Vana vaxtı nədir və necə işləyirlər

Yanacaq və yanacaq qarışığının yanması zamanı enerjinin sərbəst buraxılması prinsipi ilə işləyən dörd vuruşlu mühərrikin dizaynı vahidin işləməyəcəyi bir vacib mexanizmi əhatə edir. Bu zamanlama və ya qaz paylama mexanizmidir.

Əksər standart mühərriklərdə silindr başlığına quraşdırılmışdır. Mexanizm quruluşu ilə əlaqədar daha ətraflı məlumat ayrı məqalə... İndi vana vaxtının nə olduğuna, həmçinin işinin motorun güc göstəricilərinə və səmərəliliyinə necə təsir etdiyinə diqqət yetirəcəyik.

Mühərrik klapan vaxtı nədir

Qısaca vaxt mexanizminin özü haqqında. Bir kəmər sürücüsü vasitəsilə krank mili (bir çox müasir daxili yanma mühərriklərində rezinləşdirilmiş kəmər yerinə bir zəncir quraşdırılmışdır) eksantrik mili. Sürücü mühərriki işə saldıqda, başlanğıc volanı əyir. Hər iki şaft da sinxron olaraq dönməyə başlayır, lakin fərqli sürətlərdə (əsasən, krank mili eksantrik milinin hər dövriyyəsi üçün iki dövr edir).

Eksantrik milinin üzərində damcı şəklində xüsusi kameralar var. Quruluş fırlandıqda, kam yay yüklənmiş valf sapına qarşı itələyir. Vana açılır, yanacaq / hava qarışığının silindrə və ya egzozun işlənmiş manifolduna daxil olmasına imkan verir.

Qaz paylama mərhələsi, klapanın giriş / çıxışı açmağa başladığı andan etibarən tamamilə bağlandığı andır. Güc vahidinin inkişafı üzərində işləyən hər mühəndis, vana açılış hündürlüyünün nə qədər olacağını və nə qədər açıq qalacağını hesablayır.

Vana vaxtının mühərrik işinə təsiri

Mühərrikin işləmə rejimindən asılı olaraq qaz paylanması əvvəl və ya daha sonra başlamalıdır. Bu, bölmənin səmərəliliyinə, qənaətinə və maksimum torkuna təsir göstərir. Çünki, suqəbuledici və egzoz manifoldlarının vaxtında açılması / bağlanması HVAC yanması zamanı çıxan enerjidən maksimum dərəcədə istifadə etmək üçün açardır.

Pistonun giriş vuruşunu yerinə yetirdiyi zaman giriş valfi fərqli bir anda açılmağa başlasa, silindr boşluğunun təzə bir hava hissəsi ilə bərabər olmayan bir doldurulması meydana gələcək və yanacaq daha da qarışacaq və qarışığın natamam yanmasına səbəb olacaqdır.

Egzoz klapanına gəldikdə, pistonun altdakı ölü nöqtəni tutduğundan daha əvvəl açılmalı, ancaq yuxarı vuruşa başladıqdan sonra açılmalıdır. Birinci halda, sıxılma düşəcək və bununla birlikdə motor gücünü itirəcəkdir. İkincisində, qapalı bir valve olan yanma məhsulları, yüksəlməyə başlayan piston üçün müqavimət yaradacaqdır. Bu, bəzi hissələrə zərər verə bilən krank mexanizminə əlavə bir yükdür.

Güc ünitesinin kifayət qədər işləməsi üçün fərqli vana vaxtı tələb olunur. Bir rejim üçün, vanaların əvvəllər açılması və daha sonra bağlanması, digərləri üçün isə əksinə olması lazımdır. Üst-üstə düşmə parametri də böyük əhəmiyyətə malikdir - hər iki klapanın eyni vaxtda açılacağı.

Əksər standart mühərriklərdə sabit bir vaxt var. Eksantrik mili növündən asılı olaraq belə bir mühərrik ya idman rejimində, ya da aşağı dövrlərdə ölçülən sürücülüklə maksimum səmərəliliyə sahib olacaqdır.

Bu gün orta və premium seqmentin bir çox avtomobili, qaz paylama sistemi vana açılmasının bəzi parametrlərini dəyişdirə bilən mühərriklərlə təchiz olunmuşdur, bunun sayəsində silindrlərin yüksək keyfiyyətli doldurulması və havalandırılması müxtəlif krank mili sürətlərində baş verir.

