Dzinēja gāzes sadales mehānisms, konstrukcija un darbības princips

Gāzes sadales mehānisms (GRM) ir detaļu un mezglu kopums, kas noteiktā brīdī atver un aizver motora ieplūdes un izplūdes vārstus. Gāzes sadales mehānisma galvenais uzdevums ir savlaicīga gaisa-degvielas vai degvielas (atkarībā no dzinēja veida) padeve sadegšanas kamerā un izplūdes gāzu izvadīšana. Lai atrisinātu šo problēmu, nevainojami darbojas vesels mehānismu komplekss, no kuriem daži tiek vadīti elektroniski.

Kā ir laiks

Mūsdienu dzinējos gāzes sadales mehānisms atrodas motora cilindra galvā. Tas sastāv no šādiem galvenajiem elementiem:

• Izciļņu vārpsta. Šis ir sarežģītas konstrukcijas izstrādājums, kas izgatavots no izturīga tērauda vai čuguna ar augstu precizitāti. Atkarībā no laika mehānisma konstrukcijas sadales vārpstu var uzstādīt cilindra galvā vai karterī (šobrīd šis izkārtojums netiek izmantots). Šī ir galvenā daļa, kas atbild par vārstu secīgu atvēršanu un aizvēršanu.

Vārpstai ir gultņu tapi un izciļņi, kas nospiež vārsta kātu vai sviru. Izciļņa formai ir stingri noteikta ģeometrija, jo no tā ir atkarīgs vārsta atvēršanas ilgums un pakāpe. Turklāt izciļņi ir veidoti dažādos virzienos, lai nodrošinātu alternatīvu cilindru darbību.

• Izpildmehānisms. Griezes moments no kloķvārpstas caur piedziņu tiek pārsūtīts uz sadales vārpstu. Piedziņa atšķiras atkarībā no dizaina risinājuma. Kloķvārpstas zobrats ir uz pusi mazāks par sadales vārpstas zobratu. Tādējādi kloķvārpsta griežas divreiz ātrāk. Atkarībā no piedziņas veida tas ietver:

1. ķēde vai josta;
2. vārpstas zobrati;
3. spriegotājs (spriegošanas veltnis);
4. amortizators un apavu.

• Ieplūdes un izplūdes vārsti. Tie atrodas uz cilindra galvas un ir stieņi ar plakanu galvu vienā galā, ko sauc par lāpstiņu. Ieplūdes un izplūdes vārsti atšķiras pēc konstrukcijas. Ievads ir izgatavots vienā gabalā. Tam ir arī lielāks šķīvis, lai labāk piepildītu cilindru ar svaigu lādiņu. Izvads parasti ir izgatavots no karstumizturīga tērauda, ​​un tam ir dobs kāts labākai dzesēšanai, jo darbības laikā tā tiek pakļauta augstākai temperatūrai. Dobuma iekšpusē ir nātrija pildviela, kas viegli kūst un noņem daļu siltuma no plāksnes uz stieni.

Vārstu galviņas ir nošķeltas, lai nodrošinātu ciešāku piegulšanu cilindra galvas atverēs. Šo vietu sauc par segliem. Papildus pašiem vārstiem mehānismā ir paredzēti papildu elementi, lai nodrošinātu to pareizu darbību:

1. Atsperes. Pēc nospiešanas atgrieziet vārstus to sākotnējā stāvoklī.
2. Vārsta kāta blīves. Tie ir īpaši blīvējumi, kas novērš eļļas iekļūšanu sadegšanas kamerā gar vārsta kātu.
3. Vadošā bukse. Uzstādīts cilindra galvas korpusā un nodrošina precīzu vārsta kustību.
4. Sausiņi. Ar to palīdzību vārsta kātam ir piestiprināta atspere.

• Stūmēji. Caur stūmējiem spēks tiek pārsūtīts no sadales vārpstas izciļņa uz stieni. Izgatavots no augstas stiprības tērauda. Tie ir dažāda veida:

1. mehāniskās - brilles;
2. veltnis;
3. hidrauliskie kompensatori.

Termiskā atstarpe starp mehāniskajiem stūmējiem un sadales vārpstas cilpām tiek regulēta manuāli. Hidrauliskie kompensatori vai hidrauliskie krāni automātiski uztur nepieciešamo atstarpi un nav jāregulē.

