Σκοπός, συσκευή, λειτουργία χρονισμού. Κινητήρας εσωτερικής καύσης: μηχανισμός διανομής αερίου

2024 Συγγραφέας: Erin Ralphs | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-19 13:46

Ο μηχανισμός διανομής αερίου ενός αυτοκινήτου είναι ένας από τους πιο σύνθετους μηχανισμούς στο σχεδιασμό του κινητήρα. Ο έλεγχος των βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής του κινητήρα εσωτερικής καύσης εξαρτάται αποκλειστικά από το χρονισμό. Ο μηχανισμός ελέγχει τη διαδικασία πλήρωσης των κυλίνδρων με μείγμα καυσίμου-αέρα ανοίγοντας έγκαιρα τη βαλβίδα εισαγωγής στην διαδρομή εισαγωγής. Ο χρονισμός ελέγχει επίσης την απομάκρυνση των ήδη καυσαερίων από τον θάλαμο εσωτερικής καύσης - για αυτό, η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει στην διαδρομή εξάτμισης.

Μηχανισμός χρονισμού

Τα εξαρτήματα του μηχανισμού χρονισμού εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες:

• Εκκεντροφόρος ανοίγει και κλείνει βαλβίδες.
• Ο μηχανισμός μετάδοσης κίνησης οδηγεί τον εκκεντροφόρο άξονα με μια συγκεκριμένη ταχύτητα.
• Οι βαλβίδες κλείνουν και ανοίγουν τις θύρες εισαγωγής και εξαγωγής.

Τα κύρια μέρη του χρονισμού είναι ο εκκεντροφόρος και οι βαλβίδες. Ο εκκεντροφόρος άξονας, ή εκκεντροφόρος, είναι το στοιχείο στο οποίο βρίσκονται τα έκκεντρα. Οδηγείται και περιστρέφεται πάνω σε ρουλεμάν. Τη στιγμή της διαδρομής εισαγωγής ή εξάτμισης, τα έκκεντρα που βρίσκονται στον άξονα, κατά την περιστροφήπιέστε τους ανυψωτήρες βαλβίδων.

Ο μηχανισμός χρονισμού βρίσκεται στην κυλινδροκεφαλή. Η κυλινδροκεφαλή έχει εκκεντροφόρο και ρουλεμάν από αυτόν, βραχίονες, βαλβίδες και ανυψωτικά βαλβίδων. Το πάνω μέρος της κεφαλής κλείνει με κάλυμμα βαλβίδας, το οποίο τοποθετείται με ειδική φλάντζα στεγανοποίησης.

Λειτουργία μηχανισμού χρονισμού

Ο χρονισμός είναι πλήρως συγχρονισμένος με την ανάφλεξη και τον ψεκασμό καυσίμου. Με απλά λόγια, τη στιγμή που πατάτε το πεντάλ γκαζιού, η βαλβίδα του γκαζιού ανοίγει, αφήνοντας τον αέρα να ρέει στην πολλαπλή εισαγωγής. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται ένα μείγμα καυσίμου-αέρα. Μετά από αυτό, ο μηχανισμός διανομής αερίου αρχίζει να λειτουργεί. Ο χρονισμός αυξάνει την απόδοση και απελευθερώνει καυσαέρια από τον θάλαμο καύσης. Για τη σωστή εκτέλεση αυτής της λειτουργίας, είναι απαραίτητο η συχνότητα με την οποία ανοίγουν οι βαλβίδες χρονισμού εισόδου και εξόδου να είναι υψηλή.

Οι βαλβίδες κινούνται από τον εκκεντροφόρο άξονα του κινητήρα. Όταν η ταχύτητα του στροφαλοφόρου αυξάνεται, ο εκκεντροφόρος αρχίζει επίσης να περιστρέφεται πιο γρήγορα, γεγονός που αυξάνει τη συχνότητα ανοίγματος και κλεισίματος των βαλβίδων. Ως αποτέλεσμα, οι στροφές του κινητήρα και η απόδοση από αυτόν αυξάνονται.

Ο συνδυασμός στροφαλοφόρου και εκκεντροφόρου καθιστά δυνατό στον κινητήρα εσωτερικής καύσης να καίει ακριβώς την ποσότητα μίγματος αέρα-καυσίμου που είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του κινητήρα σε έναν ή τον άλλο τρόπο λειτουργίας.