Vaxtın fərqli mühərrik sürətində necə aparılacağı aşağıdakı kimidir:

1. Boş boşluğa sözdə dar fazalar lazımdır. Bu, klapanların daha sonra açılmağa başladığı və bağlanma vaxtının, əksinə, erkən olduğu anlamına gəlir. Bu rejimdə eyni vaxtda açıq vəziyyət yoxdur (hər iki klapan eyni vaxtda açılmayacaq). Krank milinin fırlanması az əhəmiyyətə malik olduqda, fazlar üst-üstə düşdükdə, işlənmiş qazlar giriş kollektoruna və müəyyən bir həcmdə VTS-ni egzoza daxil edə bilər.
2. Ən güclü rejim - geniş mərhələləri tələb edir. Bu, yüksək sürət sayəsində klapanların daha qısa bir açıq vəziyyətə sahib olduğu bir rejimdir. Bu, idman sürmə zamanı silindrlərin doldurulması və havalandırılmasının zəif yerinə yetirilməsinə gətirib çıxarır. Vəziyyəti düzəltmək üçün klapan vaxtı dəyişdirilməli, yəni klapanlar daha əvvəl açılmalı və bu vəziyyətdə olma müddəti artmalıdır.

Dəyişən klapan vaxtı olan mühərriklərin dizaynını inkişaf etdirərkən mühəndislər klapan açma anının krank mili sürətindən asılılığını nəzərə alır. Bu inkişaf etmiş sistemlər, motorun fərqli sürmə stilləri üçün mümkün qədər çox yönlü olmasına imkan verir. Bu inkişaf sayəsində bölmə geniş imkanlar göstərir:

• Aşağı dövriyyələrdə motor sıx olmalıdır;
• Dönüşlər artdıqda gücünü itirməməlidir;
• Daxili yanma mühərrikinin işləmə rejimindən asılı olmayaraq yanacaq qənaəti və bununla birlikdə nəqliyyatın ətraf mühitə uyğunluğu müəyyən bir vahid üçün mümkün olan ən yüksək səviyyəyə malik olmalıdır.

Eksantrik millerinin dizaynını dəyişdirərək bütün bu parametrlər dəyişdirilə bilər. Lakin, bu vəziyyətdə motor səmərəliliyi yalnız bir rejimdə həddinə çatacaqdır. Krank mili inqilablarının sayından asılı olaraq mühərriki özbaşına profili dəyişdirə bilər?

Dəyişən klapan vaxtı

Enerji blokunun işləməsi zamanı valfın açılma müddətini dəyişdirmək fikri özü yeni deyil. Bu fikir vaxtaşırı hələ də buxar mühərrikləri inkişaf etdirən mühəndislərin düşüncəsində meydana çıxdı.

Beləliklə, bu inkişaflardan birinə Stevenson dişli deyildi. Mexanizm işləyən silindirə daxil olan buxarın vaxtını dəyişdirdi. Rejim "buxar kəsmə" adlandı. Mexanizm işə salındıqda, avtomobilin dizaynından asılı olaraq təzyiq yönləndirildi. Bu səbəbdən qatar dayananda köhnə buxar lokomotivləri tüstüdən əlavə buxar da buraxırdılar.

Dəyişən klapan vaxtı ilə iş təyyarə bölmələri ilə də aparıldı. Beləliklə, Clerget-Blin şirkətindən 8 at gücü olan V-200 mühərrikinin eksperimental modeli, mexanizmin dizaynına sürüşmə eksantrik mili daxil olduğundan bu parametri dəyişdirə bilər.

Lycoming XR-7755 mühərrikində, hər valf üçün iki fərqli kameranın olduğu eksantrik şaftları quraşdırıldı. Cihaz mexaniki bir sürücüyə sahib idi və pilot özü tərəfindən işə salındı. Təyyarəni göyə aparmaq, təqibdən uzaqlaşmaq və ya sadəcə iqtisadi cəhətdən uçmaq lazım olduğuna görə iki variantdan birini seçə bilər.

