Cel, urządzenie, działanie taktowania. Silnik spalinowy: mechanizm dystrybucji gazu

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:16

Mechanizm dystrybucji gazu w samochodzie jest jednym z najbardziej złożonych mechanizmów w konstrukcji silnika. Sterowanie zaworami dolotowymi i wydechowymi silnika spalinowego zależy wyłącznie od rozrządu. Mechanizm steruje procesem napełniania cylindrów mieszanką paliwowo-powietrzną, otwierając w odpowiednim czasie zawór dolotowy na suwie ssania. Rozrząd kontroluje również usuwanie już spalin z komory spalania wewnętrznego - w tym celu zawór wydechowy otwiera się na suwie wydechu.

Mechanizm czasowy

Części mechanizmu rozrządu pełnią różne funkcje:

• Wałek rozrządu otwiera i zamyka zawory.
• Mechanizm napędowy napędza wałek rozrządu z określoną prędkością.
• Zawory zamykają i otwierają otwory wlotowe i wylotowe.

Głównymi częściami rozrządu są wałek rozrządu i zawory. Wałek rozrządu lub wałek rozrządu to element, na którym znajdują się krzywki. Jest napędzany i obraca się na łożyskach. W czasie suwu ssania lub wydechu krzywki znajdujące się na wale podczas obrotunaciśnij popychacze zaworów.

Mechanizm rozrządu znajduje się na głowicy cylindrów. Głowica cylindrów ma wałek rozrządu i łożyska, wahacze, zawory i popychacze zaworów. Górna część głowicy zamykana jest pokrywą zaworu, którą montuje się za pomocą specjalnej uszczelki.

Działanie mechanizmu rozrządu

Rozrząd jest w pełni zsynchronizowany z zapłonem i wtryskiem paliwa. Mówiąc najprościej, w momencie naciśnięcia pedału gazu przepustnica otwiera się, umożliwiając przepływ powietrza do kolektora dolotowego. W rezultacie powstaje mieszanka paliwowo-powietrzna. Następnie zaczyna działać mechanizm dystrybucji gazu. Rozrząd zwiększa przepustowość i uwalnia spaliny z komory spalania. Dla prawidłowego działania tej funkcji konieczne jest, aby częstotliwość otwierania zaworów rozrządu wlotowego i wylotowego była wysoka.

Zawory są napędzane przez wałek rozrządu silnika. Wraz ze wzrostem prędkości wału korbowego wałek rozrządu również zaczyna się szybciej obracać, co zwiększa częstotliwość otwierania i zamykania zaworów. W rezultacie zwiększa się prędkość obrotowa silnika i moc wyjściowa.

Połączenie wału korbowego i wałka rozrządu umożliwia silnikowi spalinowemu spalanie dokładnie takiej ilości mieszanki powietrzno-paliwowej, jaka jest potrzebna do pracy silnika w tym czy innym trybie.

Cechy napędu rozrządu, łańcuch i pasek

Koło pasowe wałka rozrządu znajduje się na zewnątrz głowicy cylindrów. W celu uniknięciawystąpiły wycieki oleju, na szyjce wału znajduje się uszczelka olejowa. Łańcuch rozrządu napędza cały mechanizm rozrządu i jest zużyty z jednej strony na napędzanym kole lub kole pasowym, a z drugiej strony przenosi siłę z wału korbowego.

Prawidłowe i stałe ustawienie wału korbowego i wałka rozrządu względem siebie zależy od napędu pasowego zaworów. Nawet niewielkie odchylenia w położeniu mogą spowodować awarię rozrządu, silnika.

Za najbardziej niezawodny uważany jest napęd łańcuchowy za pomocą rolki rozrządu, jednak są pewne problemy z zapewnieniem wymaganego poziomu napięcia paska. Głównym problemem, z jakim borykają się kierowcy i typowym dla łańcucha mechanizmu, jest jego pękanie, które często jest przyczyną wygięcia zaworów.

Wśród dodatkowych elementów mechanizmu jest rolka rozrządu służąca do napinania paska. Do wad napędu łańcucha rozrządu, oprócz ryzyka zerwania, należy również wysoki poziom hałasu podczas pracy oraz konieczność jego wymiany co 50-60 tys. kilometrów.

Mechanizm zaworu

Konstrukcja mechanizmu zaworowego obejmuje gniazda zaworowe, prowadnice zaworowe, mechanizm obracania zaworami i inne elementy. Siła z wałka rozrządu jest przekazywana na trzpień lub na łącznik pośredni - dźwignię zaworu lub dźwignię.