Λειτουργίες χρονισμού, αλυσίδα και ιμάντας

Η τροχαλία κίνησης εκκεντροφόρου βρίσκεται έξω από την κυλινδροκεφαλή. Προκειμένου να αποφευχθείσημειώθηκαν διαρροές λαδιού, μια τσιμούχα λαδιού βρίσκεται στο λαιμό του άξονα. Η αλυσίδα χρονισμού οδηγεί ολόκληρο τον μηχανισμό χρονισμού και φοριέται στη μία πλευρά στον κινούμενο οδοντωτό τροχό ή στην τροχαλία και από την άλλη μεταδίδει τη δύναμη από τον στροφαλοφόρο άξονα.

Η σωστή και σταθερή διάταξη του στροφαλοφόρου και του εκκεντροφόρου σε σχέση μεταξύ τους εξαρτάται από την κίνηση του ιμάντα βαλβίδας. Ακόμη και μικρές αποκλίσεις στη θέση μπορούν να προκαλέσουν το χρονισμό, τη βλάβη του κινητήρα.

Το πιο αξιόπιστο θεωρείται ότι είναι μια αλυσίδα μετάδοσης κίνησης που χρησιμοποιεί έναν κύλινδρο χρονισμού, ωστόσο, υπάρχουν ορισμένα προβλήματα με τη διασφάλιση του απαιτούμενου επιπέδου τάνυσης του ιμάντα. Το βασικό πρόβλημα που αντιμετωπίζουν οι οδηγοί και χαρακτηριστικό για την αλυσίδα του μηχανισμού είναι η θραύση του, που συχνά είναι η αιτία της κάμψης των βαλβίδων.

Μεταξύ των πρόσθετων στοιχείων του μηχανισμού περιλαμβάνεται ο κύλινδρος χρονισμού που χρησιμοποιείται για την τάνυση του ιμάντα. Στα μειονεκτήματα της μετάδοσης κίνησης της αλυσίδας χρονισμού, εκτός από τον κίνδυνο θραύσης, συγκαταλέγεται και το υψηλό επίπεδο θορύβου κατά τη λειτουργία και η ανάγκη αλλαγής κάθε 50-60 χιλιάδες χιλιόμετρα.

Μηχανισμός βαλβίδας

Ο σχεδιασμός του μηχανισμού βαλβίδας περιλαμβάνει έδρες βαλβίδων, οδηγούς βαλβίδων, μηχανισμό περιστροφής βαλβίδων και άλλα στοιχεία. Η δύναμη από τον εκκεντροφόρο μεταδίδεται στο στέλεχος ή στον ενδιάμεσο σύνδεσμο - τον στροφέα της βαλβίδας ή τον στροφέα.

Δεν είναι ασυνήθιστο να βρίσκουμε μοντέλα χρονισμού που απαιτούν συνεχή προσαρμογή. Τέτοια σχέδια έχουν ειδικές ροδέλες και μπουλόνια, η περιστροφή των οποίων έχει ρυθμιστείαπαραίτητες εκκαθαρίσεις. Μερικές φορές τα κενά διατηρούνται αυτόματα: η θέση τους ρυθμίζεται από υδραυλικούς αντισταθμιστές.

Διαχείριση σταδίων διανομής αερίου

Τα σύγχρονα μοντέλα κινητήρων έχουν υποστεί σημαντικές αλλαγές, έχοντας λάβει νέα συστήματα ελέγχου που βασίζονται σε μικροεπεξεργαστές - τα λεγόμενα ECU. Στον τομέα της κατασκευής μηχανών, το κύριο καθήκον δεν ήταν μόνο η αύξηση της ισχύος, αλλά και η απόδοση των παραγόμενων μονάδων ισχύος.

Ήταν δυνατή η αύξηση της απόδοσης των κινητήρων, με ταυτόχρονη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου, μόνο με τη χρήση συστημάτων ελέγχου χρονισμού. Ο κινητήρας με τέτοια συστήματα όχι μόνο καταναλώνει λιγότερα καύσιμα, αλλά και δεν χάνει ισχύ, λόγω της οποίας χρησιμοποιούνται παντού στην παραγωγή αυτοκινήτων.

