Rozvod plynu dvoudobých motorů. Druhy proplachování hořlavé směsi spalovacího motoru, základy konstrukce a činnosti lodních motorů plavidel, jak funguje sportovní loď, opravy lodí, opravy lodí, jak vyrobit loď

Rozvod plynu dvoudobých motorů. Druhy proplachování hořlavé směsi spalovacího motoru, základy konstrukce a činnosti lodních motorů plavidel, jak funguje sportovní loď, opravy lodí, opravy lodí, jak vyrobit loď

Kvalita spalovacího motoru automobilu závisí na mnoha faktorech, jako je výkon, účinnost, objem válců.

V motoru mají velký význam fáze distribuce plynu a na tom, jak se ventily překrývají, závisí účinnost spalovacího motoru, jeho odezva na plyn a stabilita chodu naprázdno.
U standardních jednoduchých motorů není zajištěna změna časování a takové motory nejsou příliš účinné. Ale v poslední době stále častěji na vozech předních společností, jako jsou Honda, Mercedes, Toyota, Audi, pohonné jednotky se schopností měnit zdvih vačkových hřídelů s tím, jak se stále častěji mění počet otáček spalovacího motoru.

Schéma časování ventilů dvoudobého motoru

Dvoudobý motor se od čtyřdobého liší tím, že pracovní cyklus probíhá jednou otáčkou klikového hřídele, zatímco u 4dobého spalovacího motoru dvěma otáčkami. Fáze distribuce plynu ve spalovacím motoru jsou určeny délkou otevření ventilů - výfukových a sacích, úhel překrytí ventilů je indikován ve stupních polohy do / in.

U čtyřdobých motorů nastává cyklus plnění pracovní směsi 10-20 stupňů před dosažením horní úvratě pístu a končí po 45-65º a u některých spalovacích motorů i později (až o sto stupňů), po píst prošel spodním bodem. Celková doba sání ve 4-taktních motorech může trvat 240-300 stupňů, což zajišťuje dobré plnění válců pracovní směsí.

U dvoudobých motorů trvá doba sání směsi vzduch-palivo při otočení klikového hřídele přibližně o 120-150º a proplachování také trvá méně, takže plnění pracovní směsí a čištění výfukových plynů ve dvoudobém vnitřním spalovacích motorů je vždy horší než u 4taktních pohonných jednotek. Na obrázku níže je schéma časování ventilů dvoudobého motocyklového motoru motoru K-175.

Dvoudobé motory se na autech používají jen zřídka, protože mají nižší účinnost, horší účinnost a špatné čištění výfukových plynů od škodlivých nečistot. Poslední faktor je zvláště relevantní – v souvislosti se zpřísněním ekologických norem je důležité, aby výfukové plyny motoru obsahovaly minimální množství CO.

Dvoutaktní spalovací motory však mají své výhody, zejména dieselové modely:

  • pohonné jednotky jsou kompaktnější a lehčí;
  • jsou levnější;
  • 2-taktní motor zrychluje rychleji.

Mnoho automobilů v 70. a 80. letech minulého století bylo vybaveno převážně karburátorovými motory se systémem zapalování „trubuller“, ale mnoho předních výrobců automobilů již tehdy začalo vybavovat motory elektronickým systémem řízení motoru, ve kterém byly všechny hlavní procesy ovládaný jedním blokem (ECU). Nyní mají téměř všechna moderní auta ECM - elektronický systém se používá nejen v benzínu, ale také v dieselových ICE.

V moderní elektronice existují různé senzory, které řídí činnost motoru a posílají do jednotky signály o stavu pohonné jednotky. Na základě všech údajů ze snímačů ECU rozhodne, jaké množství paliva je třeba dodat do válců při určité zátěži (otáčkách), jaké nastavit časování zapalování.

Snímač časování ventilů má jiný název - snímač polohy vačkového hřídele (DPRV), určuje polohu časování vzhledem ke klikovému hřídeli. Záleží na jeho údajích, v jakém poměru bude palivo přiváděno do válců, v závislosti na počtu otáček a načasování zapalování. Pokud DPRV nefunguje, znamená to, že fáze časování nejsou řízeny a ECU „neví“, v jakém pořadí je nutné dodávat palivo do válců. V důsledku toho se zvyšuje spotřeba paliva, protože benzín (nafta) je současně dodáván do všech válců, motor běží náhodně a u některých modelů automobilů se spalovací motor vůbec nespustí.

Regulátor časování ventilů

Počátkem 90. let 20. století se začaly vyrábět první motory s automatickou změnou rozvodů, zde už to ale nebyl snímač, který řídil polohu klikového hřídele, ale přímo se posouvaly samotné fáze. Princip fungování takového systému je následující:

  • vačkový hřídel je spojen s hydraulickou spojkou;
  • také s touto spojkou má spojení a rozvodové kolo;
  • při volnoběhu a nízkých otáčkách je vačkový hřídel s vačkovým hřídelem upevněn ve standardní poloze, jak byl nainstalován podle značek;
  • se zvýšením rychlosti pod vlivem hydrauliky spojka otáčí vačkovým hřídelem vzhledem k řetězovému kolu (vačkovému hřídeli) a fáze časování se posouvají - vačky vačkového hřídele otevírají ventily dříve.

Jeden z prvních takových vývojů (VANOS) byl aplikován na motory BMW M50, první motory s proměnným časováním ventilů se objevily v roce 1992. Nutno podotknout, že nejprve byl VANOS instalován pouze na sací vačkový hřídel (motory M50 mají dvouhřídelový rozvodový systém) a od roku 1996 se začal používat systém Double VANOS, se kterým byla poloha výfuku a sání r / šachty již byla regulována.

Jaká je výhoda regulátoru rozvodového řemene? Při volnoběhu se překrývání časování ventilů prakticky nevyžaduje a v tomto případě dokonce poškozuje motor, protože při posunutí vačkových hřídelů mohou výfukové plyny vstupovat do sacího potrubí a část paliva vstoupí do výfukového systému bez úplně vyhořet. Když ale motor běží na maximální výkon, měly by být fáze co nejširší a čím vyšší otáčky, tím větší překrytí ventilů je potřeba. Spojka změny rozvodu umožňuje efektivní plnění válců pracovní směsí, což znamená zvýšení účinnosti motoru a zvýšení jeho výkonu. Přitom při volnoběhu jsou r / hřídele se spojkou v původním stavu a spalování směsi je v plném rozsahu. Ukazuje se, že fázový regulátor zvyšuje dynamiku a výkon spalovacího motoru, zatímco palivo je spotřebováno docela ekonomicky.

Systém variabilního časování ventilů (CVG) zajišťuje nižší spotřebu paliva, snižuje hladinu CO ve výfukových plynech a umožňuje efektivnější využití výkonu spalovacího motoru. Různé globální automobilky vyvinuly svůj vlastní SIFG, který nejen mění polohu vačkových hřídelů, ale používá se také úroveň zdvihu ventilů v hlavě válců. Například Nissan používá systém CVTCS, který je řízen variabilním časováním ventilů (elektromagnetický ventil). Při volnoběhu je tento ventil otevřený a nevytváří tlak, takže vačkové hřídele jsou v původním stavu. Otevírací ventil zvyšuje tlak v systému a čím je vyšší, tím větší je úhel posunutí vačkových hřídelů.

Je třeba poznamenat, že SIFG se používají hlavně u motorů se dvěma vačkovými hřídeli, kde jsou ve válcích instalovány 4 ventily - 2 sací a 2 výfukové.

Zařízení pro nastavení časování ventilů

Aby motor fungoval bez přerušení, je důležité správně nastavit časovací fáze, namontovat vačkové hřídele do požadované polohy vzhledem ke klikovému hřídeli. U všech motorů jsou hřídele nastaveny podle značek a hodně záleží na přesnosti instalace. Pokud jsou hřídele nesprávně nastaveny, vznikají různé problémy:

  • motor je při volnoběhu nestabilní;
  • ICE nevyvíjí energii;
  • jsou výstřely v tlumiči a praskání v sacím potrubí.

