Газорозподільний механізм

Газорозподільний механізм забезпечує впускання паливо-повітряної суміші в циліндри двигуна і подальше видалення відпрацьованих газів з камери згорання.

Призначення газорозподільного механізму

ГРМ - один з найбільш складних вузлів в двигуні, так як його завдання-не лише відкривати і закривати групи клапанів, але і робити це в строго певний момент. Робота газорозподільного механізму синхронізована з роботою запалення і уприскування.

Перенесення розподільного валу привів до революційного розвитку ГРМ і появи двигунів з великою кількістю клапанів на 1 циліндр

Щоб збільшити швидкість руху, водій натискає на педаль акселератора, збільшуючи надходження в двигун палива і повітря. "Сприйняти" підсилився потік двигун може тільки одним чином - за рахунок збільшення оборотів, а значить, групи клапанів повинні відкриватися і закриватися частіше. Інженери знайшли просте і витончене рішення для цієї задачі, забезпечивши привід ГРМ безпосередньо від колінчастого вала. Чим швидше обертається колінвал, тим частіше відкриваються і закриваються клапани, а значить, двигун встигає пропустити через себе і спалити рівно стільки суміші повітря і палива, скільки потрібно для розвитку бажаної швидкості.

Конструкція газорозподільного механізму

Складні завдання може вирішити тільки складний механізм, тому ГРМ складається з декількох груп деталей. Клапани відкривають і закривають канали впуску і випуску, приводні механізми обертають вали з заданої швидкість, а розподільні вали забезпечують своєчасне відкриття і закриття клапанів.

У верхній частині блоку циліндрів розташована головка блоку циліндрів (ГБЦ). На ній розташований розподільчий вал, клапани, штовхачі або коромисла. Шків привода розподільного вала знаходиться за межами головки блоку циліндрів. Щоб масло не витікало з-під клапанної кришки, на шийці розподільного вала є сальник. Клапанна кришка встановлюється через прокладку, стійку до паливно-мастильним матеріалам. Ремінь або ланцюг ГРМ надівається на шків розподільного валу, а приводиться в дію шестірнею колінчастого вала. Для натягу ременя застосовуються ролики, а для натягу ланцюга – «башмаки». Зазвичай в системі застосовується два ременя або ремінь і ланцюг. Ремінь або ланцюг приводять в дію механізм ГРМ, а другий ремінь – додаткове обладнання.

Розподільний вал – це вісь з виточеними «кулачками». Коли вал обертається, кулачки стикаються з штовхачами клапанів в моменти, відповідні тактів двигуна.

Клапанна група та розподільчий вал

Клапанна група це не тільки клапани, але й напрямні втулки, пружини і деталі кріплення, а також передавальні елементи.

Распредвал, або кулачковий вал, в певний момент натискає на штоки клапанів або важелі (рокери, коромисла і тп), які передають зусилля на штоки. Механізм потребує регулювання, тому до складу передавальних елементів входять також регулювальні шайби і болти. В деяких двигунах постійний зазор досягається автоматичним регулюванням - за допомогою гідрокомпенсаторів.

Основний недолік ланцюгового приводу ГРМ - занадто гучна робота

Розподільний вал приводиться в рух приводним ременем або ланцюгом. Для передачі енергії від колінчастого вала на одному з торців распредвала укріплена ведена зірочка ланцюгового приводу або шків, якщо в конструкції застосований ремінний привід.

Обертання розподільного вала в корпусі головки блоку циліндрів забезпечують підшипники, закріплені у верхній пчасти ГБЦ.

ГРМ з верхнім і нижнім розташуванням клапанів

Газорозподільними механізмами з верхнім розташуванням клапанів оснащені практично всі сучасні двигуни. Ця конструкція поступово змінила нижнеклапанную в середині шістдесятих років, на початку "гонки за кінськими силами". Застосування верхнеклапанного механізму дозволило позбутися від зайвих деталей передавальних. Кулачки розподільного вала, натискальні безпосередньо на штоки клапанів, дозволили забезпечити стійку роботу двигуна на високих оборотах. Крім того, верхнє розташування клапанів дозволило спростити ремонт і обслуговування двигуна. Верхнє розташування розподільного вала дозволило зменшити масу двигуна і знизити рівень шуму при його роботі. Зрештою, завдяки переходу на верхнеклапанную конструкцію, інженерам вдалося збільшити кількість клапанів (16, 24 і більше), встановивши замість одного два распредвала - для кожної групи клапанів. Єдиним мінусом конструкції можна вважати лише відносну складність приводу, який здійснюється ременем або ланцюгом.



Види приводу ГРМ

Незалежно від типу приводу в роботі ГРМ повинно бути забезпечено одна важлива умова - положення валів один щодо одного повинно залишатися незмінним. Якщо один з валів почне "відставати", синхронізована робота негайно порушиться.

Саме тому ланцюговий привід ГРМ з'явився раніше ремінного. Роликовий ланцюг, зібрана з ланок однакової довжини, забезпечує сталість синхронізації найкращим чином.

Два основних недоліки ланцюга - шум при роботі й складності, пов'язані із забезпеченням постійного натягу, спонукали інженерів до розробки приводу на основі зубчастого ременя. Ремінь позбавлений недоліків ланцюга, але володіє своїми власними - перш за все, можливістю обриву.



Газорозподільний механізм під контролем

З появою розподіленого уприскування і поширенням мікропроцесорних систем управління роботою двигуна у виробників з'явилися великі можливості залучати покупців не тільки потужністю автомобілів, але і економічністю. У процесі боротьби за зниження витрати палива була придумана система контролю і для газорозподільного механізму. Завдання системи змінюваних фаз газорозподілу — забезпечувати точну синхронізацію впуску і випуску в залежності від режиму роботи двигуна. Якщо описати роботу цієї системи в двох словах, то можна сказати, що швидкість обертання розподільних валів в сучасному двигуні перестала бути постійною. Це потрібно для зменшення наповнення циліндрів паливо-повітряною сумішшю в моменти, коли звичайний об'єм суміші майже напевно не згорить повністю. Наприклад, якщо водій їде під ухил, підтримувати швидкість допомагають закони фізики, і в ці секунди подавати в камеру згоряння стільки ж палива, скільки необхідно для руху в гору, не потрібно. За цими динамічними змінами стежить система VVT, що управляє рухом розподільних валів і відкриттям клапанів.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read