Η αρχή λειτουργίας τέτοιων συστημάτων είναι ότι ελέγχουν την ταχύτητα περιστροφής του εκκεντροφόρου χρονισμού. Ουσιαστικά οι βαλβίδες ανοίγουν λίγο νωρίτερα λόγω του ότι ο εκκεντροφόρος περιστρέφεται προς την φορά περιστροφής. Στην πραγματικότητα, στους σύγχρονους κινητήρες, ο εκκεντροφόρος δεν περιστρέφεται πλέον σε σχέση με τον στροφαλοφόρο με σταθερή ταχύτητα.

Κύριο καθήκον παραμένει το πιο αποτελεσματικό γέμισμα των κυλίνδρων του κινητήρα, ανάλογα με τον επιλεγμένο τρόπο λειτουργίας του. Τέτοια συστήματα παρακολουθούν την κατάσταση του κινητήρα και διορθώνουν την τροφοδοσία του μείγματος καυσίμου: για παράδειγμα, στο ρελαντί, οι όγκοι του μειώνονται στο ελάχιστο, καθώς δεν απαιτείται καύσιμο σε μεγάλες ποσότητες.

Timing drives

Ανάλογα μεσχεδιαστικά χαρακτηριστικά του κινητήρα του αυτοκινήτου και του μηχανισμού διανομής αερίου, ειδικότερα, ο αριθμός των ηλεκτροκινητήρων και ο τύπος τους μπορεί να ποικίλλουν.

• Κίνηση αλυσίδας. Λίγο νωρίτερα, αυτή η κίνηση ήταν η πιο κοινή, ωστόσο, τώρα χρησιμοποιείται στον χρονισμό ντίζελ. Με αυτό το σχέδιο, ο εκκεντροφόρος βρίσκεται στην κυλινδροκεφαλή και κινείται από μια αλυσίδα που οδηγεί από το γρανάζι. Το μειονέκτημα μιας τέτοιας μετάδοσης κίνησης είναι η δύσκολη διαδικασία αντικατάστασης του ιμάντα, αφού βρίσκεται μέσα στον κινητήρα για να εξασφαλίζεται συνεχής λίπανση.
• Κίνηση με γρανάζια. Τοποθετήθηκε σε κινητήρες τρακτέρ και κάποιων αυτοκινήτων. Πολύ αξιόπιστο, αλλά εξαιρετικά δύσκολο στη συντήρηση. Ο εκκεντροφόρος ενός τέτοιου μηχανισμού βρίσκεται κάτω από το μπλοκ κυλίνδρων, λόγω του οποίου το γρανάζι του εκκεντροφόρου προσκολλάται στο γρανάζι του στροφαλοφόρου. Εάν μια μονάδα χρονισμού αυτού του τύπου δεν μπορούσε να χρησιμοποιηθεί, ο κινητήρας άλλαξε σχεδόν εντελώς.
• Κίνηση ιμάντα. Ο πιο δημοφιλής τύπος, εγκατεστημένος σε μονάδες ισχύος βενζίνης σε επιβατικά αυτοκίνητα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κίνησης ιμάντα

Η κίνηση με ιμάντα κέρδισε τη δημοτικότητά της λόγω των πλεονεκτημάτων της έναντι παρόμοιων τύπων ηλεκτροκινητήρων.

• Παρά το γεγονός ότι η παραγωγή τέτοιων κατασκευών είναι πιο δύσκολη από την αλυσίδα, κοστίζει πολύ λιγότερο.
• Δεν απαιτεί συνεχή λίπανση, λόγω της οποίας ο κινητήρας τοποθετήθηκε στο εξωτερικό της μονάδας ισχύος. Η αντικατάσταση και η διάγνωση του χρονισμού ως αποτέλεσμα αυτού διευκολύνθηκε πολύ.
• Επειδή η κίνηση του ιμάντα δεν έχει μεταλλικά μέρηαλληλεπιδρούν μεταξύ τους, καθώς σε μια αλυσίδα, το επίπεδο θορύβου κατά τη λειτουργία της έχει μειωθεί σημαντικά.

Παρά τον μεγάλο αριθμό πλεονεκτημάτων, η κίνηση με ιμάντα έχει και τα μειονεκτήματά της. Η διάρκεια ζωής του ιμάντα είναι αρκετές φορές μικρότερη από την αλυσίδα, γεγονός που προκαλεί τη συχνή αντικατάστασή του. Σε περίπτωση σπασμένου ιμάντα, είναι πολύ πιθανό να χρειαστεί να επισκευαστεί ολόκληρος ο κινητήρας.