Pokud jsou značky zaměněny o několik zubů, je možné, že se ventily mohou ohnout a motor nenaskočí.

U některých modelů pohonných jednotek byla vyvinuta speciální zařízení pro nastavení časování ventilů. Zejména pro motory řady ZMZ-406/406/409 existuje speciální šablona, ​​pomocí které se měří úhly polohy vačkového hřídele. Šablonu lze použít ke kontrole stávajících úhlů, a pokud nejsou správně nastaveny, je třeba hřídele znovu nainstalovat. Přípravek pro motory 406 je sada skládající se ze tří prvků:

  • dva goniometry (pro pravou a levou hřídel se liší);
  • úhloměr.

Když je klikový hřídel nastaven na TDC 1. válce, vačky vačkového hřídele by měly vyčnívat nad horní rovinu hlavy válců pod úhlem 19-20º s chybou ± 2,4°, navíc vačka sacího válce by měla být o něco výše než vačka vačkového hřídele výfuku.

Existují také speciální nástroje pro instalaci vačkových hřídelů na motory BMW M56 / M54 / M52. Instalační sada pro fáze rozvodu plynu spalovacího motoru BVM obsahuje:

Poruchy systému variabilního časování ventilů

Časování ventilů lze měnit různými způsoby a v poslední době je nejčastější otáčení p / hřídelí, i když se často používá metoda změny zdvihu ventilů, použití vačkových hřídelů s upravenými vačkami. Pravidelně dochází k různým poruchám v mechanismu distribuce plynu, kvůli kterým motor začne pracovat přerušovaně, „tupí“, v některých případech se vůbec nespustí. Příčiny problémů mohou být různé:

  • vadný solenoidový ventil;
  • spojka pro změnu fáze je ucpaná nečistotami;
  • rozvodový řetěz je natažený;
  • napínák řetězu vadný.

Často v případě poruch v tomto systému:

  • otáčky naprázdno se snižují, v některých případech se zastaví spalovací motor;
  • spotřeba paliva se výrazně zvyšuje;
  • motor nevyvíjí rychlost, auto někdy nezrychlí ani na 100 km / h;
  • motor špatně startuje, musí se několikrát projet startérem;
  • ze spojky SIFG je slyšet cvrlikání.

Podle všeho je hlavní příčinou problémů s motorem porucha SIFG ventilu, obvykle počítačová diagnostika odhalí chybu v tomto zařízení. Je třeba poznamenat, že diagnostická kontrolka Check Engine se ne vždy rozsvítí, takže je obtížné pochopit, že v elektronice dochází k poruchám.

Problémy s časováním často vznikají kvůli hydraulickému zanášení - špatný olej s abrazivními částicemi ucpává kanály ve spojce a mechanismus se zasekává v jedné z poloh. Pokud se spojka „zaklínuje“ ve výchozí poloze, spalovací motor tiše pracuje na volnoběh, ale vůbec nevyvíjí otáčky. V případě, že mechanismus zůstane v poloze maximálního překrytí ventilů, nemusí se motor dobře nastartovat.

Bohužel SIFG není instalován na motorech ruské výroby, ale mnoho motoristů ladí spalovací motory a snaží se zlepšit výkon pohonné jednotky. Klasickou verzí modernizace motoru je instalace „sportovního“ vačkového hřídele, ve kterém jsou vačky posunuty, jejich profil je změněn.

Tento r / hřídel má své výhody:

  • motor se stává točivým momentem, jasně reaguje na sešlápnutí plynového pedálu;
  • jsou vylepšeny dynamické vlastnosti vozu, auto doslova zvrací pod sebou.

Ale v takovém ladění existují také nevýhody:

  • otáčky naprázdno se stanou nestabilními, musíte je nastavit v rozmezí 1100-1200 ot./min;
  • spotřeba paliva se zvyšuje;
  • seřízení ventilů je poměrně náročné, spalovací motor vyžaduje pečlivé seřízení.

Poměrně často jsou laděny motory VAZ modelů 21213, 21214, 2106. Problémem motorů VAZ s řetězovým pohonem je vzhled „dieselového“ hluku a často se vyskytuje v důsledku selhání napínače. Modernizace spalovacího motoru VAZ spočívá v instalaci automatického napínače namísto standardního továrního.

Na modelech motoru VAZ-2101-07 a 21213-21214 je často instalován jednořadý řetěz: motor s ním běží tišeji a řetěz se opotřebovává méně - jeho průměrná životnost je 150 tisíc km.

Takže, co to je a proč je to potřeba. Nebudu popisovat základy fungování 2T motorů, protože je každý zná, ale ne každý chápe, co jsou fáze distribuce plynu a proč jsou přesně takové a ne jiné.
Časování ventilů je časový úsek, během kterého se okna ve válci otevírají a zavírají, když se píst pohybuje nahoru a dolů. Jsou uvažovány ve stupních rotace kolen hřídele motoru. Například výfuková fáze o 180 stupních znamená, že se výfukový otvor začne otevírat, bude otevřený a poté se zavírá při polovině otáčky (180 z 360) klikového hřídele motoru. Je třeba také říci, že okna se otevírají při pohybu pístu dolů. A otevřít na maximum ve spodní úvrati (BDC). Poté, když se píst pohybuje nahoru, zavřou se. Díky této konstrukční vlastnosti 2T motorů je časování ventilů symetrické vzhledem k mrtvým bodům.

Aby byl obraz procesu distribuce plynu úplný, je třeba říci také o ploše oken. Fáze, jak jsem již psal, je doba, po kterou se okna otevírají a zavírají, ale neméně důležitou roli hraje plocha okna. Přeci jen při stejné době otevření okna projde směs (proplach) více oknem, které je plošně větší a naopak. Totéž platí pro výfuk, výfukových plynů bude z válce odcházet více, pokud je plocha okna větší.
Obecný pojem, který charakterizuje celý proces proudění plynů okny, se nazývá časový úsek.
A čím je větší, tím je výkon motoru vyšší a naopak. To je důvod, proč vidíme tak obrovské průřezové čištění, sací a výfukové kanály, stejně jako vysoké časování ventilů na moderních vysoce výkonných 2T motorech.

