Разпределителен вал

Разпределителният вал е механична система, използвана за трансформиране на въртеливо движение в надлъжно движение и обратно.

Категории:

Част от двигател с вътрешно горене - Двигател с вътрешно горене - Механично устройство

Страници, свързани с тази тема:

Разпределителният вал е механична система, използвана за преобразуване на въртеливо движение. е разположен разпределителен вал за всмукателните клапани. (източник: техно-наука)
1 съобщение - 1 автор - Последна публикация: 24 юни 2006 г. Освен това забелязваме, че пиньонът на разпределителния вал е два пъти. клапани, подмяната на оригиналния разпределителен вал е. (източник: flat4ever)
Разпределителният вал е основният елемент на контрола на времето. Той е отговорен за контролирането по особено точен начин на повдигането на клапаните и. (източник: kh.refer)

A разпределителен вал е механична система, използвана за трансформиране на въртеливо движение в надлъжно движение и обратно.

Разпределителният вал е откритие от Средновековието, през което е бил използван главно във водни мелници, специализирани в вършитбата на желязо или дъбене на кожа (трансформация на въртящото се движение, резултат от задвижването на лопатката от водата, в надлъжно движение).

Днес разпределителният вал е основна част от автомобилния двигател. Разпределителният вал, известен още като "разпределителен вал", контролира отварянето на клапаните, като трансформира въртеливото движение от двигателя в надлъжно движение, задействащо клапаните. Това е вал, удължено парче метал, задвижвано от зъбно колело. [1]

Описание

Разпределителният вал е механична част, използвана в 4-тактови топлинни двигатели с вътрешно горене за синхронизирано управление на клапаните. Състои се от цилиндричен прът с толкова гърбици, колкото има клапани, които се управляват независимо или на групи, плъзгайки се по стеблото на клапана или при механично връщане (например: обувката на кобилицата). Позициониран е на коляновия вал (двигател с кобилица или двигател със странични клапани) или над главата на цилиндъра (горния разпределителен вал).

Управлението се извършва с помощта на верига с пиньони, най-често цилиндрична, или с помощта на зъбен ремък. Монтажът и конструкцията на двигателя определят ъгловото положение на вала. Възможните устройства за разпределителния вал също зависят от архитектурата на двигателя и неговите характеристики. При четиритактовите двигатели с вътрешно горене, като автомобилите, пълният цикъл изисква две обороти на коляновия вал за един оборот на разпределителния вал. По този начин валът се завърта наполовина по-бързо от оборотите на двигателя. [1]

Елементът на камерата за проследяване приема различни имена в зависимост от случая. Когато последният е подложен на праволинейно транслационно движение, той се нарича центриран или ексцентричен кран в зависимост от това дали неговата ос отговаря или не на разпределителния вал. Ако изпълнява трептящо движение на въртене около ос, то се нарича клатушка.

Както беше споменато по-горе, валът контролира отварянето на клапаните. Когато стеблото на клапана не е атакувано от гърбицата или крана, клапанът, подложен на действието на пружината, остава затворен. [1]. Следователно тези отвори и затваряния се правят механично.

Материалите, използвани в конструкцията на разпределителните валове, трябва да могат да издържат на голямото износване поради триене върху буталните пръти или кобилицата. За двигатели от големи серии се използва закален чугун по гърбиците и седалките. [2]

Дизайнът на гърбицата е особено важен за нейното функциониране. Неговият профил определя движението на отваряне на клапаните, времето на отваряне (времева диаграма) и повдигането на клапана. Профилът на гърбицата е различен за всмукателните и изпускателните клапани поради законите, които регулират тяхната работа.

Исторически

В началото на автомобилната ера разпределителният вал беше разположен странично, в картера и управляваше само изпускателните клапани; всмукателните клапани се отварят автоматично чрез вакуум. По-късно в рамката беше монтиран втори разпределителен вал за управление на всмукателните клапани. Клапаните винаги са били разположени странично и са задействани от тласкач. Тази конфигурация опрости реализацията му благодарение на обикновен зъбен редуктор. Страничните клапани обаче не позволяват да се постигнат високи степени на компресия или да се получат добри добиви. Тяхното разположение създава голямо мъртво пространство, увеличавайки обема на горивната камера. [1]

След 1910 г. ракетите са приети в голям мащаб, както и разположението на клапаните в главата на цилиндъра. Теглото на повдигачите, прътите и рокерите обаче стана особено важно. От друга страна, горният разпределителен вал вече се е появил през 1903 г. на двигател на автомобил на английския Mandslay и е приет последователно от Isotta Fraschini през 1905 г. на модела D 100 HP. [1] По-късно въвеждането на устройството с два горни разпределителни вала беше предпочитано заради неговите предимства при подреждането на клапаните в V. Peugeot Grand Prix 7.6 литра беше първият, който въведе тази технология за автомобилен спорт. След Първата световна война положението на разпределителния вал остава същото.

В един паднал двигател, разпределителният вал е разположен в близост до коляновия вал и предава движението си към клапаните чрез пръти и кобилици. Проблемът с този тип двигатели е, че кинематичната верига включва много възвратно-постъпателни движения (щанги, кобилици и клапани), което предполага затруднения при смяна на завоите и следователно при увеличаване на мощността.

Първоначално монтирани на фабрични състезателни мотоциклети, ние сме свидетели на обобщаването на двигатели с клапани "по-горе», Което позволява по-добро пълнене на двигателя. Тъй като разпределителният вал винаги е разположен в долната част на двигателя, тъй като за неговата синхронизация той е свързан от зъбна предавка към коляновия вал или верига, управлението на клапана изисква в този случай дълги връщащи пръти, за да достигне до раменете.

