженеры давно мечтают полностью отказаться от распредвалов. Теоретически клапаны с электромагнитным управлением могут иметь бесконечную изменчивость без механических ограничений. Бескулачковый двигатель мог работать по циклу Аткинсона так же легко, как и Otto, иметь небольшое или большое перекрытие клапанов и работать на одном или всех своих цилиндрах. Но цена, надежность, шум и другие проблемы удержали концепцию от производства.У Koenigsegg есть система в разработке, и мы ожидаем, что она будет первой, которая выведет ее на рынок — ну, во всяком случае, рынок для однопроцентников.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Что такое распределительный вал и как он работает?

Распределительные валы — еще один из многих критических компонентов, необходимых для работы двигателя внутреннего сгорания, но что такое распределительный вал и почему его роль так важна?

Старая техника

Предположим, вы знакомы с основной функцией двигателя внутреннего сгорания — топливо и воздух воспламеняются внутри цилиндра, производя взрывную энергию, которая преобразуется в движение поршнями, коленчатым валом и трансмиссией.

Звучит достаточно просто, но, как мы знаем, внутреннее сгорание претерпело больше усовершенствований и усовершенствований, чем любой другой механизм на планете, так что теперь это чрезвычайно сложная система частей.

Распределительный вал, однако, является одной из самых старых частей и исправно работает с первых дней изобретения и развития двигателей. Это связано с тем, что кулачок — это невероятно древняя идея, восходящая к Турции 13, ^, век, где он использовался в различных механизмах легендарным Исмаилом аль-Джазари и описан в его «Книге знаний об изобретательной механике». Устройств ».

Перенесемся в 21 век ^st и его принципы работы остались такими же, как и тогда.

Синхронность и форма

Распределительный вал является относительно основным компонентом — это простой стержень или вал с фигурными выступами, расположенными вдоль него, они были названы « кулачков ». Когда вал вращается, форма кулачка позволяет ему воздействовать на клапан или переключаться в степени, соответствующей жесткости его формы — со скоростью вращения, контролирующей скорость действия.

В современном двигателе внутреннего сгорания они обычно, но не обязательно, располагаются непосредственно над рядами цилиндров, где они управляют клапанами. Их калибровка точно контролирует количество топливовоздушной смеси, поступающей в камеру, и насколько эффективно отработавшие отработавшие газы от предыдущего зажигания могут выходить из камеры, уступая место следующей зарядке.

Это делает их критически важными не только для работы двигателя, но и потому, что открытие и закрытие клапанов должно быть тщательно и идеально синхронизировано с движениями поршней, они также сильно влияют на производительность.

Для обеспечения этой синхронизации распределительные валы через ремень или цепь синхронизируются с вращением коленчатого вала, который непосредственно перемещает поршни внутри цилиндра. Кроме того, форма самих кулачков также тщательно продумана, чтобы контролировать скорость, с которой клапаны открываются и закрываются. Это более известно как системы изменения фаз газораспределения .

^{Основное действие кулачка.}

Преимущества в цифрах

В двигателе может быть разное количество распределительных валов в зависимости от расположения цилиндров и работы клапана.Поскольку вам нужен как минимум один распределительный вал на ряд цилиндров, рядным двигателям требуется всего один распределительный вал, тогда как для V-образного расположения потребуется как минимум два. В некоторых двигателях используются двойные верхние распредвалы (DOHC), поэтому их может быть до четырех на двух рядах цилиндров.

Использование дополнительного вала на каждый ряд обеспечивает многочисленные преимущества по сравнению с конструкцией с одним верхним распределительным валом (SOHC) , несмотря на дополнительный вес и стоимость. Идеальное размещение компонентов для повышения эффективности, увеличения максимальной мощности и упрощения работы клапана при использовании более двух клапанов на цилиндр

Четыре клапана на цилиндр — это обычная конфигурация из-за его эффективности, поскольку она использует максимальное пространство головки блока цилиндров.Хотя SOHC может управлять четырьмя клапанами на цилиндр, для этого требуется сложная система штоков и кулачков, поэтому вместо этого предпочтительнее DOHC.

Вся система в действии.

Изменение на горизонте

Существенно, что DOHC позволяет использовать более сложную клапанную технологию, которая работает для изменения синхронизации, продолжительности и подъема клапанов. Этот контроль может улучшить топливную эффективность, увеличить мощность и уменьшить выбросы при необходимости, в зависимости от ситуации.

Это было главным нововведением в конструкции двигателей за последние годы, и почти каждый производитель автомобилей имеет свою собственную версию, работающую над множеством различных элементов системы газораспределения двигателя.

Некоторые используют несколько профилей кулачков и переключаются между ними в зависимости от нагрузки двигателя; другие изменяют синхронизацию между коленчатым валом и распределительными валами, чтобы изменить производительность. Одна из первых систем использовала давление масла для изменения работы клапана.

Лучшая система еще не определена, но вы можете быть уверены, что все больше этих систем найдут свое применение в двигателях, поскольку нескончаемый поиск эффективности и мощности продолжается — и скромный распределительный вал становится еще одной его частью. переосмысление дизайна и роли.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

Comments |0|

Cancel

Legend *) Required fields are marked
**) You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Category: Разное