Vidíme tedy, že funkce distribuce plynu jsou vykonávány okny válce a pístem, který je otevírá a zavírá. Z tohoto důvodu se však ztrácí čas, během kterého by píst vykonával užitečnou práci. Ve skutečnosti se výkon motoru tvoří pouze před otevřením výfukového otvoru a při dalším pohybu pístu směrem dolů nevzniká žádný nebo jen velmi malý kroutící moment. Obecně platí, že objem motoru 2T na rozdíl od 4T není plně využit. Prvořadým úkolem konstruktérů je proto zvýšení času – průřezu při minimálních fázích. To poskytuje lepší křivky točivého momentu a hospodárnosti než stejný časový úsek, ale vyšší fáze.
Ale protože průměr válce je omezený a šířka oken je také omezena, aby bylo dosaženo vysoké úrovně síly motoru, je nutné zvýšit časování ventilů.
Mnoho lidí, kteří chtějí dosáhnout větší síly, začne zvětšovat okna ve válci, buď náhodně, nebo na něčí radu, nebo mají někde odečtenou radu, ale ve skutečnosti nechápou, co nakonec dostanou a zda dělají to správně. Nebo možná potřebují něco jiného?
Řekněme, že máme nějaký motor a chceme z něj dostat víc. Co uděláme s fázemi? První, co mnohé napadne, je vypilování výfukových okének, nebo zvednutí válce s těsněním a vypilování sání nebo vyříznutí pístu ze strany sání. Ano, tímto způsobem dosáhneme nárůstu fází a v důsledku času i průřezu, ale za jakou cenu. Zkrátili jsme dobu, po kterou bude píst vykonávat užitečnou práci. Proč se výkon obecně zvyšuje s nárůstem fází a neklesá? Času přibývá - říkáte průřez, ano je. Nezapomeňte ale, že se jedná o 2T motor a v něm je celý princip fungování založen na rezonančních tlakových a výtlačných vlnách. A z velké části zde hraje prim výfukový systém. Je to ona, kdo vytváří podtlak ve válci na začátku výfuku, odvádí výfukové plyny a následně také nasává směs z čistících kanálů, čímž prodlužuje dobu čištění. Také tankuje směs, která vytekla z válce, zpět do válce. V důsledku toho máme nárůst výkonu s rostoucími fázemi. Nesmíme ale také zapomínat na to, že výfukový systém je nastaven na určité otáčky, za které se směs, která vytekla z válce, nevrací a díky vysokým fázím se snižuje užitečný zdvih pístu. Dochází tedy k výpadku proudu a nadměrné spotřebě paliva při nerezonančních frekvencích motoru.
Je tedy možné získat stejný výkon a snížit pokles a spotřebu paliva? Ano, pokud dosáhnete stejného času - průřezů bez zvýšení časování ventilů!
Co to ale znamená v praxi? Zvětšení šířky oken a průřezu kanálů je omezeno tloušťkou stěn kanálů a mezními hodnotami šířky oken v důsledku činnosti kroužků. Dokud je ale rezerva, musí se využít a teprve pak by se měly fáze zvyšovat.
Pokud tedy sami opravdu nevíte, co chcete, a jak mnozí říkají, chci sílu, ale také proto, aby dna nezmizely, zvyšte šířku pásma kanálů a oken bez zvýšení fází. Pokud vám to nestačí, zvyšujte fáze postupně. Například bude optimální pro 10 stupňů výfuku, pro 5 stupňů proplachu.
Chtěl bych trochu ustoupit a říci samostatně o fázi příjmu. Zde jsme měli velké štěstí, když lidé přišli se zpětným talířovým ventilem, u obyčejných lidí s jazýčkovým ventilem (LK). Jeho výhodou je, že automaticky mění fázi příjmu a oblast příjmu. Mění tedy časový úsek sání podle potřeb motoru v daném okamžiku. Hlavní věcí je zpočátku správně vybrat a nainstalovat. Plocha ventilu by měla být 1,3x větší než plocha průřezu karburátoru, aby netvořil zbytečný odpor proudění směsi.

Samotná sací okna by měla být ještě větší a sací fáze by měla být co největší, aby LC začal pracovat co nejdříve. Ideálně od samého začátku pohybu pístu směrem nahoru.
Příkladem, jak dosáhnout fáze maximálního příjmu, mohou být následující fotografie úprav sání (nikoli Java, ale podstata toho se nemění):

Toto je jedna z nejlepších možností pro dokončení příjmu. Vstup je zde ve skutečnosti kombinovanou verzí vstupu do válce a vstupu do klikové skříně (vstupní kanál je neustále spojen s klikovou komorou, CSC). Také zvyšuje životnost NGSH díky lepšímu foukání čerstvou směsí.

Pro vytvoření tohoto kanálu spojujícího vstupní kanál s klikovou skříní je zvoleno maximální možné množství kovu, který je umístěn na vstupní straně v blízkosti objímky.

V samotném rukávu jsou pod hlavními vytvořeny další okna.

V plášti válce je kov vybrán také v blízkosti rukávu.
Správně nainstalovaný LC vám umožní jednou provždy vyřešit problém s výběrem sací fáze.
Kdo se přesto rozhodl dosáhnout většího výkonu a ví, na co míří, je připraven obětovat nižší třídy kvůli výbušnému pickupu na vrcholu, může bezpečně zvýšit fáze distribuce plynu. Nejlepším řešením by bylo využít v této věci zkušenosti někoho jiného.
Například v zahraniční literatuře jsou uvedena tato doporučení:

Vyloučil bych možnost Road race, protože fáze jsou velmi extrémní, určené pro závody na okruhu a nejsou praktické při jízdě na běžných silnicích. Ano a s největší pravděpodobností určeno pro výkonový ventil, který snižuje výfukovou fázi v nízkých a středních otáčkách na přijatelnou úroveň. V žádném případě se nevyplatí dělat fázi uvolnění více než 190 stupňů. Nejlepší možností, jako pro mě, je 175-185 stupňů.

Ohledně čištění ... zde je vše víceméně indikováno optimálně. Jak však pochopit, jak moc se váš motor bude otáčet? Můžete hledat zlepšení lidí a zjišťovat to od nich, nebo si můžete vzít jen průměrná čísla. Je kolem 120-130 stupňů. Optimální 125 stupňů. Vyšší čísla znamenají menší objem motoru.
A přesto je s nárůstem očistných fází nutné zvýšit i jeho tlak, tzn. komprese klikové skříně. Chcete-li to provést, musíte minimalizovat objem klikové komory odstraněním zbytečných dutin. Například pro začátek ucpáním vyvažovacích otvorů v klikovém hřídeli. Zátky by měly být vyrobeny z co nejlehčího materiálu, aby neovlivňovaly vyvážení HF. Obvykle se vyřezávají z vinných korků (korkové dřevo) a zarážejí se do vyvažovacích otvorů, načež jsou na obou stranách potaženy epoxidem.

Ohledně příjmu jsem psal výše, že je lepší dát LC a nelámat si mozky s výběrem fáze.

Řekněme tedy, že jste se rozhodli, jak svůj motor vylepšíte, jaké bude mít časování ventilů. Jaký je nyní nejjednodušší způsob, jak vypočítat, kolik to je v mm.? Velmi jednoduché. Existují matematické vzorce pro určení zdvihu pístu, které lze přizpůsobit našim účelům, což jsem udělal. Jakmile jsem zadal vzorce do programu Excel a dostal jsem program pro výpočet fází distribuce plynu proplachování a výfuku ( odkaz ke stažení na konci článku).
Stačí znát délku ojnice (Java 140mm, IZH Jupiter, sunrise, Minsk 125mm, IZH ps 150mm. Pokud budete chtít, na internetu najdete délku téměř jakékoliv ojnice) a zdvih pístu.
Program je vyroben tak, že určuje vzdálenost od horního okraje okénka k okraji objímky. Proč ano, a neříkat jen výšku okna? Protože toto je nejpřesnější definice fází. Horní úvrať korunka pístu MUSÍ být ve stejné úrovni s okrajem objímky kvůli smáčknutí (vlastnosti tvaru spalovací komory pro provoz bez klepání), a pokud náhle nebude ve stejné úrovni, budete muset válec seřídit výška (například výběrem tloušťky těsnění pod válcem). Ale v dolní úvrati není spodek pístu zpravidla na stejné úrovni s okraji oken, ale o něco výše, tzn. Píst zcela neotevírá okna! S takovými konstrukčními prvky se nedá nic dělat. To ale znamená, že okna nefungují na plnou výšku, a proto z nich nelze určit fáze!

Motory běží na benzín, plyn, líh nebo naftu - ve 2- nebo 4-taktním cyklu. A v každém případě je jejich charakter velmi závislý na tom, čemu se říká časování ventilů. S čím tedy jedí? Proč potřebujete upravit fáze? Pojďme se podívat.

Výměna plynu

Hodně z našeho života závisí na tom, jak dýcháme. Ano, a život sám; ve světě a.v.s. o tom samém. Vezměme 1,5-litrový 16-ventil VAZ; chcete, aby táhlo na V při 600 min -1? Pro zábavu. Otázka volby časování ventilů: profil vaček vačkového hřídele sacích volme tak, aby sání začínalo asi na 24° (podle úhlu natočení klikového hřídele) za horní úvratí. Vačky uděláme tak „tupé“, aby se ventily zvedly jen o 3 mm a vstup končil někde na 6° po N.M.T.

Začátek vypouštění je nastavitelný po 12° BC a výfukové ventily jsou uzavřeny i jen u BT; jejich vzestup necháme „podle státu“. Stupně a milimetry zdvihu ventilu jsou právě tyto fáze: dříve, později.

Schéma rozvodového kruhu čtyřdobého motoru

Experimentálně zkontrolujte: při správném nastavení zapalování a vstřikování paliva ukáže upravená „čtyřka“ největší 75-80 Nm – někde při 6 stovkách otáček! Maximální výkon - 10-12 hp při 1500 min-1; nesuď. Motor však bude ve skutečnosti tahat úplně „zdola“ – jako (malý) parní stroj. Jediná škoda je, že nevyvíjí ani rychlost, ani sílu.

