Vana vaqti nima va ular qanday ishlaydi

Yoqilg'i va yoqilg'i aralashmasining yonishi paytida energiya chiqarish printsipi asosida ishlaydigan to'rt zarbli dvigatelning dizayni bitta muhim mexanizmni o'z ichiga oladi, uskuna bo'lmasdan u ishlamaydi. Bu vaqtni belgilash yoki gazni taqsimlash mexanizmi.

Ko'pgina standart dvigatellarda u silindr boshiga o'rnatiladi. Mexanizm tuzilishi haqida batafsil ma'lumot alohida maqola... Keling, vana vaqti nima ekanligini, shuningdek uning ishi dvigatelning quvvat ko'rsatkichlariga va uning samaradorligiga qanday ta'sir qilishiga e'tibor qaratsak.

Dvigatel klapanining vaqti nima?

Vaqt mexanizmining o'zi haqida qisqacha. Krank mili bilaguzuk haydovchisi orqali (ko'plab zamonaviy ichki yonish dvigatellarida rezina qilingan kamar o'rniga zanjir o'rnatilgan) eksantrik mili. Haydovchi dvigatelni ishga tushirganda, boshlang'ich volanni burab qo'yadi. Ikkala val ham sinxron ravishda aylana boshlaydi, lekin har xil tezlikda (asosan eksantrik milning bitta aylanishida krank mil ikki marta aylanadi).

Eksantrik milida tomchi shaklidagi maxsus kameralar mavjud. Tuzilishi aylanayotganda, kamon kamon yuklangan vana dastagiga qarshi itaradi. Vana ochiladi, bu havo yoqilg'isi aralashmasining silindrga yoki egzozga egzoz manifoldiga kirishiga imkon beradi.

Gazni taqsimlash bosqichi - bu to'liq yopilishidan oldin valf kirish / chiqishni ochishni boshlagan payt. Quvvat blokini ishlab chiqishda ishlaydigan har bir muhandis vana ochilish balandligi qancha bo'lishi kerakligini, shuningdek qancha vaqt ochiq qolishini hisoblab chiqadi.

Vana vaqtining dvigatelning ishlashiga ta'siri

Dvigatelning ishlash rejimiga qarab, gaz taqsimoti oldinroq yoki kechroq boshlanishi kerak. Bu birlik samaradorligiga, uning tejamkorligiga va maksimal momentga ta'sir qiladi. Buning sababi shundaki, assimilyatsiya va egzoz kollektorlarini o'z vaqtida ochish / yopish, HVAC yonishi paytida chiqarilgan energiyadan maksimal darajada foydalanish uchun kalit hisoblanadi.

Agar piston qabul qilish zarbasini bajarganda qabul qilish klapani boshqa daqiqada ochila boshlasa, u holda tsilindr bo'shlig'ining yangi qismi bilan notekis plomba paydo bo'ladi va yoqilg'i yomonroq aralashadi, bu aralashmaning to'liq yonmasligiga olib keladi.

Egzoz klapaniga kelsak, u piston pastki o'lik nuqtani egallaganidan oldin ochilishi kerak, lekin yuqoriga urishni boshlaganidan keyin. Birinchi holda, siqilish tushadi va shu bilan vosita kuchini yo'qotadi. Ikkinchisida, vana yopiq bo'lgan yonish mahsulotlari ko'tarila boshlagan piston uchun qarshilik hosil qiladi. Bu krank mexanizmiga qo'shimcha yuk bo'lib, uning ba'zi qismlariga zarar etkazishi mumkin.

Quvvat blokining etarli darajada ishlashi uchun turli xil vana vaqti talab qilinadi. Bitta rejim uchun klapanlar erta ochilib, keyinroq yopilishi kerak, boshqalari uchun esa aksincha. Qoplama parametri ham katta ahamiyatga ega - ikkala klapan bir vaqtning o'zida ochiladimi.

Ko'pgina standart motorlar belgilangan vaqtga ega. Bunday dvigatel, eksantrik mili turiga qarab, sport rejimida yoki past aylanishlarda o'lchangan haydashda maksimal samaradorlikka ega bo'ladi.

Bugungi kunda o'rta va premium segmentning ko'plab avtoulovlari dvigatellar bilan jihozlangan, ularning gaz taqsimlash tizimi vana ochilishining ba'zi parametrlarini o'zgartirishi mumkin, buning natijasida silindrlarni yuqori sifatli to'ldirish va shamollatish turli xil krank mili tezligida sodir bo'ladi.

