Mootori gaasijaotusmehhanism, konstruktsioon ja tööpõhimõte

Gaasi jaotusmehhanism (GRM) on osade ja sõlmede komplekt, mis teatud ajahetkel avab ja sulgeb mootori sisse- ja väljalaskeklapid. Gaasi jaotusmehhanismi põhiülesanne on õhu-kütuse või kütuse (olenevalt mootori tüübist) õigeaegne tarnimine põlemiskambrisse ja heitgaaside vabastamine. Selle probleemi lahendamiseks töötab sujuvalt terve mehhanismide kompleks, millest osa juhitakse elektrooniliselt.

Kuidas on ajastus

Kaasaegsetes mootorites asub gaasijaotusmehhanism mootori silindripeas. See koosneb järgmistest põhielementidest:

• Nukkvõll. See on keeruka disainiga toode, mis on valmistatud vastupidavast terasest või suure täpsusega malmist. Sõltuvalt ajastuse konstruktsioonist saab nukkvõlli paigaldada silindripeasse või karterisse (praegu seda paigutust ei kasutata). See on peamine osa, mis vastutab ventiilide järjestikuse avamise ja sulgemise eest.

Võllil on laagrikangid ja nukid, mis suruvad klapivarre või nookurit. Nuki kujul on rangelt määratletud geomeetria, kuna sellest sõltub ventiili avanemise kestus ja aste. Lisaks on nukid konstrueeritud eri suundades, et tagada silindrite vahelduv töö.

• Täiturmehhanism. Väntvõlli pöördemoment edastatakse ajami kaudu nukkvõllile. Ajam erineb olenevalt disainilahendusest. Väntvõlli hammasratas on poole väiksem kui nukkvõlli hammasratas. Seega pöörleb väntvõll kaks korda kiiremini. Sõltuvalt draivi tüübist sisaldab see järgmist:

1. kett või rihm;
2. võlli hammasrattad;
3. pinguti (pingutusrull);
4. siiber ja jalats.

• Sisselaske- ja väljalaskeklapid. Need asuvad silindripea peal ja on vardad, mille ühes otsas on lame pea, mida nimetatakse poppetiks. Sisse- ja väljalaskeventiilid erinevad disaini poolest. Sisselaskeava on valmistatud ühes tükis. Sellel on ka suurem vaagen, et silindrit paremini värske laenguga täita. Väljalaskeava on tavaliselt valmistatud kuumakindlast terasest ja parema jahutuse tagamiseks õõnsa varrega, kuna see puutub töötamise ajal kokku kõrgemate temperatuuridega. Õõnsuse sees on naatriumtäiteaine, mis kergesti sulab ja eemaldab osa kuumusest plaadilt vardale.

Klapipead on kaldpinnaga, et tagada tihedam sobivus silindripea aukudesse. Seda kohta nimetatakse sadulaks. Lisaks ventiilidele endile on mehhanismis täiendavad elemendid, mis tagavad nende nõuetekohase toimimise:

1. Vedrud. Viige klapid pärast vajutamist tagasi algasendisse.
2. Klapivarre tihendid. Need on spetsiaalsed tihendid, mis takistavad õli sattumist põlemiskambrisse mööda klapivarre.
3. Juhtpuks. Paigaldatud silindripea korpusesse ja tagab täpse klapi liikumise.
4. Kuivikud. Nende abiga kinnitatakse klapivarrele vedru.

• Tõukurid. Tõukurite kaudu kandub jõud nukkvõlli nukilt vardale. Valmistatud ülitugevast terasest. Neid on erinevat tüüpi:

1. mehaanilised - prillid;
2. rull;
3. hüdraulilised kompensaatorid.

Mehaaniliste tõukurite ja nukkvõlli labade vahelist soojusvahet reguleeritakse käsitsi. Hüdraulilised kompensaatorid või hüdraulilised kraanid säilitavad automaatselt vajaliku kliirensi ega vaja reguleerimist.

• Klahv või hoovad. Lihtne jalas on kahe käega hoob, mis teeb õõtsuvaid liigutusi. Erinevate paigutuste korral võivad nookurid töötada erinevalt.
• Muutuva klapiajastussüsteemid. Neid süsteeme ei paigaldata kõikidele mootoritele. Lisateavet seadme ja CVVT tööpõhimõtte kohta leiate meie veebisaidi eraldi artiklist.

Ajastuse kirjeldus

Gaasi jaotusmehhanismi tööd on raske mootori töötsüklist eraldi käsitleda. Selle põhiülesanne on klappide õigeaegne avamine ja sulgemine teatud aja jooksul. Seetõttu avaneb sisselasketaktil sisselaskeava ja väljalasketakti puhul väljalaskeava. See tähendab, et tegelikult peab mehhanism rakendama arvutatud klapi ajastust.

Tehniliselt läheb see nii:

1. Väntvõll edastab pöördemomendi läbi ajami nukkvõllile.
2. Nukkvõlli nukk surub tõukurile või nookurile.
3. Klapp liigub põlemiskambris, võimaldades juurdepääsu värskele laengule või heitgaasile.
4. Pärast seda, kui nukk on läbinud aktiivse toimefaasi, naaseb ventiil vedru toimel oma kohale.

Samuti tuleb märkida, et täistsükli jooksul teeb nukkvõll 2 pööret, avades vaheldumisi iga silindri klapid, sõltuvalt nende tööjärjekorrast. See tähendab, et näiteks 1-3-4-2 tööskeemi korral avanevad esimese silindri sisselaskeklapid ja neljanda silindri väljalaskeklapid korraga. Teises ja kolmandas klapid suletakse.

Gaasi jaotusmehhanismi tüübid

Mootorite ajastusskeemid võivad olla erinevad. Mõelge järgmisele klassifikatsioonile.