Kompletní schéma sání (výfuku): milimetry zdvihu ventilu podle úhlu kliky

Nelíbí se mi to ... Pojďme z druhého konce: profil vačky je takový, že sání začíná na 90 ° BTDC a končí na 108 ° AFB; stoupání - až 14 mm. Existuje rozdíl? A také uvolnění: začátek na 102° BC, konec na 96° po BT. Jak říkají odborníci, překrytí výfuku a sání je 186 °, pokud jde o úhel natočení klikového hřídele! a co? Viz: se správným nastavením zapalování a vstřikování [Také s příliš velkými hlavami ventilů, vyvrtanými a leštěnými sacími a výfukovými otvory…] váš 1,5litrový VAZ vydá něco jako 185 Nm točivého momentu - pod ... 11 tisíc otáček! A při 13500 min -1 vyvine asi 330 koní. - bez jakéhokoli posílení. Samozřejmě, pokud to rozvody a klikový mechanismus přežijí (stěží). Asi před 40 lety dobrý třílitrový motor Formule 1 ukázal takovou sílu ... Pravda, pod 6000 min -1 bude nucený VAZ úplně mrtvý [Volnoběžné otáčky budou muset být nastaveny někde na 3500 min -1 ...]; jeho provozní rozsah je 9-14 tisíc otáček.

Naopak „nahoře“: široké časování ventilů umožní 100% mobilizovat rezonanci toků plynu na vstupu a výstupu, jak se říká, akustické posílení. Při správné volbě délek a úseků (jednotlivých) vstupních a výstupních potrubí dosáhne plnicí poměr válců úrovně 1,25-1,35 v pásmu 11 tisíc otáček; získat požadovaných 185 Nm.

Toto je časování ventilů: nastavují výměnu plynu A.V.S. - vstup-výstup. A výměna plynu určuje vše ostatní: tok točivého momentu, otáčky motoru, jeho maximální výkon, elasticitu... Pár příkladů ukazuje, jak moc se mění charakter stejného motoru v závislosti na fázích. Okamžitě vyvstává myšlenka: fáze distribuce plynu je třeba upravit - přímo na cestách. A pak pod kapotou vašeho auta nebude jediný motor – pro všechny příležitosti, ale mnoho různých!

Jak učil nejlepší přítel motoristů, „kádry rozhodují o všem“. Abychom parafrázovali slavný výraz, předpokládáme, že o všem rozhodují fáze (distribuce plynu). Generalissimus věděl, jak regulovat personální záležitosti, a konstruktéři motorů se vždy snažili kontrolovat fáze.

rotace fáze

Snadno se řekne, ale těžko udělá; u 4-taktního motoru je časování ventilů nastaveno profilem vaček (z vysokopevnostní kalené oceli). Změnit to za pochodu není snadný úkol. Něco se však dá udělat i se stejným profilem, například posunout vačkový hřídel podél úhlu natočení klikového hřídele. Sem a tam; to znamená, že trvání vstupu zůstává nezměněno (ve 2. příkladu - 378 °), ale začíná i končí dříve. Předpokládejme, že sací ventily jsou nyní otevřené o 120° BTDC. a zavřít na 78° n.m. Takříkajíc na "dříve-dříve". Nebo naopak - na "později": příjem začíná na 78 ° před horní mrtvou hmotností. a končí na 120° po n.m.t.

Nezměněný diagram sání přesuneme na „později“: rotace fáze

Toto řešení (pro sání) poprvé použila ALFA Romeo na dvoulitrovém 8ventilovém „čtyři“ Twin spark [Je zřejmé, že fázování platí, když jsou sací a výfukové ventily poháněny 2 samostatnými vačkovými hřídeli; v polovině 80. let byl Twin spark jedním z mála designů DOHC. A od té doby se rozšířily 2 hřídele v hlavě válců - právě kvůli rotaci fáze.]- v roce 1985. Říká se tomu fázová rotace a používá se (na vstupu a/nebo výstupu) poměrně široce. A co to dává? Nic moc, ale pořád lepší než nic. Takže při studeném startu motoru s katalyzátorem se vačkový hřídel výfuku otočí před křivku. Uvolňování začíná brzy a výfukové plyny se zvýšenou teplotou jdou do konvertoru; rychleji se zahřívá. Do ovzduší se dostává méně škodlivých látek.

Nebo jedete rovnoměrně rychlostí 90 km/h, z motoru je vyžadováno pouze 10 % jeho maximálního výkonu. To znamená, že škrticí klapka je silně zakryta; zvýšené ztráty čerpáním, nadměrná spotřeba paliva. A pokud silně posunete sací vačkový hřídel na „později“, pak se část (řekněme 1/3) směsi vzduch-palivo vymrští během komprese zpět do sacího potrubí [Neboj se, ona nikam nejde. Takzvaný "5-taktní" cyklus.]. a výkon motoru se sníží (na úroveň požadovanou jízdními podmínkami) bez nadměrného škrcení sání. To znamená, že i když je škrticí klapka uzavřena, ale ne tolik, ztráty při čerpání jsou mnohem menší. Úspora benzínu - a ještě něco; nestojí to za to?

VTEC

Možnosti fázové rotace jsou omezeny tím, že, jak se říká, „ocas je vytažen – nos je zaseknutý“. Když zmenšíte předstih otevření ventilu, prodlouží se zpoždění zavírání přesně o stejnou hodnotu.

Čas od času to není o nic jednodušší. Nyní, pokud nějak změníte dobu trvání sání-výfuk... Řekněme, že ve 2. příkladu ji v případě potřeby snižte z 378 na 225 °. Motor bude moci normálně pracovat i „na spodcích“ – bez ztráty výkonu „na svršcích“.

Sny se stávají skutečností: od představení dvoujiskry s fázovou rotací uplynuly 4 roky a Honda Motor ukázala 1,6litrový 16ventilový B16A s revolučním VTEC. Motor byl vybaven – poprvé v historii – 2-režimovým ventilovým mechanismem (na vstupu a výstupu); proces začal. Někdy však musíte slyšet: jen pomyslete, VTEC - pouze 2 režimy. A v motoru mé Corolly jsou fáze regulovány plynule - kontinuita režimů. No, ano, - pokud nevidíte dva velké rozdíly ...

Klasický mechanismus Honda VTEC: 3 vačky na pár ventilů. Centrální vačka je „široká“, 2 boční vačky (pro symetrii) jsou „úzké“. Blokování vahadel pístem dává široké sací (výfukové) fáze

V naší slunné zemi je z nějakého důvodu zvykem mučit lidi dvakrát do roka hodinovým pohybem rukou – na jaře „dříve-dříve“ a na podzim „později“. Bůh jim soudce, to je o něčem jiném. Je technicky snadné přepínat šipky nejen na hodinu každých šest měsíců, ale dokonce na minutu každý den. Abych tak řekl, bezestupně. Fázová rotace je jako pohyb hodin – a efekt je přibližně stejný.

Zkoušel jsi změnit denní hodiny? Ať ne plynule, jen dva režimy, řekněme, 9 hodin a 12? Inženýři Hondy tedy našli řešení této třídy problému; cítit rozdíl. Předpokládejme, že v „dolním“ režimu je trvání sání 186 ° (podle úhlu natočení klikového hřídele) a v „horním“ režimu - 252 °. Radikální změna podmínek výměny plynů: pod kapotou, jak to bylo, dva nestejné motory. Jedna je elastická a má vysoký točivý moment na „spodních částech“, druhá je „ostrá“, torzní a silná na „vrších“; Před 25 lety to bylo nemyslitelné. A mimochodem, přidání fáze rotace do VTEC nic nestojí, což Honda udělala v designu i-VTEC. Vzhledem k tomu, že naopak - dát VTEC rotaci fází - nebude fungovat; proprietární mechanismus není tak jednoduchý a podléhá patentům.

