https://energyeducation. ca/encyclopedia/Camshaft

Принцип работы распределительных валов

| Практическое руководство — двигатель и трансмиссия

События, связанные с распределительным валом и синхронизацией клапанов, на первый взгляд, несомненно, могут показаться кучей обезьяньих движений. Тем не менее, есть мотив и безумие в том, как проектируются распределительные валы и, в частности, в том, как компании, производящие распределительные валы, проектируют и проектируют их. Затем вы, как энтузиаст, должны решить, как правильно выбрать камеру для вашего приложения.

Распределительный вал представляет собой вал с рядом эксцентриков (кулачков) вдоль его центральной линии в различных положениях, предназначенных для открытия впускных и выпускных клапанов во времени с синхронизацией коленчатого вала и поршня. Есть пружины, которые закрывают клапаны. Старые двигатели с распределителями также будут иметь приводную шестерню распределителя/масляного насоса вдоль распределительного вала на одном или другом конце.

Распределительный и коленчатый валы, проходящие параллельно по центру блока цилиндров, вращаются с разной скоростью. Коленчатый вал вращается ровно в два раза быстрее распределительного вала в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания. Четыре цикла: впуск, сжатие, зажигание/мощность и такт выпуска. Для завершения четырех циклов требуется два полных оборота коленчатого вала и один оборот распределительного вала.

На такте впуска с открытым впускным клапаном воздух и топливо всасываются в отверстие цилиндра для сгорания и механического результата тепловой энергии. Когда кривошип поворачивается и поршень начинает свое движение вверх в такт сжатия с обоими закрытыми клапанами, свеча зажигания срабатывает на несколько градусов поворота кривошипа до верхней мертвой точки (ВМТ).

Образовавшийся фронт пламени с ревом проходит через верхнюю часть поршня с высокой скоростью, воздействуя на поршень и камеру сгорания. Тепловая энергия, подаваемая на поршень, воздействует на шатун и шейку коленчатого вала, превращая прямолинейное действие во вращательное движение и мощность. Когда коленчатый вал снова поворачивается, поршень возвращается к ходу вверх, вытесняя горячие выхлопные газы через открытый выпускной клапан.

Действие клапана является прямым результатом действия кулачка на толкатель, толкатель, коромысло и шток клапана. Чтобы понять, что такое распределительный вал, нужно знать всю терминологию.

Базовая окружность: Самая нижняя точка лепестка, когда клапан полностью закрыт.

Рампа: Часть лепестка, где клапан начинает открываться или закрываться. Конструкция рампы определяет, насколько быстро или медленно открывается или закрывается клапан.

Носик: Самая высокая точка лепестка, когда клапан полностью открыт.

Подъем лепестка: Величина подъемной силы, создаваемая самим лепестком.

Подъем клапана: Величина подъема клапана, умноженная на коэффициент коромысла. Если подъем лепестка на кулачке составляет 0,500 дюйма, а передаточное число коромысла составляет 1,6:1, у вас будет подъем клапана на 0,800 дюйма. Соотношение коромысла 1,6:1 означает, что подъемная сила кулисы в 1,6 раза больше, чем у кулисы.

Продолжительность: Время, в течение которого клапан находится вне седла в градусах поворота коленчатого вала. Рекламируется продолжительность и продолжительность при подъеме на 0,050 дюйма. Существует также продолжительность при подъеме на 0,006 дюйма. У каждого производителя кулачков свой подход к определению продолжительности. Посмотрите на эти цифры для каждой камеры и примите правильное решение.

Центры кулачков: Также известный как разделение кулачков, это взаимосвязь кулачков впускного и выпускного кулачков друг с другом. Другими словами, «расстояние лепестков» — это количество градусов, на которое разнесены пики впускных и выпускных лепестков. Возьмите это число градусов, в которых вершины кулачков разнесены, и разделите его пополам, и вы получите количество градусов коленчатого вала, в которых они разнесены.

Увеличение числа градусов, на которое лепестки отстоят друг от друга, уменьшает перекрытие клапана, а уменьшение числа градусов увеличивает перекрытие клапана. Перекрытие клапанов — это когда оба клапана находятся вне своих седел одновременно между тактами выпуска и впуска. То, что это означает для производительности, зависит от соотношения штоков и времени пребывания поршня в верхней части канала ствола. Вы хотите, чтобы продувка выхлопных газов увеличивала скорость на стороне впуска, где выходящие газы помогают втягивать свежий воздух/топливный заряд. Это также может работать против вас в зависимости от размера камеры и времени, в течение которого впускной клапан открыт.

Асимметричный лепесток: Лепесток с динамикой рампы открытия, отличной от динамики закрытия. Это означает, что клапан открывается с разной скоростью, чем закрывается.

Выбор распределительного вала заключается в понимании множества переменных, происходящих в двигателе. Вы не можете просто зайти в каталог распределительных валов и выбрать шлифовку. Вы должны кое-что знать о двигателе, с которым работаете. Данный профиль распределительного вала будет вести себя по-разному с различными типами архитектуры двигателя.

Итак, как выбрать камеру?