• Šūpuļsvira vai sviras. Vienkāršs šūpotājs ir divu roku svira, kas veic šūpošanas kustības. Dažādos izkārtojumos šūpuļsviras var darboties atšķirīgi.
• Mainīgas vārstu laika sistēmas. Šīs sistēmas nav uzstādītas visiem dzinējiem. Plašāku informāciju par ierīci un CVVT darbības principu var atrast atsevišķā rakstā mūsu vietnē.

Laika apraksts

Gāzes sadales mehānisma darbību ir grūti aplūkot atsevišķi no dzinēja darbības cikla. Tās galvenais uzdevums ir savlaicīgi atvērt un aizvērt vārstus uz noteiktu laiku. Tāpēc pie ieplūdes gājiena atveras ieplūdes atvere, un uz izplūdes gājiena atveras izplūde. Tas ir, faktiski mehānismam ir jāīsteno aprēķinātais vārsta laiks.

Tehniski tas notiek šādi:

1. Kloķvārpsta nodod griezes momentu caur piedziņu uz sadales vārpstu.
2. Sadales vārpstas izciļņa nospiež stūmēju vai sviru.
3. Vārsts pārvietojas sadegšanas kamerā, ļaujot piekļūt svaigai uzlādei vai izplūdes gāzei.
4. Pēc tam, kad izciļņa ir izturējusi aktīvo darbības fāzi, vārsts atgriežas savā vietā atsperes iedarbībā.

Jāņem vērā arī tas, ka pilnam darba ciklam sadales vārpsta veic 2 apgriezienus, pārmaiņus atverot katra cilindra vārstus atkarībā no to darbības secības. Tas ir, piemēram, ar darbības shēmu 1-3-4-2, pirmā cilindra ieplūdes vārsti un ceturtā cilindra izplūdes vārsti tiks atvērti vienlaikus. Otrajā un trešajā vārsti tiks aizvērti.

Gāzes sadales mehānisma veidi

Dzinējiem var būt dažādas laika shēmas. Apsveriet šādu klasifikāciju.

Pēc sadales vārpstas stāvokļa

Ir divu veidu sadales vārpstas pozīcijas:

• apakšā;
• tops.

Apakšējā stāvoklī sadales vārpsta atrodas uz cilindru bloka blakus kloķvārpstai. Trieciens no izciļņiem caur stūmējiem tiek pārnests uz šūpuļsvirām, izmantojot īpašus stieņus. Tie ir gari stieņi, kas savieno stumšanas stieņus apakšā ar šūpuļsvirām augšpusē. Zemākā atrašanās vieta netiek uzskatīta par veiksmīgāko, taču tai ir savas priekšrocības. Jo īpaši uzticamāks savienojums starp sadales vārpstu un kloķvārpstu. Šāda veida ierīce netiek izmantota mūsdienu dzinējos.

Augšējā stāvoklī sadales vārpsta atrodas cilindra galvā, tieši virs vārstiem. Šajā pozīcijā var īstenot vairākas vārstu ietekmēšanas iespējas: izmantojot sviru stūmējus vai sviras. Šis dizains ir vienkāršāks, uzticamāks un kompaktāks. Sadales vārpstas augšējā pozīcija ir kļuvusi izplatītāka.

Pēc sadales vārpstu skaita

Rindas dzinējus var aprīkot ar vienu vai divām sadales vārpstām. Dzinēji ar vienu sadales vārpstu ir apzīmēti ar saīsinājumu SOHC(viena augšējā sadales vārpsta) un ar divām - DOHC(Dubultā augšējā sadales vārpsta). Viena vārpsta ir atbildīga par ieplūdes vārstu atvēršanu, bet otra - par izplūdi. V veida dzinējos tiek izmantotas četras sadales vārpstas, divas katrai cilindru grupai.

Pēc vārstu skaita

Sadales vārpstas forma un izciļņu skaits būs atkarīgs no vārstu skaita vienā cilindrā. Var būt divi, trīs, četri vai pieci vārsti.