Οι συνέπειες ενός σπασμένου ή χαλαρού ιμάντα χρονισμού

Αν σπάσει η αλυσίδα χρονισμού, το επίπεδο θορύβου αυξάνεται ενώ ο κινητήρας λειτουργεί. Γενικά μια τέτοια ενόχληση δεν προκαλεί κάτι αδύνατο από άποψη επισκευής, σε αντίθεση με τον ιμάντα χρονισμού. Όταν ο ιμάντας χαλαρώνει και πηδάει πάνω από ένα δόντι γραναζιού, εμφανίζεται μια ελαφρά παραβίαση της κανονικής λειτουργίας όλων των συστημάτων και μηχανισμών. Ως αποτέλεσμα, αυτό μπορεί να προκαλέσει μείωση της ισχύος του κινητήρα, αύξηση των κραδασμών κατά τη λειτουργία και δύσκολη εκκίνηση. Εάν η ζώνη πήδηξε πάνω από πολλά δόντια ταυτόχρονα ή σπάσει εντελώς, οι συνέπειες μπορεί να είναι οι πιο απρόβλεπτες.

Η πιο αβλαβής επιλογή είναι η σύγκρουση μεταξύ εμβόλου και βαλβίδας. Η δύναμη κρούσης θα είναι αρκετή για να λυγίσει τη βαλβίδα. Μερικές φορές αρκεί να λυγίσετε τη μπιέλα ή να καταστρέψετε εντελώς το έμβολο.

Μία από τις πιο σοβαρές βλάβες αυτοκινήτου είναι ο σπασμένος ιμάντας χρονισμού. Σε αυτήν την περίπτωση, ο κινητήρας θα πρέπει είτε να επισκευαστεί ή να αλλάξει εντελώς.

Σέρβις ιμάντα χρονισμού

Το επίπεδο τάνυσης του ιμάντα και η γενική του κατάσταση είναι ένα από τα πιο συχνά ελεγμένα ότανπαράγοντες συντήρησης αυτοκινήτου. Η συχνότητα επιθεώρησης εξαρτάται από τη συγκεκριμένη μάρκα και το μοντέλο του μηχανήματος. Διαδικασία ελέγχου τάσης ιμάντα χρονισμού: επιθεωρείται ο κινητήρας, αφαιρείται το προστατευτικό κάλυμμα από τον ιμάντα και μετά ελέγχεται για συστροφή. Κατά τη διάρκεια αυτού του χειρισμού, δεν πρέπει να περιστρέφεται περισσότερο από 90 μοίρες. Διαφορετικά, η ζώνη τεντώνεται χρησιμοποιώντας ειδικό εξοπλισμό.

Πόσο συχνά αντικαθίσταται ο ιμάντας χρονισμού;

Η ζώνη αντικαθίσταται πλήρως κάθε 50-70 χιλιάδες χιλιόμετρα του αυτοκινήτου. Μπορεί να πραγματοποιηθεί πιο συχνά σε περίπτωση ζημιάς ή σημαδιών αποκόλλησης και ρωγμών.

Ανάλογα με τον τύπο χρονισμού, αλλάζει και η πολυπλοκότητα της διαδικασίας αντικατάστασης ιμάντα. Μέχρι σήμερα, δύο τύποι μηχανισμών διανομής αερίου χρησιμοποιούνται στα αυτοκίνητα - με δύο (DOHC) ή έναν (SOHC) εκκεντροφόρους.

Αντικατάσταση μηχανισμού διανομής αερίου

Για να αντικαταστήσετε τον ιμάντα χρονισμού SOHC, αρκεί να έχετε ένα νέο εξάρτημα και ένα σετ κατσαβιδιών και κλειδιών.

Πρώτον, αφαιρείται το προστατευτικό κάλυμμα από τη ζώνη. Συνδέεται είτε με μάνδαλα είτε με μπουλόνια. Μετά την αφαίρεση του καλύμματος, ανοίγει η πρόσβαση στη ζώνη.