Vaqtni har xil dvigatel tezligida bajarish kerak:

1. Bo'sh ish tor fazalar deb ataladi. Bu shuni anglatadiki, klapanlar keyinchalik ochila boshlaydi va ularning yopilish vaqti, aksincha, erta. Ushbu rejimda bir vaqtning o'zida ochiq holat mavjud emas (ikkala valf bir vaqtning o'zida ochilmaydi). Krank milining aylanishi unchalik ahamiyatga ega bo'lmaganda, fazalar bir-biriga to'g'ri kelganda, chiqindi gazlar assimilyatsiya manifoldiga, ma'lum miqdordagi VTS esa egzozga kirishi mumkin.
2. Eng kuchli rejim - bu keng fazalarni talab qiladi. Bu yuqori tezlik tufayli klapanlarning ochilish holati qisqaroq bo'lgan rejimdir. Bu sport haydash paytida tsilindrni to'ldirish va shamollatish yomon bajarilishiga olib keladi. Vaziyatni to'g'irlash uchun valf vaqtini o'zgartirish kerak, ya'ni klapanlarni oldinroq ochish kerak va ularning bu holatdagi davomiyligi oshishi kerak.

O'zgaruvchan valfli vaqtga ega dvigatellarning konstruktsiyasini ishlab chiqishda muhandislar vana ochilish momentining krank mili tezligiga bog'liqligini hisobga olishadi. Ushbu murakkab tizimlar motorni turli xil haydash uslublari uchun imkon qadar ko'p qirrali bo'lishiga imkon beradi. Ushbu rivojlanish tufayli birlik keng imkoniyatlarni namoyish etadi:

• Kam aylanishlarda vosita torli bo'lishi kerak;
• Qaytish kuchayganda, u kuchini yo'qotmasligi kerak;
• Ichki yonish dvigatelining ishlash rejimidan qat'i nazar, yoqilg'i tejamkorligi va shu bilan transportning ekologik xavfsizligi ma'lum bir birlik uchun eng yuqori darajaga ega bo'lishi kerak.

Ushbu parametrlarning barchasi eksantrik millerining konstruktsiyasini o'zgartirish orqali o'zgartirilishi mumkin. Biroq, bu holda, vosita samaradorligi faqat bitta rejimda o'z chegarasiga ega bo'ladi. Krank milining aylanish soniga qarab vosita o'z-o'zidan profilni o'zgartirishi mumkinmi?

O'zgaruvchan valf vaqti

Quvvat blokining ishlashi paytida valfni ochish vaqtini o'zgartirish g'oyasi yangi emas. Ushbu g'oya vaqti-vaqti bilan bug 'dvigatellarini ishlab chiqayotgan muhandislarning ongida paydo bo'ldi.

Shunday qilib, ushbu ishlanmalardan biri Stivenson mexanizmi deb nomlangan. Mexanizm bug 'ishchi silindrga tushish vaqtini o'zgartirdi. Rejim "bug 'uzilishi" deb nomlangan. Mexanizm ishga tushirilganda, bosim transport vositasining konstruktsiyasiga qarab yo'naltirildi. Shu sababli, poezd bir joyda turganida tutundan tashqari eski parovozlar ham bug 'chiqardi.

Vana vaqtini o'zgartirish bo'yicha ishlar samolyot birliklari bilan ham amalga oshirildi. Shunday qilib, Clerget-Blin kompaniyasidan V-8 dvigatelining 200 ot kuchiga ega bo'lgan eksperimental modeli mexanizm dizayni toymasin eksantrik milini o'z ichiga olganligi sababli ushbu parametrni o'zgartirishi mumkin edi.

Va Lycoming XR-7755 dvigatelida eksantrik vallari o'rnatildi, unda har bir valf uchun ikkita turli xil kameralar mavjud edi. Qurilma mexanik haydovchiga ega edi va uni uchuvchining o'zi faollashtirdi. U samolyotni osmonga ko'tarish, ta'qibdan uzoqlashish yoki shunchaki iqtisodiy jihatdan uchish kerakligiga qarab, ikkita variantdan birini tanlashi mumkin edi.