Dva nestejné diagramy sání pro stejný motor

Poznámka: VTEC vám umožňuje měnit vzor sání (a výfuku)! Nejen, že jej přesunete na „dříve-dříve“ nebo „později-později“, ale změňte profil. Kvalitativní pokrok proti banální rotaci fází - ačkoli existují pouze 2 režimy (v pozdějších verzích - až 3). Honda má spoustu napodobitelů a následovníků: Mitsubishi MIVEC, Porsche VarioCam Plus, Toyota VVTL-i. Ve všech případech se používají vačky nestejného profilu s blokováním pohonu ventilu; představte si, že to funguje.

Valvetronic

No a v roce 2002 odhalili bavorští konstruktéři slavné rozvody Valvetronic. A pokud je VTEC „montana“, pak je Valvetronic „plný ...“. Mechanismus je v masovém provozu již 5 let, ale autoři stále nepochopili jeho význam a princip fungování. Ano, novináři, pokud tisková služba BMW... Podívejte se a uvidíte: ve značkových tiskových zprávách je Valvetronic interpretován jako mechanismus pro změnu zdvihu ventilů! Co když se nad tím zamyslíš? Není nic jednoduššího než upravit zdvih – o nic obtížnější než fázové otáčení. Valvetronic je však sofistikované zařízení; pravděpodobně je toho víc.

Plynule variabilní vzor sání (změna šířky základny): bavorský Valvetronic. Vezměte prosím na vědomí: schéma mechanismu je zobrazeno nesprávně - nebude fungovat. Firemní tiskový servis… max = 9,5 mm; min = 0,2 mm

Promluvme si o neobvyklém mechanismu samostatně. Mezitím přiznáváme, že bavorské motory Valvetronic byly první Ottové motory, jejichž výkon je regulován bez škrcení sání! Stejně jako diesely. Při konstrukci zážehového motoru se obejdou bez nejzhoubnější části; srovnatelné s vynálezem karburátoru. Nebo magneto. V roce 2002 se svět změnil, aniž by si toho někdo všiml...

elektromagnety

Smekám klobouk před inženýry BMW, a přesto je Valvetronic jen epizodou ve vývoji motoru Otto. Mezilehlé řešení je v očekávání radikálního řešení. A už je to na prahu: bezvačkové časování s elektromagnetickým pohonem ventilů. Žádné vačkové hřídele s jejich pohonem, tlačníky, vahadla, hydraulické kompenzátory mezer atd. Pouze dřík ventilu vstupuje do silného elektromagnetu [Při síle na osu ventilu až 80-100 kg! Jinak ventily nedrží krok se svými fázemi. A není snadné poskytnout takové úsilí v kompaktním mechanismu, což je hlavní potíž při vytváření e-magnetického časování.], napětí, které je dodáváno pod kontrolou CPU. To je vše: při každé otáčkě klikového hřídele CPU řídí okamžiky začátku otevírání a zavírání ventilů - a výšku jejich stoupání. Neexistují žádné vačky s jejich nezměněným profilem, neexistují jednou provždy nastavené časování ventilů.

Elektromagnetický ventilový rozvod (Valeo): nekonečné možnosti 1 - podložky; 2 – elektromagnet; 3 - deska; 4 - ventil; 5 - pružiny; 6 - komprese; 7 - protahování

Diagram sání a výfuku je volně nastavitelný a v širokých mezích (omezených pouze fyzikou procesů). Samostatně pro každý z válců a od cyklu k cyklu - jako okamžik vstřiku a množství dodávaného paliva. Nebo zapalování. V podstatě se Otto motor stane sám sebou – poprvé v historii. A nenechá žádnou šanci dieselu. Jak se počítače ocitly s příchodem mikro „čipů“ a kapesní kalkulačky okamžitě nahradily elektromechanické sčítačky. Zatímco na konci 40. let byly počítače stavěny na elektronkách a elektromagnetických relé; vezměte v úvahu, že zážehové motory jsou stále v této fázi. Možná Valvetronic...

Kvalita spalovacího motoru automobilu závisí na mnoha faktorech, jako je výkon, účinnost, objem válců.

V motoru mají velký význam fáze distribuce plynu a na tom, jak se ventily překrývají, závisí účinnost spalovacího motoru, jeho odezva na plyn a stabilita chodu naprázdno.
U standardních jednoduchých motorů není zajištěna změna časování a takové motory nejsou příliš účinné. Ale v poslední době stále častěji na vozech předních společností, jako jsou Honda, Mercedes, Toyota, Audi, pohonné jednotky se schopností měnit zdvih vačkových hřídelů s tím, jak se stále častěji mění počet otáček spalovacího motoru.

Schéma časování ventilů dvoudobého motoru

Dvoudobý motor se od čtyřdobého liší tím, že pracovní cyklus probíhá jednou otáčkou klikového hřídele, zatímco u 4dobého spalovacího motoru dvěma otáčkami. Fáze distribuce plynu ve spalovacím motoru jsou určeny délkou otevření ventilů - výfukových a sacích, úhel překrytí ventilů je indikován ve stupních polohy do / in.

U čtyřdobých motorů nastává cyklus plnění pracovní směsi 10-20 stupňů před dosažením horní úvratě pístu a končí po 45-65º a u některých spalovacích motorů i později (až o sto stupňů), po píst prošel spodním bodem. Celková doba sání ve 4-taktních motorech může trvat 240-300 stupňů, což zajišťuje dobré plnění válců pracovní směsí.

U dvoudobých motorů trvá doba sání směsi vzduch-palivo při otočení klikového hřídele přibližně o 120-150º a proplachování také trvá méně, takže plnění pracovní směsí a čištění výfukových plynů ve dvoudobém vnitřním spalovacích motorů je vždy horší než u 4taktních pohonných jednotek. Na obrázku níže je schéma časování ventilů dvoudobého motocyklového motoru motoru K-175.

Dvoudobé motory se na autech používají jen zřídka, protože mají nižší účinnost, horší účinnost a špatné čištění výfukových plynů od škodlivých nečistot. Poslední faktor je zvláště relevantní – v souvislosti se zpřísněním ekologických norem je důležité, aby výfukové plyny motoru obsahovaly minimální množství CO.

Dvoutaktní spalovací motory však mají své výhody, zejména dieselové modely:

  • pohonné jednotky jsou kompaktnější a lehčí;
  • jsou levnější;
  • 2-taktní motor zrychluje rychleji.

Mnoho automobilů v 70. a 80. letech minulého století bylo vybaveno převážně karburátorovými motory se systémem zapalování „trubuller“, ale mnoho předních výrobců automobilů již tehdy začalo vybavovat motory elektronickým systémem řízení motoru, ve kterém byly všechny hlavní procesy ovládaný jedním blokem (ECU). Nyní mají téměř všechna moderní auta ECM - elektronický systém se používá nejen v benzínu, ale také v dieselových ICE.

V moderní elektronice existují různé senzory, které řídí činnost motoru a posílají do jednotky signály o stavu pohonné jednotky. Na základě všech údajů ze snímačů ECU rozhodne, jaké množství paliva je třeba dodat do válců při určité zátěži (otáčkách), jaké nastavit časování zapalování.

Snímač časování ventilů má jiný název - snímač polohy vačkového hřídele (DPRV), určuje polohu časování vzhledem ke klikovému hřídeli. Záleží na jeho údajích, v jakém poměru bude palivo přiváděno do válců, v závislosti na počtu otáček a načasování zapalování. Pokud DPRV nefunguje, znamená to, že fáze časování nejsou řízeny a ECU „neví“, v jakém pořadí je nutné dodávat palivo do válců. V důsledku toho se zvyšuje spotřeba paliva, protože benzín (nafta) je současně dodáván do všech válců, motor běží náhodně a u některých modelů automobilů se spalovací motor vůbec nespustí.

Regulátor časování ventilů

Počátkem 90. let 20. století se začaly vyrábět první motory s automatickou změnou rozvodů, zde už to ale nebyl snímač, který řídil polohu klikového hřídele, ale přímo se posouvaly samotné fáze. Princip fungování takového systému je následující:

  • vačkový hřídel je spojen s hydraulickou spojkou;
  • také s touto spojkou má spojení a rozvodové kolo;
  • při volnoběhu a nízkých otáčkách je vačkový hřídel s vačkovým hřídelem upevněn ve standardní poloze, jak byl nainstalován podle značek;
  • se zvýšením rychlosti pod vlivem hydrauliky spojka otáčí vačkovým hřídelem vzhledem k řetězovému kolu (vačkovému hřídeli) a fáze časování se posouvají - vačky vačkového hřídele otevírají ventily dříve.