Πριν χαλαρώσετε τον ιμάντα, τοποθετούνται σημάδια χρονισμού στο γρανάζι εκκεντροφόρου και στον στροφαλοφόρο άξονα. Στον στροφαλοφόρο άξονα, τοποθετούνται σημάδια στον σφόνδυλο. Ο άξονας περιστρέφεται έως ότου τα σημάδια χρονισμού στο περίβλημα και στον σφόνδυλο συμπίπτουν μεταξύ τους. Εάν όλα τα σημάδια ταιριάζουν μεταξύ τους, προχωρήστε στο λύσιμο και αφαιρέστε τη ζώνη.

Για να αφαιρέσετε τον ιμάντα από το γρανάζι του στροφαλοφόρου άξονα, είναι απαραίτητο να αποσυναρμολογήσετε την τροχαλία χρονισμού. Για το σκοπό αυτό, το αυτοκίνητο σηκώνεται με γρύλο και αφαιρείται ο δεξιός τροχός από αυτό, που δίνει πρόσβαση στο μπουλόνι της τροχαλίας. Ορισμένα από αυτά έχουν ειδικές οπές μέσω των οποίων μπορεί να στερεωθεί ο στροφαλοφόρος άξονας. Εάν δεν υπάρχουν, τότε ο άξονας στερεώνεται σε ένα σημείο τοποθετώντας ένα κατσαβίδι στην κορώνα του σφονδύλου και ακουμπώντας το στο περίβλημα. Μετά από αυτό, αφαιρείται η τροχαλία.

Η πρόσβαση στον ιμάντα χρονισμού είναι πλήρως ανοιχτή και μπορείτε να ξεκινήσετε να τον αφαιρείτε και να τον αντικαθιστάτε. Το νέο μπαίνει στα γρανάζια του στροφαλοφόρου, μετά κολλάει στην αντλία νερού και μπαίνει στα γρανάζια του εκκεντροφόρου. Για τον κύλινδρο τάνυσης, ο ιμάντας τυλίγεται στην τελευταία στροφή. Μετά από αυτό, μπορείτε να επιστρέψετε όλα τα στοιχεία στη θέση τους με την αντίστροφη σειρά. Μένει μόνο να σφίξουμε τον ιμάντα με τον εντατήρα.

Πριν εκκινήσετε τον κινητήρα, συνιστάται να περιστρέψετε τον στροφαλοφόρο άξονα πολλές φορές. Αυτό το κάνουν για να ελέγξουν τη σύμπτωση των σημαδιών και αφού γυρίσουν τον άξονα. Μόνο τότε ξεκινά ο κινητήρας.

Χαρακτηριστικά της διαδικασίας αντικατάστασης ιμάντα χρονισμού

Σε ένα αυτοκίνητο με σύστημα DOHC, ο ιμάντας χρονισμού αντικαθίσταται λίγο διαφορετικά. Η ίδια η αρχή της αλλαγής του εξαρτήματος είναι παρόμοια με αυτή που περιγράφεται παραπάνω, ωστόσο, η πρόσβαση σε αυτό είναι πιο δύσκολη για τέτοια μηχανήματα, καθώς υπάρχουν προστατευτικά καλύμματα προσαρτημένα στα μπουλόνια.

Στη διαδικασία ευθυγράμμισης των σημαδιών, αξίζει να θυμάστε ότι υπάρχουν δύο εκκεντροφόροι άξονες στον μηχανισμό, αντίστοιχα, τα σημάδια και στους δύο πρέπει να ταιριάζουν πλήρως.

Για τέτοια αυτοκίνητα, επιπλέονκύλινδρος οδηγός, υπάρχει και κύλινδρος στήριξης. Ωστόσο, παρά την παρουσία του δεύτερου κυλίνδρου, ο ιμάντας τυλίγεται πίσω από τον ρελαντί κύλινδρο με τον εντατήρα στην τελευταία στροφή.

Μετά την τοποθέτηση της νέας ζώνης, τα σημάδια ελέγχονται για συμμόρφωση.

Ταυτόχρονα με την αντικατάσταση του ιμάντα αλλάζουν και τα ρολά αφού η διάρκεια ζωής τους είναι ίδια. Συνιστάται επίσης να ελέγχετε την κατάσταση των ρουλεμάν της αντλίας υγρού, ώστε μετά τη διαδικασία εγκατάστασης νέων εξαρτημάτων χρονισμού, η αστοχία της αντλίας να μην αποτελεί δυσάρεστη έκπληξη.