Dzinēja vārstu mehānisms, tā ierīce un darbības princips

Vārsta mehānisms ir tiešā laika pievads, kas nodrošina savlaicīgu gaisa un degvielas maisījuma padevi dzinēja cilindriem un sekojošu izplūdes gāzu izdalīšanos. Sistēmas galvenie elementi ir vārsti, kuriem cita starpā ir jānodrošina sadegšanas kameras hermētiskumu. Viņiem ir liela slodze, tāpēc uz viņu darbu attiecas īpašas prasības.

Vārsta mehānisma galvenie elementi

Lai dzinējs darbotos pareizi, katram cilindram ir nepieciešami vismaz divi vārsti, ieplūdes un izplūdes atvere. Pats vārsts sastāv no kāta un galviņas plāksnes formā. Sēdeklis ir vieta, kur vārsta galva saskaras ar cilindra galvu. Ieplūdes vārstiem ir lielāks galvas diametrs nekā izplūdes vārstiem. Tas nodrošina labāku sadegšanas kameras piepildījumu ar gaisa un degvielas maisījumu.

Galvenie mehānisma elementi:

• ieplūdes un izplūdes vārsti - paredzēti, lai iekļūtu gaisa un degvielas maisījumā un izplūdes gāzēs no sadegšanas kameras;
• virzošās bukses - nodrošina precīzu vārstu kustības virzienu;
• atspere - atgriež vārstu sākotnējā stāvoklī;
• vārsta ligzda - plāksnes saskares vieta ar cilindra galvu;
• krekeri - kalpo kā atsperes atbalsts un nostiprina visu konstrukciju);
• vārsta kāta blīves vai eļļas sviru gredzeni - novērš eļļas iekļūšanu cilindrā;
• stūmējs - pārraida spiedienu no sadales vārpstas izciļņa.

Izciļņi uz sadales vārpstas nospiež vārstus, kas ir atsperoti, lai atgrieztos sākotnējā stāvoklī. Atspere ir piestiprināta pie stieņa ar krekeriem un atsperes plāksni. Lai slāpētu rezonanses vibrācijas, uz stieņa var uzstādīt nevis vienu, bet divas atsperes ar daudzpusīgu tinumu.

Vadošā uzmava ir cilindrisks gabals. Tas samazina berzi un nodrošina vienmērīgu un pareizu stieņa darbību. Darbības laikā šīs daļas ir pakļautas arī spriegumam un temperatūrai. Tāpēc to ražošanai tiek izmantoti nodilumizturīgi un karstumizturīgi sakausējumi. Izplūdes un ieplūdes vārstu bukses ir nedaudz atšķirīgas slodzes atšķirības dēļ.

Kā darbojas vārsta mehānisms

Vārsti ir pastāvīgi pakļauti augstām temperatūrām un spiedienam. Tas prasa īpašu uzmanību šo detaļu dizainam un materiāliem. Tas jo īpaši attiecas uz izplūdes gāzu grupu, jo caur to izplūst karstās gāzes. Izplūdes vārsta plāksni benzīna dzinējiem var uzsildīt līdz 800˚C - 900˚C, bet dīzeļdzinējiem līdz 500˚C - 700C. Ieplūdes vārsta plāksnes slodze ir vairākas reizes mazāka, bet sasniedz 300˚С, kas arī ir daudz.

Tāpēc to ražošanā tiek izmantoti karstumizturīgi metālu sakausējumi ar leģējošām piedevām. Turklāt izplūdes vārstiem parasti ir ar nātriju pildīts dobs kāts. Tas ir nepieciešams labākai plāksnes termoregulācijai un dzesēšanai. Nātrijs stieņa iekšpusē kūst, plūst un paņem daļu siltuma no plāksnes un pārnes to uz stieni. Tādā veidā var izvairīties no daļas pārkaršanas.

Darbības laikā uz segliem var veidoties oglekļa nogulsnes. Lai tas nenotiktu, vārsta pagriešanai tiek izmantotas konstrukcijas. Sēdeklis ir augstas stiprības tērauda sakausējuma gredzens, kas tiek iespiests tieši cilindra galvā, lai nodrošinātu ciešāku kontaktu.