Avtomobil sənayesinə gəldikdə, mühəndislər bu fikrin tətbiqi barədə hələ keçən əsrin 20-ci illərində düşünməyə başladılar. Səbəb idman avtomobillərinə quraşdırılmış yüksək sürətli mühərriklərin meydana çıxması idi. Bu cür vahidlərdə güc artımının müəyyən bir həddi var, baxmayaraq ki, vahid daha da açılmalıdır. Avtomobilin daha çox gücə sahib olması üçün əvvəlcə yalnız mühərrik həcmi artırıldı.

Dəyişən klapan vaxtını tətbiq edən ilk şəxs, Vauxhall avtomobil şirkətinin baş dizayneri vəzifəsində işləyən Lawrence Pomeroy idi. Qaz paylama mexanizminə xüsusi bir eksantrik mili quraşdırılmış bir motor yaratdı. Bir sıra kameralarında bir neçə profil var idi.

4.4 litrlik H tipi, krank milinin sürətinə və yaşadığı yükə görə, eksantrik mili uzununa ox boyunca hərəkət etdirə bilər. Bu səbəbdən klapanların vaxtı və hündürlüyü dəyişdirildi. Bu hissənin hərəkət məhdudiyyətləri olduğundan, faz nəzarətinin də sərhədləri var.

Bənzər bir fikirlə Porsche də məşğul idi. 1959 -cu ildə eksantrik milinin "salınan kamları" üçün patent ortaya çıxdı. Bu inkişaf, klapanların hündürlüyünü və eyni zamanda açılma vaxtını dəyişdirməli idi. İnkişaf layihə mərhələsində qaldı.

İlk işləyə bilən valf zamanlama nəzarət mexanizmi Fiat tərəfindən hazırlanmışdır. İxtira 60 -cı illərin sonunda Giovanni Torazza tərəfindən hazırlanmışdır. Mexanizm, klapan kəmərinin dönmə nöqtəsini dəyişdirən hidravlik itələyicilərdən istifadə edirdi. Cihaz, mühərrikin sürətinə və suqəbuledici manifolddakı təzyiqə bağlı olaraq işləyirdi.

Ancaq dəyişkən GR fazalı ilk istehsal avtomobili Alfa Romeodan idi. 1980 Spider modeli daxili yanma mühərrikinin iş rejimindən asılı olaraq mərhələləri dəyişən bir elektron mexanizm aldı.

Vana vaxtının müddəti və genişliyini dəyişdirmə yolları

Bu gün klapan açılış anını, vaxtını və hündürlüyünü dəyişdirən bir neçə növ mexanizm var:

1. Ən sadə şəkildə, bu qaz paylama mexanizminin sürücüsünə (faz dəyişdiricisi) quraşdırılmış xüsusi bir debriyajdır. İdarəetmə mexanizmi üzərindəki hidravlik təsir sayəsində nəzarət edilir və nəzarət elektronika tərəfindən həyata keçirilir. Mühərrik boş qaldıqda, eksantrik mili orijinal vəziyyətdədir. Dönüşlər artan kimi elektronika bu parametrə reaksiya verir və eksantrik mili ilkin vəziyyətə nisbətən bir az döndərən hidravlikanı işə salır. Bu sayədə klapanlar bir az əvvəl açılır və bu da silindrləri BTC-nin təzə bir hissəsi ilə sürətlə doldurmağa imkan verir.
2. Kam profilinin dəyişdirilməsi. Bu, sürücülərin uzun müddətdir istifadə etdikləri bir inkişafdır. Bir eksantrik mili üçün standart olmayan kameralar quraşdırmaq vahidin daha yüksək dövrdə daha səmərəli işləməsini təmin edə bilər. Ancaq bu cür yeniləmələr bir çox israfçılığa səbəb olan məlumatlı bir mexanik tərəfindən həyata keçirilməlidir. VVTL-i sisteminə malik mühərriklərdə eksantrik millerində fərqli profillərə sahib bir neçə cams dəsti vardır. Daxili yanma mühərriki boş olduqda, standart elementlər öz funksiyalarını yerinə yetirirlər. Krank mili rpm 6 min işarənin yanından keçər-keçməz eksantrik mili bir qədər dəyişir, bunun sayəsində başqa bir cams dəsti işə düşür. Bənzər bir proses, mühərrik 8.5 minə qədər fırlandıqda meydana gəlir və üçüncü dəst kameralar işə başlayır, bu da fazları daha da genişləndirir.
3. Vananın açılış hündürlüyündə dəyişiklik. Bu inkişaf eyni zamanda vaxtın iş rejimlərini dəyişdirməyə və qaz klapanını xaric etməyə imkan verir. Bu cür mexanizmlərdə qaz pedalına basmaq, giriş valflarının açılış gücünə təsir göstərən mexaniki bir cihazı işə salır. Bu sistem yanacaq istehlakını təxminən yüzdə 15 azaldır və bölmənin gücünü eyni miqdarda artırır. Daha müasir mühərriklərdə mexaniki deyil, elektromaqnit analoq istifadə olunur. İkinci variantın üstünlüyü ondan ibarətdir ki, elektronika klapan açma rejimlərini daha səmərəli və hamar bir şəkildə dəyişdirə bilər. Kaldırma hündürlüyü ideala yaxın ola bilər və açılış vaxtları əvvəlki versiyalara nisbətən daha geniş ola bilər. Yanacağa qənaət etmək üçün belə bir inkişaf bəzi silindrləri söndürə bilər (bəzi valfları açmayın). Bu mühərriklər avtomobili dayandıqda sistemi aktivləşdirir, ancaq daxili yanma mühərrikinin söndürülməsinə ehtiyac yoxdur (məsələn, işıqforda) və ya sürücü daxili yanma mühərriki istifadə edərək sürücünü yavaşlatdıqda.