Jeden z prvních takových vývojů (VANOS) byl aplikován na motory BMW M50, první motory s proměnným časováním ventilů se objevily v roce 1992. Nutno podotknout, že nejprve byl VANOS instalován pouze na sací vačkový hřídel (motory M50 mají dvouhřídelový rozvodový systém) a od roku 1996 se začal používat systém Double VANOS, se kterým byla poloha výfuku a sání r / šachty již byla regulována.

Jaká je výhoda regulátoru rozvodového řemene? Při volnoběhu se překrývání časování ventilů prakticky nevyžaduje a v tomto případě dokonce poškozuje motor, protože při posunutí vačkových hřídelů mohou výfukové plyny vstupovat do sacího potrubí a část paliva vstoupí do výfukového systému bez úplně vyhořet. Když ale motor běží na maximální výkon, měly by být fáze co nejširší a čím vyšší otáčky, tím větší překrytí ventilů je potřeba. Spojka změny rozvodu umožňuje efektivní plnění válců pracovní směsí, což znamená zvýšení účinnosti motoru a zvýšení jeho výkonu. Přitom při volnoběhu jsou r / hřídele se spojkou v původním stavu a spalování směsi je v plném rozsahu. Ukazuje se, že fázový regulátor zvyšuje dynamiku a výkon spalovacího motoru, zatímco palivo je spotřebováno docela ekonomicky.

Systém variabilního časování ventilů (CVG) zajišťuje nižší spotřebu paliva, snižuje hladinu CO ve výfukových plynech a umožňuje efektivnější využití výkonu spalovacího motoru. Různé globální automobilky vyvinuly svůj vlastní SIFG, který nejen mění polohu vačkových hřídelů, ale používá se také úroveň zdvihu ventilů v hlavě válců. Například Nissan používá systém CVTCS, který je řízen variabilním časováním ventilů (elektromagnetický ventil). Při volnoběhu je tento ventil otevřený a nevytváří tlak, takže vačkové hřídele jsou v původním stavu. Otevírací ventil zvyšuje tlak v systému a čím je vyšší, tím větší je úhel posunutí vačkových hřídelů.

Je třeba poznamenat, že SIFG se používají hlavně u motorů se dvěma vačkovými hřídeli, kde jsou ve válcích instalovány 4 ventily - 2 sací a 2 výfukové.

Zařízení pro nastavení časování ventilů

Aby motor fungoval bez přerušení, je důležité správně nastavit časovací fáze, namontovat vačkové hřídele do požadované polohy vzhledem ke klikovému hřídeli. U všech motorů jsou hřídele nastaveny podle značek a hodně záleží na přesnosti instalace. Pokud jsou hřídele nesprávně nastaveny, vznikají různé problémy:

  • motor je při volnoběhu nestabilní;
  • ICE nevyvíjí energii;
  • jsou výstřely v tlumiči a praskání v sacím potrubí.

Pokud jsou značky zaměněny o několik zubů, je možné, že se ventily mohou ohnout a motor nenaskočí.

U některých modelů pohonných jednotek byla vyvinuta speciální zařízení pro nastavení časování ventilů. Zejména pro motory řady ZMZ-406/406/409 existuje speciální šablona, ​​pomocí které se měří úhly polohy vačkového hřídele. Šablonu lze použít ke kontrole stávajících úhlů, a pokud nejsou správně nastaveny, je třeba hřídele znovu nainstalovat. Přípravek pro motory 406 je sada skládající se ze tří prvků:

  • dva goniometry (pro pravou a levou hřídel se liší);
  • úhloměr.

Když je klikový hřídel nastaven na TDC 1. válce, vačky vačkového hřídele by měly vyčnívat nad horní rovinu hlavy válců pod úhlem 19-20º s chybou ± 2,4°, navíc vačka sacího válce by měla být o něco výše než vačka vačkového hřídele výfuku.

Existují také speciální nástroje pro instalaci vačkových hřídelů na motory BMW M56 / M54 / M52. Instalační sada pro fáze rozvodu plynu spalovacího motoru BVM obsahuje:

Poruchy systému variabilního časování ventilů

Časování ventilů lze měnit různými způsoby a v poslední době je nejčastější otáčení p / hřídelí, i když se často používá metoda změny zdvihu ventilů, použití vačkových hřídelů s upravenými vačkami. Pravidelně dochází k různým poruchám v mechanismu distribuce plynu, kvůli kterým motor začne pracovat přerušovaně, „tupí“, v některých případech se vůbec nespustí. Příčiny problémů mohou být různé:

  • vadný solenoidový ventil;
  • spojka pro změnu fáze je ucpaná nečistotami;
  • rozvodový řetěz je natažený;
  • napínák řetězu vadný.

Často v případě poruch v tomto systému:

  • otáčky naprázdno se snižují, v některých případech se zastaví spalovací motor;
  • spotřeba paliva se výrazně zvyšuje;
  • motor nevyvíjí rychlost, auto někdy nezrychlí ani na 100 km / h;
  • motor špatně startuje, musí se několikrát projet startérem;
  • ze spojky SIFG je slyšet cvrlikání.

Podle všeho je hlavní příčinou problémů s motorem porucha SIFG ventilu, obvykle počítačová diagnostika odhalí chybu v tomto zařízení. Je třeba poznamenat, že diagnostická kontrolka Check Engine se ne vždy rozsvítí, takže je obtížné pochopit, že v elektronice dochází k poruchám.

Problémy s časováním často vznikají kvůli hydraulickému zanášení - špatný olej s abrazivními částicemi ucpává kanály ve spojce a mechanismus se zasekává v jedné z poloh. Pokud se spojka „zaklínuje“ ve výchozí poloze, spalovací motor tiše pracuje na volnoběh, ale vůbec nevyvíjí otáčky. V případě, že mechanismus zůstane v poloze maximálního překrytí ventilů, nemusí se motor dobře nastartovat.

Bohužel SIFG není instalován na motorech ruské výroby, ale mnoho motoristů ladí spalovací motory a snaží se zlepšit výkon pohonné jednotky. Klasickou verzí modernizace motoru je instalace „sportovního“ vačkového hřídele, ve kterém jsou vačky posunuty, jejich profil je změněn.

Tento r / hřídel má své výhody:

  • motor se stává točivým momentem, jasně reaguje na sešlápnutí plynového pedálu;
  • jsou vylepšeny dynamické vlastnosti vozu, auto doslova zvrací pod sebou.

Ale v takovém ladění existují také nevýhody:

  • otáčky naprázdno se stanou nestabilními, musíte je nastavit v rozmezí 1100-1200 ot./min;
  • spotřeba paliva se zvyšuje;
  • seřízení ventilů je poměrně náročné, spalovací motor vyžaduje pečlivé seřízení.

Poměrně často jsou laděny motory VAZ modelů 21213, 21214, 2106. Problémem motorů VAZ s řetězovým pohonem je vzhled „dieselového“ hluku a často se vyskytuje v důsledku selhání napínače. Modernizace spalovacího motoru VAZ spočívá v instalaci automatického napínače namísto standardního továrního.

Na modelech motoru VAZ-2101-07 a 21213-21214 je často instalován jednořadý řetěz: motor s ním běží tišeji a řetěz se opotřebovává méně - jeho průměrná životnost je 150 tisíc km.

Ti, kteří jsou spjati se závodní automobilovou či motocyklovou technikou, nebo se jednoduše zajímají o design sportovních vozů, dobře znají jméno inženýra Wilhelma Wilhelmoviče Beckmana, autora knih „Racing Cars“ a „Racing Motorcycles“. Nejednou mluvil na stránkách „Za volantem“.