Turklāt, lai mehānisms darbotos pareizi, ir jāievēro regulētā termiskā sprauga. Augsta temperatūra izraisa daļu izplešanos, kas var izraisīt vārsta darbības traucējumus. Atstarpe starp sadales vārpstas izciļņiem un stūmējiem tiek regulēta, izvēloties speciālas noteikta biezuma metāla paplāksnes vai pašus stūmējus (stikliņus). Ja dzinējā tiek izmantoti hidrauliskie pacēlāji, atstarpe tiek automātiski regulēta.

Ļoti liels klīrenss neļauj vārstam pilnībā atvērties, un tāpēc cilindri piepildīsies ar svaigu maisījumu mazāk efektīvi. Neliela sprauga (vai tās trūkums) neļaus vārstiem pilnībā aizvērties, kas novedīs pie vārsta izdegšanas un dzinēja kompresijas samazināšanās.

Klasifikācija pēc vārstu skaita

Klasiskā četrtaktu dzinēja versijai ir nepieciešami tikai divi vārsti uz vienu cilindru. Taču mūsdienu dzinēji saskaras ar arvien lielākām prasībām attiecībā uz jaudu, degvielas patēriņu un saudzēšanu pret vidi, tāpēc ar to tiem vairs nepietiek. Jo vairāk vārstu, jo efektīvāk būs uzpildīt cilindru ar jaunu lādiņu. Dažādos laikos dzinējos tika pārbaudītas šādas shēmas:

• trīs vārstu (ieplūde - 2, izplūde - 1);
• četrvārstu (ieplūde - 2, izplūde - 2);
• piecu vārstu (ieplūde - 3, izplūde - 2).

Labāku cilindru uzpildīšanu un tīrīšanu nodrošina vairāk vārstu uz vienu cilindru. Bet tas sarežģī dzinēja konstrukciju.

Mūsdienās populārākie dzinēji ar 4 vārstiem uz cilindru. Pirmais no šiem dzinējiem parādījās 1912. gadā Peugeot Gran Prix. Tolaik šis risinājums netika plaši izmantots, taču kopš 1970. gada sāka aktīvi ražot masveidā ražotas automašīnas ar šādu vārstu skaitu.

Piedziņas dizains

Sadales vārpsta un laika piedziņa ir atbildīga par pareizu un savlaicīgu vārsta mehānisma darbību. Sadales vārpstu dizains un skaits katram dzinēja tipam tiek izvēlēts individuāli. Daļa ir vārpsta, uz kuras atrodas noteiktas formas izciļņi. Kad tie griežas, tie izdara spiedienu uz stumšanas stieņiem, hidrauliskajiem pacēlājiem vai svirām un atver vārstus. Ķēdes veids ir atkarīgs no konkrētā dzinēja.

Sadales vārpsta atrodas tieši cilindra galvā. Piedziņa uz to nāk no kloķvārpstas. Tā var būt ķēde, josta vai zobrats. Visuzticamākā ir ķēde, taču tai ir nepieciešamas palīgierīces. Piemēram, ķēdes vibrācijas slāpētājs (amortizators) un spriegotājs. Sadales vārpstas griešanās ātrums ir puse no kloķvārpstas griešanās ātruma. Tas nodrošina viņu saskaņotu darbu.

Sadales vārpstu skaits ir atkarīgs no vārstu skaita. Ir divas galvenās shēmas:

• SOHC - ar vienu vārpstu;
• DOHC — divi viļņi.

Vienai sadales vārpstai pietiek tikai ar diviem vārstiem. Tas griežas un pārmaiņus atver ieplūdes un izplūdes vārstus. Visizplatītākajiem četrvārstu dzinējiem ir divas sadales vārpstas. Viens garantē ieplūdes vārstu darbību, bet otrs - izplūdes vārstu darbību. V veida dzinēji ir aprīkoti ar četrām sadales vārpstām. Divas katrā pusē.

Sadales vārpstas izciļņi tieši nespiež vārsta kātu. Ir vairāki "starpnieku" veidi:

• rullīšu sviras (šūpuļsvira);
• mehāniskie stūmēji (brilles);
• hidrauliskie stūmēji.