Nierzadko zdarza się znaleźć modele rozrządu, które wymagają ciągłej regulacji. Takie konstrukcje mają specjalne podkładki i śruby, których obrót jest ustawionyniezbędne zezwolenia. Czasami szczeliny są utrzymywane automatycznie: ich położenie jest regulowane przez kompensatory hydrauliczne.

Zarządzanie etapami dystrybucji gazu

Nowoczesne modele silników przeszły znaczące zmiany, otrzymując nowe systemy sterowania oparte na mikroprocesorach – tzw. ECU. W zakresie budowy silników głównym zadaniem było nie tylko zwiększenie mocy, ale także sprawności produkowanych jednostek napędowych.

Zwiększenie osiągów silników przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia paliwa było możliwe tylko dzięki zastosowaniu układów sterowania rozrządem. Silnik z takimi systemami nie tylko zużywa mniej paliwa, ale także nie traci mocy, dzięki czemu znalazły zastosowanie wszędzie w produkcji samochodów.

Zasada działania takich układów polega na tym, że kontrolują one prędkość obrotową wałka rozrządu. Zasadniczo zawory otwierają się nieco wcześniej, ponieważ wałek rozrządu obraca się w kierunku obrotu. W rzeczywistości w nowoczesnych silnikach wałek rozrządu nie obraca się już w stosunku do wału korbowego ze stałą prędkością.

Głównym zadaniem pozostaje jak najefektywniejsze napełnianie cylindrów silnika, w zależności od wybranego trybu jego pracy. Takie systemy monitorują stan silnika i korygują dostarczanie mieszanki paliwowej: na przykład podczas pracy na biegu jałowym jego objętość jest redukowana do niemal minimum, ponieważ paliwo nie jest wymagane w dużych ilościach.

Napędy rozrządu

W zależności odcechy konstrukcyjne silnika samochodowego i mechanizmu dystrybucji gazu, w szczególności liczba napędów i ich rodzaj mogą się różnić.

• Napęd łańcuchowy. Nieco wcześniej ten napęd był najczęstszy, jednak teraz jest używany w rozrządzie diesla. W tej konstrukcji wałek rozrządu znajduje się w głowicy cylindrów i jest napędzany łańcuchem prowadzącym z przekładni. Wadą takiego napędu jest trudny proces wymiany paska, ponieważ jest on umieszczony wewnątrz silnika w celu zapewnienia stałego smarowania.
• Napęd zębaty. Był instalowany w silnikach ciągników i niektórych samochodów. Bardzo niezawodny, ale niezwykle trudny w utrzymaniu. Wałek rozrządu takiego mechanizmu znajduje się poniżej bloku cylindrów, dzięki czemu koło zębate wałka rozrządu przylega do koła zębatego wału korbowego. Jeśli napęd rozrządu tego typu stał się bezużyteczny, silnik został prawie całkowicie wymieniony.
• Napęd pasowy. Najpopularniejszy typ, montowany na jednostkach benzynowych w samochodach osobowych.

Wady i zalety napędu pasowego

Napęd pasowy zyskał popularność dzięki swojej przewadze nad podobnymi typami napędów.

• Pomimo tego, że produkcja takich konstrukcji jest trudniejsza niż łańcuch, kosztuje znacznie mniej.
• Nie wymaga stałego smarowania, dzięki czemu napęd został umieszczony na zewnątrz jednostki napędowej. Dzięki temu wymiana i diagnozowanie rozrządu było znacznie ułatwione.
• Ponieważ napęd pasowy nie ma metalowych częściwspółdziałają ze sobą, tak jak w łańcuchu, poziom hałasu podczas jego pracy znacznie się zmniejszył.

Pomimo wielu zalet, napęd pasowy ma również swoje wady. Żywotność paska jest kilkakrotnie krótsza niż łańcucha, co powoduje jego częstą wymianę. W przypadku zerwania paska bardzo prawdopodobne jest, że cały silnik będzie wymagał naprawy.

Konsekwencje zerwania lub poluzowania paska rozrządu

Jeśli pęknie łańcuch rozrządu, poziom hałasu wzrasta podczas pracy silnika. Generalnie taka uciążliwość nie powoduje czegoś niemożliwego z punktu widzenia naprawy, w przeciwieństwie do paska rozrządu. Kiedy pasek jest poluzowany i przeskakuje przez jeden ząb koła zębatego, następuje niewielkie naruszenie normalnego funkcjonowania wszystkich systemów i mechanizmów. W rezultacie może to spowodować spadek mocy silnika, wzrost wibracji podczas pracy i utrudniony rozruch. Jeśli pasek przeskoczył kilka zębów naraz lub pękł całkowicie, konsekwencje mogą być najbardziej nieprzewidywalne.