Vienkāršākais variants ir ar diviem vārstiem: viens ieplūdei, otrs izplūdei. Trīs vārstu motoram ir divi ieplūdes un viens izplūdes vārsti. Versijā ar četriem vārstiem: diviem ieplūdes un diviem izplūdes vārstiem. Pieci vārsti: trīs ieplūdei un divi izplūdei. Jo vairāk ieplūdes vārstu, jo vairāk gaisa un degvielas maisījuma nonāk sadegšanas kamerā. Attiecīgi tiek palielināta dzinēja jauda un dinamika. Izgatavot vairāk nekā piecus nepieļaus sadegšanas kameras izmēru un sadales vārpstas formu. Visbiežāk izmantotie četri vārsti uz cilindru.

Pēc piedziņas veida

Ir trīs veidu sadales vārpstas piedziņas:

1. rīks. Šī piedziņas iespēja ir iespējama tikai tad, ja sadales vārpsta atrodas cilindru bloka apakšējā pozīcijā. Kloķvārpstu un sadales vārpstu darbina zobrati. Šādas vienības galvenā priekšrocība ir uzticamība. Kad sadales vārpsta atrodas cilindra galvas augšējā pozīcijā, tiek izmantota gan ķēdes, gan siksnas piedziņa.
2. Ķēde. Šis disks tiek uzskatīts par uzticamāku. Bet ķēdes izmantošanai nepieciešami īpaši nosacījumi. Lai slāpētu vibrācijas, ir uzstādīti slāpētāji, un ķēdes spriegojumu regulē spriegotāji. Atkarībā no vārpstu skaita var izmantot vairākas ķēdes.
   

   Ķēdes resurss ir pietiekams vidēji 150-200 tūkstošiem kilometru.

   Galvenā ķēdes piedziņas problēma tiek uzskatīta par spriegotāju, amortizatoru darbības traucējumiem vai pašas ķēdes pārrāvumu. Ar nepietiekamu spriegojumu ķēde darbības laikā var izslīdēt starp zobiem, kas noved pie vārsta laika pārkāpuma.

   Palīdz automātiski regulēt ķēdes spriegojumu hidrauliskie spriegotāji. Tie ir virzuļi, kas spiež uz tā saukto apavu. Apavi ir piestiprināti tieši pie ķēdes. Šis ir gabals ar īpašu pārklājumu, izliekts lokā. Hidrauliskā spriegotāja iekšpusē ir virzulis, atspere un darba dobums eļļai. Eļļa iekļūst spriegotājā un nospiež cilindru līdz pareizajam līmenim. Vārsts aizver eļļas kanālu un virzulis visu laiku uztur pareizu ķēdes spriegojumu.Hidrauliskie kompensatori zobsiksnā darbojas pēc līdzīga principa. Ķēdes slāpētājs absorbē atlikušās vibrācijas, kuras nav slāpējušas kurpes. Tas garantē perfektu un precīzu ķēdes piedziņas darbību.

   Lielākā problēma var rasties no atvērtas ķēdes.

   Sadales vārpsta pārstāj griezties, bet kloķvārpsta turpina griezties un kustināt virzuļus. Virzuļu dibeni sasniedz vārstu diskus, izraisot to deformāciju. Smagākajos gadījumos var tikt bojāts arī cilindru bloks. Lai tas nenotiktu, dažreiz tiek izmantotas divrindu ķēdes. Ja viens saplīst, otrs turpina strādāt. Šoferis varēs izlabot situāciju bez sekām.

3. josta.Siksnas piedziņai atšķirībā no ķēdes piedziņas nav nepieciešama eļļošana.
   

   Arī jostas resurss ir ierobežots un vidēji ir 60-80 tūkstoši kilometru.

   Labākai saķerei un uzticamībai tiek izmantotas zobsiksnas. Šis ir vienkāršāks. Pārtrūkušai siksnai, darbojoties dzinējam, būs tādas pašas sekas kā pārrautai ķēdei. Siksnas piedziņas galvenās priekšrocības ir vienkārša darbība un nomaiņa, zemas izmaksas un klusa darbība.

Dzinēja darbība, tā dinamika un jauda ir atkarīga no visa gāzes sadales mehānisma pareizas darbības. Jo lielāks ir cilindru skaits un tilpums, jo sarežģītāka būs sinhronizācijas ierīce. Katram autovadītājam ir svarīgi izprast mehānisma uzbūvi, lai laikus pamanītu darbības traucējumus.