Avtomobilsozlik sanoatiga kelsak, muhandislar ushbu g'oyani tatbiq etish to'g'risida o'tgan asrning 20-yillarida o'ylashni boshladilar. Bunga sport avtomobillariga o'rnatilgan yuqori tezlikda ishlaydigan motorlarning paydo bo'lishi sabab bo'lgan. Bunday agregatlardagi quvvatning oshishi ma'lum chegaraga ega edi, ammo jihoz bundan ham ko'proq ochilishi mumkin edi. Avtotransport vositasi ko'proq quvvatga ega bo'lishi uchun dastlab faqat dvigatel hajmi oshirildi.

O'zgaruvchan valflar vaqtini birinchi bo'lib Vauxhall avtoulov kompaniyasining bosh konstruktori sifatida ishlagan Lourens Pomeroy boshladi. U dvigatel yaratdi, unda gaz tarqatish mexanizmiga maxsus eksantrik mil o'rnatildi. Uning bir qator kameralarida bir nechta profillar to'plami mavjud edi.

4.4 litrli H-tipi, krank mili tezligiga va boshdan kechirgan yukiga qarab, eksantrik mili uzunlamasına o'qi bo'ylab harakatlantirishi mumkin. Shu sababli, vanalarning vaqti va balandligi o'zgartirildi. Ushbu qism harakatlanishda cheklovlarga ega bo'lganligi sababli, fazani boshqarish ham o'z chegaralariga ega edi.

Bu fikrda Porsche ham ishtirok etgan. 1959 yilda eksantrik milining "tebranuvchi kameralari" uchun patent berildi. Bu rivojlanish vana ko'tarilishini va ayni paytda ochilish vaqtini o'zgartirishi kerak edi. Rivojlanish loyiha bosqichida qoldi.

Ishlaydigan valf vaqtini boshqarishning birinchi mexanizmi Fiat tomonidan ishlab chiqilgan. Ixtiro 60 -yillarning oxirida Jovanni Torazza tomonidan ishlab chiqilgan. Mexanizmda gidravlik itargichlar ishlatilgan, bu valf mushtining burilish nuqtasini o'zgartirgan. Qurilma dvigatel tezligi va assimilyatsiya manifoldidagi bosimga qarab ishladi.

Biroq, o'zgaruvchan GR fazali birinchi ishlab chiqarilgan avtomobil Alfa Romeodan edi. 1980 yilgi O'rgimchak modeli ichki yonish dvigatelining ish rejimiga qarab fazalarni o'zgartiradigan elektron mexanizmni oldi.

Vana vaqtining davomiyligi va kengligini o'zgartirish usullari

Bugungi kunda vana ochilish momentini, vaqtini va balandligini o'zgartiradigan bir necha turdagi mexanizmlar mavjud:

1. Eng sodda shaklda, bu gaz taqsimlash mexanizmining (faza o'tkazgichi) haydovchisiga o'rnatiladigan maxsus debriyajdir. Boshqaruv ijro etuvchi mexanizmga gidravlik ta'sir tufayli amalga oshiriladi va boshqaruv elektronika tomonidan amalga oshiriladi. Dvigatel bo'sh turganida, eksantrik mili dastlabki holatidadir. Qaytishlarning ko'payishi bilanoq, elektronika ushbu parametrga ta'sir qiladi va eksantrik milini dastlabki holatiga nisbatan bir oz aylantiradigan gidravlikani faollashtiradi. Shu tufayli valflar biroz oldin ochiladi, bu esa silindrlarni BTC ning yangi qismi bilan tezda to'ldirishga imkon beradi.
2. Kamera profilini o'zgartirish. Bu avtoulovchilar uzoq vaqtdan beri foydalanib kelayotgan rivojlanishdir. Eksantrik mili nostandart kameralar bilan o'rnatilishi jihozni yuqori aylanish / min / soatlarda yanada samarali ishlashiga olib kelishi mumkin. Biroq, bunday yangilanishlarni bilimdon mexanik bajarishi kerak, bu juda ko'p chiqindilarga olib keladi. VVTL-i tizimiga ega dvigatellarda eksantrik millerida turli xil profillarga ega bo'lgan bir nechta kamarlar to'plami mavjud. Ichki yonish dvigateli bo'sh turganida, standart elementlar o'z vazifalarini bajaradilar. Krank milining aylanish tezligi 6 ming belgidan o'tib ketishi bilan, eksantrik mil bir oz siljiydi, shu sababli yana bir qator kameralar ishga tushadi. Xuddi shunday jarayon ham dvigatel 8.5 mingtagacha aylanganda sodir bo'ladi va kameralarning uchinchi to'plami ishlay boshlaydi, bu fazalarni yanada kengroq qiladi.
3. Vana ochilish balandligining o'zgarishi. Ushbu ishlab chiqish bir vaqtning o'zida vaqtni ishlash rejimlarini o'zgartirishga imkon beradi, shuningdek gaz kelebeği valfini chiqarib tashlaydi. Bunday mexanizmlarda gaz pedalini bosish assimilyatsiya vanalarining ochilish kuchiga ta'sir qiluvchi mexanik qurilmani faollashtiradi. Ushbu tizim yonilg'i sarfini taxminan 15 foizga qisqartiradi va jihozning quvvatini bir xil miqdorda oshiradi. Keyinchalik zamonaviy motorlarda mexanik emas, balki elektromagnit analog ishlatiladi. Ikkinchi variantning afzalligi shundaki, elektronika valfni ochish rejimlarini yanada samarali va muammosiz o'zgartirishi mumkin. Ko'tarish balandligi idealga yaqin bo'lishi mumkin va ochilish vaqtlari oldingi versiyalarga qaraganda kengroq bo'lishi mumkin. Yoqilg'i tejash maqsadida bunday rivojlanish hatto ba'zi tsilindrlarni o'chirib qo'yishi mumkin (ba'zi klapanlarni ochmang). Ushbu motorlar mashina to'xtaganda tizimni faollashtiradi, lekin ichki yonish dvigatelini o'chirishga hojat yo'q (masalan, svetoforda) yoki haydovchi mashinani ichki yonish dvigateli bilan sekinlashtirganda.