Vēlamais risinājums ir rullīšu sviras. Tā sauktās šūpuļsviras šūpojas uz pievienojamām asīm un rada spiedienu uz hidraulisko stūmēju. Lai samazinātu berzi, uz sviras ir rullītis, kas nodrošina tiešu saskari ar izciļņu.

Citā shēmā tiek izmantoti hidrauliskie stūmēji (spraugas kompensatori), kas atrodas tieši uz stieņa. Hidrauliskie kompensatori automātiski regulē termisko spraugu un nodrošina vienmērīgāku un klusāku mehānisma darbību. Šī mazā daļa sastāv no cilindra ar virzuli un atsperi, eļļas kanāliem un pretvārsta. Hidraulisko stūmēju darbina eļļa, kas tiek piegādāta no dzinēja eļļošanas sistēmas.

Mehāniskie stūmēji (stikli) ir slēgtas bukses vienā pusē. Tie ir uzstādīti cilindra galvas korpusā un tieši pārnes spēku uz vārsta kātu. Tās galvenie trūkumi ir nepieciešamība periodiski pielāgot spraugas un sitienus, strādājot ar aukstu dzinēju.

Troksnis darbā

Galvenais vārsta darbības traucējums ir auksta vai karsta dzinēja sitiens. Klauvēšana pie auksta dzinēja pazūd pēc temperatūras paaugstināšanās. Kad tie sakarst un izplešas, termiskā sprauga aizveras. Turklāt iemesls var būt eļļas viskozitāte, kas neplūst pareizajā tilpumā hidrauliskajos pacēlājos. Kompensatora eļļas kanālu piesārņojums var būt arī raksturīgā pieskāriena cēlonis.

Vārsti var klauvēt uz karstu dzinēju, jo eļļošanas sistēmā ir zems eļļas spiediens, netīrs eļļas filtrs vai nepareizs termiskais klīrenss. Jāņem vērā arī detaļu dabiskais nodilums. Darbības traucējumi var būt pašā vārsta mehānismā (atsperes, virzošās uzmavas, hidraulisko krānu utt. nodilums).

Klīrensa korekcija

Regulēšana tiek veikta tikai aukstam dzinējam. Pašreizējo termisko spraugu nosaka speciālas plakanas dažāda biezuma metāla zondes. Lai mainītu spraugu uz svirām, ir īpaša regulēšanas skrūve, kas griežas. Sistēmās ar stūmēju vai starplikām regulēšanu veic, izvēloties vajadzīgā biezuma daļas.

Apsveriet soli pa solim vārstu regulēšanas procesu dzinējiem ar stūmējiem (stikliem) vai paplāksnēm:

1. Noņemiet dzinēja vārsta vāku.
2. Pagrieziet kloķvārpstu tā, lai pirmā cilindra virzulis būtu augšējā nāves punktā. Ja to ir grūti izdarīt pēc atzīmēm, varat atskrūvēt aizdedzes sveci un ievietot skrūvgriezi akā. Tā maksimālā kustība uz augšu būs nāves centrā.
3. Izmantojot sensoru mērinstrumentu komplektu, izmēriet vārsta atstarpi zem izciļņiem, kas nespiež svirus. Zondei jābūt ciešai, bet ne pārāk brīvai spēlei. Pierakstiet vārsta numuru un klīrensa vērtību.
4. Pagrieziet kloķvārpstu par vienu apgriezienu (360°), lai 4. cilindra virzuli virzītu uz TDC. Izmēriet atstarpi zem pārējiem vārstiem. Pierakstiet datus.
5. Pārbaudiet, kuri vārsti ir ārpus pielaides. Ja tādi ir, izvēlieties vajadzīgā biezuma stūmējus, noņemiet sadales vārpstas un uzstādiet jaunas brilles. Tas pabeidz procedūru.

Atstarpes ieteicams pārbaudīt ik pēc 50-80 tūkstošiem kilometru. Standarta klīrensa vērtības var atrast transportlīdzekļa remonta rokasgrāmatā.

Lūdzu, ņemiet vērā, ka ieplūdes un izplūdes vārstu atstarpes dažkārt var atšķirties.

Pareizi noregulēts un noregulēts gāzes sadales mehānisms nodrošinās vienmērīgu un vienmērīgu iekšdedzes dzinēja darbību. Tas pozitīvi ietekmēs arī dzinēja resursus un vadītāja komfortu.