Техника на разпределение на двигателя

Разпределението е съществен компонент в развитието на двигателя. Целта му е да синхронизира прецизно отварянето и затварянето на всмукателните и изпускателните клапани до положението на буталото на всеки цилиндър. Неговото добро функциониране и развитието му позволяват да се постигне квинтесенцията на двигателя по отношение на производителността и значително да допринесе за намаляване на замърсяващите емисии.

двигателя

От коляновия вал до разпределителния вал

Има два основни начина за предаване на разпределителния вал: чрез колан или чрез верига. Коланът предлага много предимства, включително лек и тих. Това обикновено е назъбено, за да се осигури прецизно предаване на движението с минимално приплъзване между ролките и ремъка.

Ремъкът за синхронизация се състои основно от 3 елемента:

  • Лента от фибростъкло (обикновено под формата на шнур), която осигурява правилната твърдост на лентата за предаване на силите на коляновия вал върху разпределителните валове с точност
  • Каучук за защита на стъклените влакна
  • Покритие против абразия, обикновено найлон, в контакт с ролките на коляновия вал и разпределителния вал

При някои приложения (Ford 1.0l Ecoboost, Peugeot 1.2l Puretech и Volkswagen 1.6l/2.0l TDI например), ангренажният ремък е смазан (наричан още колан за маслена баня). Тази техника позволява преди всичко да намали триенето (в полза на ефективността на двигателя). На второ място, този тип колан е по-добре защитен от външни агресии, като по този начин интервалите за подмяна на колана могат да бъдат значително по-дълги в сравнение с конвенционалния колан.

За да се осигури правилното опъване на колана, той обикновено е снабден с обтягаща ролка и един или повече празен ход с цел точно насочване на колана.

Верижната ангренажна верига също често се използва в дизайна на двигателя. В сравнение с ангренажен ремък, той обикновено не се нуждае от подмяна по време на живота на двигателя и е много по-малко чувствителен към външни агресии (топлина, бензин, масло, сол и т.н.). Като такова се счита за по-надеждно решение.

Дистрибуторската верига обаче има не само предимства. На първо място, това е по-скъпо решение. От друга страна, той е по-силен и по-тежък от конвенционалния колан. Въпреки това, директно задвижван от коляновия вал, очевидно е, че по-голямата му маса е недостатък по отношение на намаляването на триенето и по този начин разхода на гориво.

От разпределителния вал до клапаните

„Двойният разпределителен вал над главата“ (известен също с абревиатурата DOHC - Double Over-Head Camshaft) със сигурност е принципът, който се използва най-често при проектирането на двигатели за автомобила. Това включва монтиране на два разпределителни вала над всяка банка цилиндри: едната за всмукателните клапани, другата за изпускателните клапани.

В някои случаи дизайнът е предназначен да бъде по-опростен и използва само един разпределителен вал (SOHC - Single Over-Head Camshaft), който управлява както отварянето на всмукателните клапани, така и клапаните на входа.

В някои приложения (като американските V8, монтирани на Chevrolet Corvette или Dodge Charger), двигателят се спуска (иначе известен като страничен или централен двигател на разпределителния вал). За тези приложения единичният разпределителен вал е разположен в центъра на V, образуван от цилиндрите (в случай на V двигател). Гръбките ще задействат пръта на кобилицата, преди коляното да обърне движението, за да отвори клапаните.

Падналите двигатели обикновено се считат за елементарна механика. Обикновено ангренажната верига или ремъкът е значително по-къс в сравнение с този на горните разпределителни валове. От друга страна, по-специално за V-двигатели (V6, V8, ...), възможността за поставяне на разпределителния вал в центъра на V дава възможност за изграждане на много по-компактен двигател.

Недостатъкът на падащите двигатели често е ограничен при максимални обороти на двигателя, а технологиите, подходящи за двойни системи на горните гърбици, са доста сложни за прилагане към движещите се двигатели.

Двигателите със страничен разпределителен вал обикновено намаляват максималните обороти в минута поради разстоянието между разпределителния вал и клапаните, което може да направи времето на клапаните неточно при високи обороти на двигателя. От друга страна, клатчовите рамена ограничават ъгъла на наклон на клапаните, за разлика от двигателите с разпределителен вал над главата: това обикновено пречи на рокерските двигатели да достигнат високи степени на компресия.

Независимо от това, от желанието да предлагат двигатели с голям работен обем (което гарантира изобилие от въртящ момент при ниска скорост, без непременно да се налага да се прибягва до наддуване) в относително малки двигателни отделения, някои производители упорстват в развитието на този тип двигатели. да работи с най-модерните технологии.

В случай на двигатели, разработени от General Motors, те се възползват от директно впръскване, променливо време на клапаните и частично деактивиране на цилиндъра. На теория, тъй като има само един разпределителен вал, не е възможно да се променя времето на входящите клапани независимо от това на изпускателните клапани.

Отново някои производители на двигатели са заобиколили този проблем с разпределителен вал, който ефективно се състои от 2 концентрични вала: единият е прикрепен към гърбиците на всмукателния клапан, а другият е прикрепен към изпускателните клапани. Следователно е възможно да се променя времето на всмукателните и изпускателните клапани независимо. Тази технология се използва в Chrysler Viper V10, по-специално от 2008 г. Само изпускателните клапани се възползват от променливото време на регулиране на клапаните в този случай. Потенциално всмукателните клапани също могат да имат свои собствени синхронизации.

И накрая, въпреки ограниченията в ъгъла на наклон на клапана, General Motors успя да разработи многоклапанни (4 на цилиндър) двигатели, като Duramax V8 турбодизел.

Задействане на клапана

Профилът на гърбицата директно определя височината на повдигане на клапана, както и продължителността (ъгъла) на отваряне на клапана. Камерите могат да действат по 3 различни начина на клапаните:

  • Рокери
  • Директна атака
  • Ролкови кърпички