Nukkvõlli asendi järgi

Nukkvõlli asendit on kahte tüüpi:

• põhi;
• üleval.

Alumises asendis asub nukkvõll silindriplokil väntvõlli kõrval. Nukkide löök tõukurite kaudu edastatakse spetsiaalsete varraste abil nookuritele. Need on pikad vardad, mis ühendavad allosas olevad tõukurid ülaosas olevate nookuritega. Madalamat asukohta ei peeta kõige edukamaks, kuid sellel on oma eelised. Eelkõige usaldusväärsem ühendus nukkvõlli ja väntvõlli vahel. Seda tüüpi seadet tänapäevastes mootorites ei kasutata.

Ülemises asendis on nukkvõll silindripeas, just ventiilide kohal. Selles asendis saab rakendada mitmeid ventiilide mõjutamise võimalusi: kasutada noogutõukuriid või hoobasid. See disain on lihtsam, töökindlam ja kompaktsem. Nukkvõlli ülemine asend on muutunud tavalisemaks.

Nukkvõllide arvu järgi

Reamootoreid saab varustada ühe või kahe nukkvõlliga. Ühe nukkvõlliga mootoreid tähistatakse lühendiga SOHC(üks ülaosa nukkvõll) ja kahe - DOHC(Kahekordne õhuliini nukkvõll). Üks võll vastutab sisselaskeklappide avamise ja teine ​​väljalaskeava eest. V-mootorites on neli nukkvõlli, kaks iga silindripanga jaoks.

Ventiilide arvu järgi

Nukkvõlli kuju ja nukkide arv sõltuvad klappide arvust silindri kohta. Klappe võib olla kaks, kolm, neli või viis.

Lihtsaim variant on kahe ventiiliga: üks sisselaske, teine ​​väljalaske jaoks. Kolmeklapilisel mootoril on kaks sisselaske- ja üks väljalaskeklapp. Nelja ventiiliga versioonis: kaks sisselaske- ja kaks väljalaskeava. Viis ventiili: kolm sisselaske ja kaks väljalaske jaoks. Mida rohkem sisselaskeklappe, seda rohkem õhu-kütuse segu põlemiskambrisse siseneb. Sellest lähtuvalt suureneb mootori võimsus ja dünaamika. Rohkem kui viie valmistamine ei võimalda põlemiskambri suurust ja nukkvõlli kuju. Kõige sagedamini kasutatav neli ventiili silindri kohta.

Ajami tüübi järgi

Nukkvõlli ajamid on kolme tüüpi:

1. käik. See ajamivõimalus on võimalik ainult siis, kui nukkvõll on silindriploki alumises asendis. Väntvõlli ja nukkvõlli käitavad hammasrattad. Sellise seadme peamine eelis on töökindlus. Kui nukkvõll on silindripeas ülemises asendis, kasutatakse nii kett- kui ka rihmülekannet.
2. Kett. Seda draivi peetakse usaldusväärsemaks. Kuid keti kasutamine nõuab eritingimusi. Vibratsiooni summutamiseks paigaldatakse summutid ja keti pinget reguleeritakse pingutitega. Olenevalt võllide arvust saab kasutada mitut ketti.
   

   Ketiressursist piisab keskmiselt 150-200 tuhande kilomeetri läbimiseks.

   Ketiajami peamiseks probleemiks peetakse pingutite, amortisaatorite riket või keti enda katkemist. Ebapiisava pinge korral võib kett töö ajal hammaste vahele libiseda, mis viib klapi ajastuse rikkumiseni.

   Aitab automaatselt reguleerida keti pinget hüdraulilised pingutid. Need on kolvid, mis suruvad nn kingale. Kinga kinnitatakse otse keti külge. See on spetsiaalse kattega tükk, mis on kaarjas. Hüdraulilise pinguti sees on kolb, vedru ja tööõõnsus õli jaoks. Õli siseneb pingutisse ja surub silindri õigele tasemele. Klapp sulgeb õli läbipääsu ja kolb hoiab kogu aeg õiget keti pinget.. Sarnasel põhimõttel töötavad ka hammasrihma hüdraulilised kompensaatorid. Keti summuti neelab jääkvibratsiooni, mida jalats ei ole summutanud. See tagab kettajami täiusliku ja täpse töö.

   Suurim probleem võib tuleneda avatud vooluringist.

   Nukkvõll lõpetab pöörlemise, kuid väntvõll jätkab pöörlemist ja kolbide liigutamist. Kolbide põhjad ulatuvad klapiketasteni, põhjustades nende deformatsiooni. Kõige raskematel juhtudel võib kahjustada saada ka silindriplokk. Selle vältimiseks kasutatakse mõnikord kaherealisi kette. Kui üks puruneb, töötab teine ​​edasi. Juht saab olukorda tagajärgedeta parandada.

3. vöö.Erinevalt kettajamist rihmülekanne ei vaja määrimist.
   

   Ka vöö ressurss on piiratud ja keskmiselt 60-80 tuhat kilomeetrit.

   Parema haarde ja töökindluse tagamiseks kasutatakse hammasrihmasid. See on lihtsam. Töötava mootoriga rihma purunemisel on samad tagajärjed kui keti katkemisel. Rihmülekande peamised eelised on kasutamise ja vahetamise lihtsus, madal hind ja vaikne töö.

Mootori töö, selle dünaamika ja võimsus sõltuvad kogu gaasijaotusmehhanismi õigest toimimisest. Mida suurem on silindrite arv ja maht, seda keerulisem on sünkroonimisseade. Iga juhi jaoks on oluline mõista mehhanismi ülesehitust, et õigeaegselt märgata riket.