Nedávno vyšlo třetí vydání knihy „Závodní motocykly“ (druhé vyšlo v roce 1969), přepracované a doplněné informacemi o nových konstrukčních řešeních a rozborem trendu dalšího vývoje dvoukolových strojů. Čtenář v knize najde esej o historii vzniku motocyklismu a jeho vlivu na rozvoj motocyklového průmyslu, získá informace o klasifikaci automobilů a soutěžích, seznámí se s konstrukčními prvky motorů, převodovek, podvozků a zapalovací systémy závodních motocyklů, dozvědět se o způsobech, jak je zlepšit.

Mnohé z toho, co je poprvé použito na sportovních autech, pak implementováno na sériová silniční kola. Seznámení s nimi vám proto umožňuje nahlédnout do budoucnosti a představit si motocykl zítřka.

Naprostá většina motocyklových motorů, které se v současnosti ve světě vyrábí, pracuje na dvoudobém cyklu, takže o ně motoristé projevují největší zájem. Čtenářům dáváme do pozornosti úryvek z knihy V. V. Beckmana, věnované jedné z nejdůležitějších otázek ve vývoji dvoudobých motorů. Udělali jsme pouze drobné škrty, přečíslovali čísla a uvedli některé tituly do souladu s těmi, které se používají v časopise.

V současné době dvoudobé závodní motory překonávají své čtyřtaktní soupeře ve třídách 50 až 250 ccm: ve třídách s větším objemem jsou čtyřtaktní motory stále konkurenceschopné. protože vysoké zrychlení dvoudobých motorů těchto tříd je obtížnější a známá nevýhoda dvoudobého procesu se stává patrnější - zvýšená spotřeba paliva, vyžadující zvětšení objemu palivových nádrží a častější zastávky pro tankování.

Prototyp nejmodernějších dvoudobých závodních motorů je konstrukce vyvinutá společností MC (NDR). Práce na zdokonalování dvoudobých motorů prováděné touto firmou poskytly závodním motocyklům třídy 125 a 250 cm3 MC vysoké dynamické vlastnosti a jejich konstrukci do té či oné míry kopírovalo mnoho firem v jiných zemích svět.

Závodní motory MC (obr. 1) mají jednoduchou konstrukci a jsou konstrukčně i vzhledově podobné běžným dvoudobým motorům.

A - celkový pohled; b - umístění rozvodů plynu

Za 13 let vzrostl výkon závodního motoru MC 125 cm3 z 8 na 30 koní. S.; již v roce 1962 bylo dosaženo litrové kapacity 200 litrů. s./l. Jedním z podstatných prvků motoru je kotoučový rotační ventil navržený D. Zimmermanem. Umožňuje vám získat asymetrické fáze sání a výhodný tvar sacího traktu: díky tomu se zvyšuje poměr plnění klikové skříně. Kotoučová cívka je vyrobena z tenkého (asi 0,5 mm) plechu pružinové oceli. Optimální tloušťka disku byla zjištěna empiricky. Kotoučová cívka funguje jako membránový ventil a při stlačování hořlavé směsi v klikové skříni tlačí na vstupní otvor. Se zvětšenou nebo zmenšenou tloušťkou cívky je pozorováno zrychlené opotřebení kotouče. Příliš tenký kotouč se ohýbá směrem k sacímu otvoru, což má za následek zvýšení třecí síly mezi kotoučem a víkem klikové skříně; zvýšená tloušťka kotouče také vede ke zvýšeným ztrátám třením. V důsledku jemného doladění konstrukce byla zvýšena životnost kotoučové cívky ze 3 na 2000 hodin.

Kotoučová cívka nepřidává příliš na složitosti konstrukci motoru. Cívka je na hřídeli namontována pomocí posuvného pera nebo drážkového spojení tak, aby kotouč mohl zaujmout volnou polohu a nemohl být skřípnut v úzkém prostoru mezi stěnou klikové skříně a krytem.

Ve srovnání s klasickým systémem ovládání sacího otvoru spodní hranou pístu umožňuje cívka dřívější otevření sacího otvoru a dlouhodobé udržení otevřeného otvoru, což přispívá ke zvýšení výkonu ve vysokých i středních otáčkách. U konvenčního zařízení pro distribuci plynu je brzké otevření sacího okna nevyhnutelně spojeno s velkým zpožděním v jeho uzavření: to je užitečné pro dosažení maximálního výkonu, ale je spojeno s reverzní emisí hořlavé směsi ve středních režimech a odpovídajícím zhoršení točivých charakteristik a startovacích vlastností motoru.

U dvouválcových motorů s paralelními válci jsou na koncích klikového hřídele instalovány kotoučové ventily, které s karburátory vyčnívajícími doprava a doleva poskytují velké rozměry přes šířku motoru a zvětšují přední plochu \u200b motocyklu a zhoršuje jeho vnější tvar. K odstranění tohoto nedostatku se někdy používala konstrukce v podobě dvou jednoválcových motorů spojených pod úhlem se společnou klikovou skříní a vzduchovým chlazením (Derby, Java).

Na rozdíl od motoru Java mohou válce dvoumotorů zaujímat svislou polohu: to vyžaduje vodní chlazení, protože zadní válec je zakryt předním válcem. Podle tohoto schématu byl vyroben jeden ze závodních motorů MT 125 cm3.

Tříválcový motor Suzuki (50 cm3, litrový výkon asi 400 k/l) s kotoučovými šoupátky se v podstatě skládal ze tří jednoválcových motorů kombinovaných v jednom bloku s nezávislými klikovými hřídeli: dva válce byly vodorovné. jedna vertikální.

Motory se zlatým sáním byly navrženy i ve čtyřválcových verzích. Typickým příkladem jsou motory Yamaha, vyrobené jako dva dvoupřevodové paralelní válce; jeden pár válců je umístěn vodorovně, druhý - pod úhlem nahoru. Motor o objemu 250 cm3 vyvinul až 75 koní. s. a výkon varianty 125 cm3 dosáhl 44 litrů. S. při 17 800 ot./min.

Podle podobného schématu byl navržen čtyřválcový motor Java (350 cm3, 48x47) se sacími cívkami, což jsou dva dvojité dvouválcové vodou chlazené motory. Vyvine výkon 72 koní. S. při 1300 ot./min. Výkon čtyřválcového motoru Morbidelli třídy 350 cm3 stejného typu je ještě větší - 85 koní. S.

Vzhledem k tomu, že dříky ventilů jsou namontovány na koncích klikové hřídele, je pomocný náhon u víceválcových konstrukcí s tímto systémem sání obvykle přes ozubené kolo na středním čepu mezi oddíly klikové skříně. U kotoučových cívek tohoto typu je zvýšení počtu válců motoru nad čtyři nepraktické, protože další párování dvouválcových motorů by vedlo k velmi těžkopádné konstrukci; i ve čtyřválcové verzi se motor ukazuje na hranici přípustných rozměrů.

V poslední době se u některých závodních motorů Yamaha používají automatické membránové ventily v sacím kanálu mezi karburátorem a válcem (obr. 2, a). Ventil je tenká elastická deska, která se působením podtlaku v klikové skříni ohýbá a uvolňuje průchod pro hořlavou směs. Aby se zabránilo zlomení ventilů, jsou k dispozici omezovače jejich zdvihu. Při středních pracovních cyklech se ventily zavírají dostatečně rychle, aby nedocházelo ke zpětnému spalování, což zlepšuje charakteristiku točivého momentu motoru. Na základě praktických pozorování mohou takové ventily normálně fungovat při otáčkách do 10 000 ot./min. Při vyšších rychlostech je jejich výkon problematický.

: a - schéma zařízení; b - začátek plnění klikové skříně; c - nasávání směsi přes ventily do válce; 1 - omezovač; 2 - membrána; 3 - okénko v pístu

U motorů s membránovými ventily je pro zlepšení plnění vhodné udržovat komunikaci mezi sacím kanálem a prostorem pod pístem nebo čistícím kanálem, když je píst blízko N.M.T. K tomu jsou ve stěně pístu ze vstupní strany upravena příslušná okénka 3 (obr. 2, b). Membránové ventily zajišťují dodatečné nasávání hořlavé směsi, když se ve válcích a klikové skříni během proplachování vytvoří vakuum (obr. 2, c).