Nima uchun valf vaqtini o'zgartirish kerak

Vana vaqtini o'zgartiradigan mexanizmlardan foydalanish quyidagilarga imkon beradi:

• Quvvat blokining resursidan uning ishlashining turli rejimlarida foydalanish samaraliroq;
• Maxsus eksantrik milini o'rnatmasdan quvvatni oshiring;
• Avtotransport vositasini tejamkor holga keltiring;
• Balonlarni yuqori tezlikda samarali to'ldirish va ventilyatsiya qilishni ta'minlash;
• Havo-yonilg'i aralashmasining yanada samarali yonishi tufayli transportning ekologik tozaligini oshiring.

Ichki yonish dvigatelining turli xil ish rejimlari, FGRni o'zgartirish mexanizmlaridan foydalangan holda, vana vaqtining o'z parametrlarini talab qilganligi sababli, mashina quvvat, moment, ekologik toza va tejamkorlikning ideal parametrlariga mos kelishi mumkin. Hozircha biron bir ishlab chiqaruvchi hal qila olmaydigan yagona muammo - bu qurilmaning yuqori narxi. Oddiy dvigatel bilan taqqoslaganda shunga o'xshash mexanizm bilan jihozlangan analog deyarli ikki baravar qimmatga tushadi.

Ba'zi avtoulovchilar avtoulovning kuchini oshirish uchun o'zgaruvchan valfli vaqt tizimlaridan foydalanadilar. Biroq, o'zgartirilgan vaqt kamari yordamida jihozni maksimal darajada siqib chiqarish mumkin emas. Boshqa imkoniyatlar haqida o'qing shu yerda.

Xulosa qilib aytganda, biz o'zgaruvchan klapanlarning vaqtini aniqlash tizimining ishlashi bo'yicha kichik ingl.

CVVT misolidan foydalangan holda o'zgaruvchan valfni hisoblash tizimi

Savol va Javob:

Vana vaqti qanday? Bu vana (kirish yoki chiqish) ochilgan / yopilgan moment. Bu atama dvigatelning krank mili aylanish darajalarida ifodalanadi.

ЧVana vaqtini nima ta'sir qiladi? Vana vaqti dvigatelning ishlash rejimiga ta'sir qiladi. Vaqtni belgilashda faza almashtirgich bo'lmasa, u holda maksimal ta'sir faqat ma'lum bir vosita aylanishlarida erishiladi.

Vana vaqt diagrammasi nima uchun? Ushbu diagramma ma'lum bir RPM oralig'ida silindrlarni to'ldirish, yoqish va tozalash qanchalik samarali ekanligini ko'rsatadi. Bu sizga vana vaqtini to'g'ri tanlash imkonini beradi.