Горният разпределителен вал

Theгорния разпределителен вал (ACT или SOHC (Единичен разпределителен вал на английски език)) е специфично разположение на разпределителния вал (а) над главата на цилиндъра, за да се подобри управлението на клапаните чрез намаляване на буталните части.

При двигател с въздушен клапан е обичайно да се предава командата за отваряне на клапана чрез въртеливо движение, взето от коляновия вал и предадено на разпределителен вал. Чрез поставяне на разпределителния вал в главата, т.е. в горната част на двигателя, тези пръти вече не са необходими, но синхронизирането на вала се извършва чрез трансмисия, позволявайки изместване на оста на въртене. Първоначално прието в конкуренция, това решение постепенно се разпространи във всички двигатели за леки автомобили.

За да се избегне паниката на клапаните при високи скорости (около 4000 оборота в минута и повече), частите, подлежащи на възвратно-постъпателно движение, като буталки, кобилици и самите кобилици трябва да бъдат сведени до минимум. Елиминирането на тези части, премахване на всички паразитни механични хлабини, контролната точност на клапаните ще бъде подобрена. За целта поставяме разпределителния (те) вал (и) директно над клапаните.

Предаването на въртенето на коляновия вал към разпределителния вал се извършва чрез верига, зъбен ремък, каскада от зъбни колела, вал със скосени двойки или по изключение свързващ прът (NSU). Просто е необходимо да се поддържа строга синхронизация със съотношение 2 оборота на коляновия вал за 1 оборот на разпределителния вал. Когато всички клапани са на една и съща линия, един разпределителен вал е достатъчен, за да задейства всички клапани, без да са необходими кобилици или втори вал.

Дълго време производителите избягваха разпределителния вал начело на масово произвежданите автомобили, поради разходите за поддръжка, проблемите със смазването, които създаваше, и модификациите на производствените линии на двигателите. В действителност, горните разпределителни валове представляват интерес само за достигане на високи скорости, беше обичайно да се резервират за спортни двигатели. Сега по-голямата част от автомобилните двигатели са оборудвани с разпределителен вал, често двоен, за задействане на 16-те клапана, често срещани в съвременните редови 4-цилиндрови двигатели. V-образните двигатели, използващи тази технология, заемат повече място в двигателното отделение на автомобилите, отколкото двигателите със страничен или надземен клапан с клатушки.

Двигателите с горни разпределителни валове постигат максимален въртящ момент и мощност при по-високи обороти на двигателя, отколкото двигателите с горни клапани с клатушки. За да увеличат максимално ефективността, производителите на автомобили трябва да ги сдвоят с трансмисии с голям брой предавки.

Сред последните разработки трябва да посочим двигатели с променливо време, безкамерна технология, но също така и различни системи, използвани за промяна на позицията или профила на разпределителния вал по време на работа на двигателя. Тази функция дава възможност за подобряване на работата на двигателя както при високи, така и при ниски обороти. За съжаление цената на тези системи ги запазва както за висок клас, така и за спортни модели.

Двоен разпределителен вал

В началото на 70-те години, за да се осигури добро центриране на свещта в главата на цилиндъра, както и лесно регулиране на законите за разпределение, ние разположихме разпределителен вал за всмукателните клапани и друг за изпускателната тръба. Пространството между дърветата служи за поставяне на свещта в центъра на горивната камера.

The двоен разпределителен вал (DOHC = Двоен разпределителен вал на английски) е вариант на горния разпределителен вал, където редовете на всмукателния и изпускателния клапан се задействат от вал. Тази техника се използва за елиминиране на почти всички междинни части между разпределителния вал и клапана, без обаче да се налага подравняване на всички клапани. По този начин двигателят може да работи по-бързо и да произвежда по-малко механичен шум.

Концепцията за двоен вал може да бъде замислена само за всеки ред цилиндри. Например V-образен двигател, който би имал само един разпределителен вал на ред цилиндри, се разпознава като единичен вал, въпреки че има общо два разпределителни вала. Понякога се казват някои двигатели с няколко цилиндрови реда QOHC или четворна горна разпределителна шахта. Това всъщност се използва за означаване на двигател, при който всеки ред цилиндри има двоен разпределителен вал над главата. По този начин термините V6 DOHC или V6 QOHC означават абсолютно едно и също нещо. Двойният разпределителен вал често се свързва с разпределения, използвайки 4 клапана на цилиндър, но това не е изискване.

Има следи от двойни дървета от 1912 г. във Фиат. Двойният разпределителен вал над главата започва да става широко разпространен в автомобилната индустрия през 60-те години. При мотоциклетите обобщаването на пътническите превозни средства е направено от японски производители.

Последни разработки

Създадени са различни устройства, за да могат да променят законите на разпределение в зависимост от оборотите на двигателя и действието върху газта. По този начин видяхме устройства за превключване на разпределителния вал (Toyota VVTI) или превключване от 2 на 4 клапана на цилиндър (Honda 800 vfr). Бъдещето е променливо време на регулиране на клапаните, като клапаните се управляват не от разпределителен вал, а от електромагнитни задвижващи механизми (т.е. технология Camless). Тази технология позволява чрез компютър да управлява всеки клапан независимо според всички известни параметри на двигателя, използван за по-добро управление на въртящия момент, ефективността, температурите на газовете или замърсяването.