Vysoký výkon vyvíjejí i dvoudobé motory, u kterých je proces vstupu hořlavé směsi do klikové skříně řízen pístem jako u naprosté většiny běžných sériově vyráběných motorů. To se týká především motorů o zdvihovém objemu 250 cm3 a více. Příkladem jsou motocykly "Yamaha" a "Harley-Davidson" (250 cm3 - 60 hp;

350 cm3 - 70 l. s.), dále motocykl Suzuki s dvouválcovým motorem třídy 500 cm3 o výkonu 75 koní. s., který získal první místo v závodě T.T. (Tourist Trophy) 1973. Vynucení těchto motorů se provádí stejně jako v případě použití talířových ventilů, pečlivým konstrukčním studiem orgánů rozvodu plynu a na základě studia vzájemného vlivu sacího a výfukového traktu.

Dvoudobé motory bez ohledu na systém regulace sání mají usměrněný sací trakt, který směřuje do podpístového prostoru, kam vstupuje hořlavá směs; vzhledem k ose válce může být vstupní trakt kolmý nebo nakloněný zdola nahoru nebo shora dolů. Tento tvar sacího traktu je příznivý pro využití efektu rezonančního boostu. Proud hořlavé směsi v sacím traktu nepřetržitě pulzuje a dochází v něm k vlnám řídnutí a vysokého tlaku. Úpravou sacího traktu volbou jeho rozměrů (délkové a průtokové sekce) je možné zajistit, že v určitém rozsahu otáček dojde k uzavření sacího okna v okamžiku, kdy do klikové skříně vnikne přetlaková vlna, která zvyšuje faktor plnění a zvyšuje Výkon motoru.

S poměrem plnění klikové skříně větším než jedna by dvoudobý motor musel dodat dvakrát větší výkon než čtyřdobý motor. Reálně k tomu nedochází z důvodu výrazných ztrát čerstvé směsi do výfuku a promíchání náplně, která vstoupila do válce, se zbytkovými plyny z předchozího pracovního cyklu. Nedokonalost pracovního cyklu dvoudobého motoru je dána současným průběhem procesů plnění válce a jeho čištění od zplodin hoření, zatímco u čtyřdobého motoru jsou tyto procesy časově odděleny.

Procesy výměny plynů ve dvoudobém motoru jsou velmi složité a stále obtížně vypočítatelné. Proto se nucení motorů provádí především experimentálním výběrem poměrů a rozměrů konstrukčních prvků orgánů rozvodu plynu od sacího potrubí karburátoru po koncové potrubí výfukového potrubí. Postupem času se nashromáždilo mnoho zkušeností s nucením dvoutaktních motorů, popsaných v různých studiích.

V prvních návrzích závodních motorů MC byla použita zadní smyčka proplachování typu Schnyurle se dvěma čistícími kanály. Významného zlepšení výkonu bylo dosaženo přidáním třetího čistícího kanálu (viz obr. 1), umístěného před výfukovými okny. Na pístu je k dispozici speciální okno pro obcházení tohoto kanálu. Přídavný vyplachovací kanálek ​​eliminoval tvorbu horkého plynového polštáře pod dnem pístu. Díky tomuto kanálu bylo možné zvýšit plnění válce, zlepšit chlazení a mazání čerstvou směsí jehlového ložiska horní hlavy ojnice a také usnadnit teplotní režim dna pístu. Díky tomu vzrostl výkon motoru o 10 procent, eliminovalo se vyhoření pístu a porucha ložiska horní hlavy ojnice.

Kvalita proplachu závisí na stupni stlačení hořlavé směsi v klikové skříni; u závodních motorů se tento parametr udržuje v rozmezí 1,45 - 1,65, což vyžaduje velmi kompaktní konstrukci klikového mechanismu.

Získání velkých objemů litrů je možné díky širokým fázím distribuce a velké šířce oken distribuce plynu.

Šířka oken závodních motorů, měřená středovým úhlem v průřezu válce, dosahuje 80 - 90 stupňů, což vytváří obtížné pracovní podmínky pro pístní kroužky. Ale s takovou šířkou oken v moderních motorech odpadá propojky náchylné k přehřívání. Zvýšení výšky sacích kanálů přesune maximální točivý moment do oblasti nižších otáček, zatímco zvýšení výšky výfukových kanálů má opačný účinek.

Rýže. 3. Systémy čištění: a - s třetím čistícím okénkem, b - se dvěma dalšími čistícími kanály; c - s rozvětvenými čistícími kanály.

Proplachovací systém s třetím dodatečným proplachovacím kanálem (viz obr. 1) je vhodný pro motory s šoupátkem, u kterých je vstupní otvor umístěn na straně a oblast válce naproti výstupnímu otvoru je volná pro umístění proplachovacího otvoru; ta může mít propojku, jak je znázorněno na obr. 3, a. Dodatečné proplachovací okénko podporuje tvorbu toku hořlavé směsi kolem dutiny válce (proplachování smyčkou). Vstupní úhly proplachovacích kanálů mají velký význam pro účinnost procesu výměny plynu; závisí na nich tvar a směr proudění směsi ve válci. Horizontální úhel a se pohybuje od 50 do 60 stupňů, přičemž větší hodnota odpovídá vyššímu posílení motoru. Vertikální úhel a2 je 45 - 50 stupňů. poměr průřezů přídavných a hlavních čistících oken je asi 0,4.

U motorů bez šoupátka jsou karburátory a sací otvory obvykle umístěny na zadní straně válců. V tomto případě se obvykle používá jiný systém proplachování - se dvěma doplňkovými bočními proplachovacími kanály (obr. 3b). Horizontální vstupní úhel a, (viz obr. 3, a) přídavných kanálů je asi 90 stupňů. Vertikální úhel vstupu čisticích nanalů se u různých modelů liší v poměrně širokém rozsahu: u modelu Yamaha TD2 třídy 250 cm3 je to 15 stupňů pro hlavní čisticí kanály a 0 stupňů pro další; na modelu "Yamaha" TD2 třídy 350 cm3, respektive 0 a 45 stupňů.

Někdy se používá varianta tohoto proplachovacího systému s rozvětvenými proplachovacími kanály (obr. 3c). Další proplachovací okna jsou umístěna naproti výstupnímu oknu, a proto se takové zařízení blíží prvnímu z uvažovaných systémů se třemi okny. Vertikální úhel vstupu dalších čistících kanálů je 45 - 50 stupňů. Poměr průřezů přídavných a hlavních čistících oken je také asi 0,4.

Rýže. 4. Schémata pohybu plynů ve válci: a - s rozvětvenými kanály; b - s paralelním.

Na Obr. 4 ukazuje diagramy pohybu plynů ve válci během procesu čištění. S ostrým vstupním úhlem přídavných čistících kanálů proud čerstvé směsi, který z nich přichází, odstraňuje změť výfukových plynů uprostřed válce, která není zachycena proudem směsi z hlavních čistících kanálů. Existují další možnosti pro čisticí systémy podle počtu čisticích oken.

Je třeba poznamenat, že u mnoha motorů je doba otevření dalších proplachovacích oken o 2-3 stupně kratší než u hlavních.

U některých motorů Yamaha byly vytvořeny další čistící kanály ve formě drážek na vnitřním povrchu válce; Zde je vnitřní stěna kanálu stěnou pístu v jeho polohách blízko N.M.T.

Profil čistících kanálů také ovlivňuje proces čištění. Hladký tvar bez ostrých ohybů poskytuje menší poklesy tlaku a zlepšuje výkon motoru, zejména ve středních podmínkách.

Informace v této části ukazují, že dvoudobé motory vynikají svou jednoduchostí.

Nárůst výkonové hustoty motorů tohoto typu za poslední desetiletí neprovázely žádné výrazné změny v základní konstrukci; byl výsledkem pečlivého experimentálního výběru poměrů a rozměrů dříve známých konstrukčních prvků.



© 2023 globusks.ru - Opravy a údržba automobilů pro začátečníky