Длинный стержень или короткий стержень? Вы знаете передаточное число тяг двигателя? Что такое степень сжатия? Насколько велики камеры сгорания и какой формы они имеют? Железная голова или алюминий. Что такое поршневой купол или объем тарелки? Какие размеры клапанов? Что у вас есть для индукционной системы? Топливо инжекторное или карбюраторное? Планируется ли установка нагнетателя, турбонаддува или закиси азота? Что такое диаметр отверстия и ход поршня? И самое главное, как вы собираетесь использовать автомобиль большую часть времени?

По мере увеличения оборотов двигателя заполнение цилиндров воздухом/топливом становится все более сложной задачей. Мы решаем эту проблему, увеличивая продолжительность кулачка распределительного вала, то есть, как долго клапан находится вне своего седла. Некоторые кулачковые шлифовальные машины решают эту проблему заполнения цилиндра, открывая выпускной клапан ближе к концу рабочего такта, так что к тому времени, когда кривошип поворачивается до такта выпуска, выпускной клапан полностью открыт. Если учесть эту динамику в перекрытии клапанов, продувка способствует такту впуска воздуха/топлива. События, связанные с увеличением мощности, происходят так быстро на высоких оборотах, что нам приходится думать о следующем энергетическом цикле — намного раньше.

К тому времени, когда поршень приближается к нижней части своего рабочего хода, большая часть тепловой энергии израсходована, и преждевременное открытие выпускного клапана практически не причиняет вреда. Цель состоит в том, чтобы заполнить отверстие цилиндра как можно большим количеством воздушно-топливной смеси, а это означает, что нужно думать заранее о рабочем такте и такте выпуска.

Мы знаем, что клапаны наиболее эффективны, когда они широко открыты. Фактически, наиболее оптимальным сценарием были бы клапаны, открывающиеся мгновенно, а не постепенно. Однако в грубом механическом мире кулачков и толкателей действие клапана не работает таким образом, особенно если вы работаете с уличным кулачком. На самом деле, у двигателей другая работа на улице, чем в гонках.

Гоночные кулачки часто представляют собой другую историю, где агрессивный профиль кулачка обеспечивает быстрое действие мгновенного открытия клапана, особенно с роликовыми кулачками и практически невозможно с плоским толкателем. Если у вас нет щедрого бюджета или приятеля, который является вашим личным кулачковым шлифовщиком, это вряд ли произойдет. Вы должны довольствоваться тем, что есть на полке, или перейти к индивидуальному помолу.

Агрессивные профили кулачков дадут вам больше мощности. Тем не менее, всегда есть определенные потери с точки зрения долговечности, экономии топлива и снижения выбросов. Вы не можете иметь все это, но вы можете приблизиться. Радикальный кулачок с экстремальным подъемом сильно влияет на клапанный механизм. Это забьет пружины, которые будут страдать от циклической усталости. Стержни клапанов, направляющие и держатели тоже будут подвергаться ударам.

Выбор правильного распределительного вала для вашего проекта по сборке двигателя включает в себя домашнюю работу и общение со знающими людьми, которые могут помочь вам принять правильное решение. Вот почему вам захочется пообщаться с технической поддержкой Crower Cams, когда придет время выбирать распределительный вал и соответствующую систему клапанного механизма. Немногие в отрасли могут предложить вам лучшую техническую поддержку и продукт, чем Crower, потому что Crower делает это дольше, чем большая часть отрасли. Опыт Кроуэра всегда был сосредоточен на гонках и на том, что гоночный опыт сделал для уличных выступлений.

Если вы строите ежедневный пригородный автомобиль или круизер выходного дня, вам нужен удобный профиль камеры, с которым вы можете жить.

Несмотря на то, что лошадиным силам всегда уделяется большое внимание, крутящий момент — ваш друг на улице, даже если вы планируете участвовать в гонках на выходных. Крутящий момент — это то, что поможет вам начать. А при полностью открытой дроссельной заслонке крутящий момент переходит к лошадиным силам, когда пришло время включить его. На улице вам нужен широкий диапазон мощности, который начинается примерно с 2500 об/мин, а максимальный крутящий момент приходится на 3800 об/мин. После этого все зависит от лошадиных сил.

Если вы среднестатистический энтузиаст, вы будете искать готовую шлифовку, которая, скорее всего, будет хорошо работать с вашим двигателем и вашей техникой вождения. Вы можете иметь все камеры в мире. Однако, если у вас стоковые головы и индукция вместе с ограничительной выхлопной системой, вы просто тратите время и деньги. Кэм, головы и индукция должны работать вместе как одна команда. Если у вас есть стандартные головки, впуск и выпуск, вам нужен кулачок крутящего момента, который предлагает вам скорость впуска и крутящий момент на низких оборотах.

Ранее мы упоминали мощность и крутящий момент, и это было важнее. На улице в диапазоне оборотов от низких до средних, где ваш двигатель проводит большую часть своего времени, вам нужен крутящий момент, а не лошадиные силы. Это означает, что вы должны сосредоточиться на крутящем моменте — хрюканье — для чистой мощности при ускорении, где она вам нужна больше всего. Лошадиная сила — это элемент, который происходит на высоких оборотах. А в гонках крутящий момент и мощность приходят одновременно.

Вы не найдете распределительный вал, который обеспечивает все, что вам нужно. Есть уличные камеры и есть гоночные камеры. И есть камеры, которые предлагают некоторую меру кроссовера. Подумайте о том, как вы большую часть времени водите свой классический грузовик, а затем займитесь покупкой камеры, подходящей для вашего стиля вождения.