Niyə klapan vaxtını dəyişdirin

Vana vaxtını dəyişdirən mexanizmlərin istifadəsi aşağıdakılara imkan verir:

• Enerji vahidinin mənbəyini işinin müxtəlif rejimlərində istifadə etmək daha səmərəlidir;
• Xüsusi bir eksantrik mili quraşdırmağa ehtiyac olmadan gücü artırın;
• Nəqliyyat vasitəsini daha qənaətcil edin;
• Silindrlərin yüksək sürətlə effektiv doldurulması və havalandırılmasını təmin edin;
• Hava yanacaq qarışığının daha səmərəli yanması sayəsində nəqliyyatın ətraf mühitə uyğunluğunu artırın.

Daxili yanma mühərrikinin müxtəlif iş rejimləri, FGR dəyişdirmə mexanizmlərindən istifadə edərək, vana vaxtının öz parametrlərinə ehtiyac duyduğundan, maşın ideal güc, fırlanma anı, ətraf mühitə uyğunluq və səmərəliliyə uyğun ola bilər. İndiyə qədər heç bir istehsalçının həll edə bilməyəcəyi yeganə problem cihazın yüksək qiymətidir. Standart bir motorla müqayisədə, oxşar bir mexanizmlə təchiz olunmuş bir analoq, təxminən iki dəfə çox mal olacaq.

Bəzi sürücülər avtomobilin gücünü artırmaq üçün dəyişkən valflı zamanlama sistemlərindən istifadə edirlər. Bununla birlikdə, dəyişdirilmiş bir zamanlama kəmərinin köməyi ilə cihazdan maksimum sıxmaq mümkün deyil. Digər imkanlar haqqında oxuyun burada.

Nəticədə, dəyişkən klapan vaxtı sisteminin işlədilməsinə dair kiçik bir vizual yardım təklif edirik:

CVVT nümunəsindən istifadə edərək dəyişən klapan vaxtı sistemi

Suallar və cavablar:

Vana vaxtı nədir? Bu, klapanın (giriş və ya çıxış) açıldığı / bağlandığı andır. Bu termin mühərrikin krank mili fırlanma dərəcələri ilə ifadə edilir.

ЧVana vaxtına nə təsir edir? Vana vaxtı mühərrikin iş rejimindən təsirlənir. Zamanlamada faza dəyişdiricisi yoxdursa, maksimum təsir yalnız müəyyən bir motor inqilabı diapazonunda əldə edilir.

Vana vaxt diaqramı nə üçündür? Bu diaqram silindrlərdə doldurulma, yanma və təmizləmənin müəyyən bir RPM diapazonunda nə qədər səmərəli şəkildə baş verdiyini göstərir. Vana vaxtını düzgün seçməyə imkan verir.