Najbardziej nieszkodliwą opcją jest zderzenie tłoka z zaworem. Siła uderzenia wystarczy do wygięcia zaworu. Czasami wystarczy wygiąć korbowód lub całkowicie zniszczyć tłok.

Jedną z najpoważniejszych awarii samochodu jest zepsuty pasek rozrządu. W takim przypadku silnik będzie musiał zostać wyremontowany lub całkowicie zmieniony.

Serwis paska rozrządu

Poziom napięcia paska i jego ogólny stan są jednymi z najczęściej sprawdzanych, gdyczynniki utrzymania samochodu. Częstotliwość kontroli zależy od marki i modelu maszyny. Procedura kontroli napięcia paska rozrządu: silnik jest sprawdzany, osłona ochronna jest usuwana z paska, po czym ten ostatni jest sprawdzany pod kątem skręcenia. Podczas tej manipulacji nie powinien obracać się o więcej niż 90 stopni. W przeciwnym razie pasek jest napinany za pomocą specjalnego sprzętu.

Jak często wymieniany jest pasek rozrządu?

Pas jest całkowicie wymieniany co 50-70 tysięcy kilometrów samochodu. Można go przeprowadzać częściej w przypadku uszkodzeń lub oznak rozwarstwienia i pęknięć.

W zależności od rodzaju rozrządu zmienia się również złożoność procedury wymiany paska. Do tej pory w samochodach stosowane są dwa rodzaje mechanizmu dystrybucji gazu - z dwoma (DOHC) lub jednym (SOHC) wałkami rozrządu.

Wymiana mechanizmu dystrybucji gazu

W celu wymiany paska rozrządu SOHC wystarczy mieć pod ręką nową część oraz komplet śrubokrętów i kluczy.

Najpierw zdejmuje się pokrowiec ochronny z paska. Jest mocowany za pomocą zatrzasków lub śrub. Po zdjęciu pokrowca otwiera się dostęp do paska.

Przed poluzowaniem paska na kole zębatym wałka rozrządu i wale korbowym są ustawione znaki rozrządu. Na wale korbowym znaki są umieszczone na kole zamachowym. Wał obraca się, aż znaki rozrządu na obudowie i na kole zamachowym pokrywają się ze sobą. Jeśli wszystkie znaki pasują do siebie, przystąp do poluzowania i zdejmij pasek.

W celu zdjęcia paska z koła zębatego wału korbowego należy zdemontować koło pasowe rozrządu. W tym celu samochód jest podnoszony na podnośniku i wyjmowane z niego prawe koło, co daje dostęp do śruby koła pasowego. Niektóre z nich mają specjalne otwory, przez które można zamocować wał korbowy. Jeśli ich tam nie ma, wał jest mocowany w jednym miejscu, instalując śrubokręt w koronie koła zamachowego i opierając go o obudowę. Następnie koło pasowe jest usuwane.

Dostęp do paska rozrządu jest całkowicie otwarty i możesz zacząć go zdejmować i wymieniać. Nowy zakładany jest na koła zębate wału korbowego, następnie przylega do pompy wody i zakładany jest na koła zębate wałka rozrządu. W przypadku rolki napinającej pasek jest nawijany na ostatnim obrocie. Następnie możesz przywrócić wszystkie elementy na swoje miejsce w odwrotnej kolejności. Pozostaje tylko naciągnąć pasek napinaczem.

Przed uruchomieniem silnika zaleca się kilkakrotne obrócenie wału korbowego. Robią to, aby sprawdzić zbieżność znaków i po obróceniu wału. Dopiero wtedy uruchamia się silnik.

Cechy procedury wymiany paska rozrządu

W samochodzie z systemem DOHC pasek rozrządu wymienia się nieco inaczej. Sama zasada wymiany części jest podobna do opisanej powyżej, jednak dostęp do niej dla takich maszyn jest utrudniony, ponieważ do śrub przymocowane są osłony ochronne.

W procesie wyrównywania znaków warto pamiętać, że w mechanizmie znajdują się odpowiednio dwa wałki rozrządu, znaki na obu muszą całkowicie się pokrywać.

Dla takich samochodów, opróczrolka prowadząca, jest również rolka nośna. Jednak pomimo obecności drugiej rolki, pasek nawija się za rolką napinającą z napinaczem na ostatnim obrocie.

Po zainstalowaniu nowego paska, znaki są sprawdzane pod kątem zgodności.

Równocześnie z wymianą paska wymieniane są również rolki, ponieważ ich żywotność jest taka sama. Wskazane jest również sprawdzenie stanu łożysk pompy płynu, aby po procedurze montażu nowych elementów rozrządu awaria pompy nie stała się nieprzyjemną niespodzianką.