Význam časování ventilů. Jak přesně ovlivňují kompresi motoru?

Termín “fáze” znamená část, fázi nebo krok nějakého procesu. Proto je časování sacích a výfukových ventilů součástí kompletního pracovního cyklu spalovacího motoru. Po přečtení článku se dozvíte, co se děje během fází, jak je motor reguluje a co ovlivňuje časování ventilů.

Jak funguje spalovací motor

Zapálení směsi vzduchu a paliva ve válci motoru vede k uvolňování výfukových plynů a zvýšení teploty. Během kompresního zdvihu se píst pohybuje do horní úvratě (TDC) a stlačuje směs vzduchu a paliva nebo vzduch (dieselový motor).

K zapálení dochází krátce před TDC. V benzínovém motoru je směs vzduchu a paliva zapálena jiskrou ze zapalovací svíčky. U vznětového motoru je rozprášené palivo vstřikováno do horkého vzduchu z komprese. Když se píst přiblíží dolní úvrati (BDC), začne časování výfukových ventilů. Výfukový ventil se otevře a píst stoupající k horní úvrati vytlačuje produkty spalování směsi vzduchu a paliva z válce. Když se píst blíží TDC, výfuková fáze končí a začíná fáze sání. Píst se pohybuje do TDC, ve válci vzniká podtlak, díky kterému je vzduch nasáván do spalovací komory. Jakmile je dosaženo TDC, sací fáze končí a začíná kompresní zdvih.

Konstrukce mechanismu rozvodu plynu

Mechanismus distribuce plynu (GRM) se skládá z:

jeden nebo dva vačkové hřídele, z nichž každý má své vlastní ozubené kolo;
ozubená kola klikového hřídele;
řetězový nebo řemenový pohon.

Počet zubů na ozubeném kole vačkového hřídele je vždy 2x větší než na ozubeném kole klikového hřídele.

Díky tomu na dvě otáčky klikového hřídele nastane pouze jedna otáčka vačkového hřídele. To umožňuje otevírání a zavírání ventilů hlavy válců (hlavy válců) v závislosti na zdvihu motoru. Časování ventilů závisí na umístění vaček vačkových hřídelů. Proto je u jednohřídelových motorů možné pouze současné nastavení sací a výfukové fáze. U dvouhřídelových motorů je možné oddělené nastavení sací a výfukové fáze. To vám umožní optimalizovat provoz motoru pro různé režimy.

Když vačka vačkového hřídele dosáhne ventilu, začne na něj tlačit, dokud se ventil zcela neotevře. Pak se vačka posune dále a pružina začne mačkat ventil a snaží se ho zavřít. Jakmile tlak z vačkového hřídele zmizí, pružina ventil zcela uzavře. Úhel natočení vačkového hřídele, při kterém jsou otevřeny sací nebo výfukové ventily jednoho válce, se nazývá časování ventilů.

Co ovlivňují fáze rozvodového řemene?

Motory moderních levných automobilů neposkytují automatické nastavení časování ventilů, takže jsou nakonfigurovány pro střední provoz. Tvar vaček vačkových hřídelů těchto motorů je navržen pro maximální plnění a vyprazdňování válců při otáčkách blízkých maximálnímu točivému momentu. Obvykle se nachází mezi 2/3 a 3/4 maximálních otáček. Proto takový motor „špatně táhne“ v otáčkách pod polovinou maxima.

Proč se to děje? Čím vyšší jsou otáčky motoru, tím rychleji se pohybují písty. V důsledku toho se tlak uvnitř válce během výfukové fáze zvyšuje, ale průtok výfukovým ventilem se nemění. Během sací fáze se píst pohybuje rychleji než při volnoběžných otáčkách, ale kapacita ventilu se nemění. Čím vyšší jsou tedy otáčky motoru, tím horší je plnění válců. Proto není neobvyklé, že se fáze výroby a uvolňování překrývají. Zatímco se výfukový ventil zavírá, ale stále je otevřený, sací ventil se začíná otevírat.

Při volnoběhu a nízkých otáčkách jde část paliva, které vstupuje do motoru, do výfukového potrubí. To snižuje výkon a účinnost motoru. S rostoucí rychlostí vliv tohoto efektu slábne. Čím vyšší jsou tedy otáčky motoru, tím delší by mělo být časování ventilů. Tím se zabrání snížení výkonu motoru.

Pokud posunete časování ventilů z optimálního bodu, dojde k prudkému poklesu výkonu motoru. Válce totiž buď nebudou zcela zbaveny výfukových plynů, nebo nebudou zcela naplněny směsí vzduch-palivo. Optimální počáteční bod fáze a její trvání však závisí na zatížení motoru a otáčkách motoru. Tuningové dílny a zdatní motoristé proto místo standardního převodu vačkového hřídele instalují dělené soukolí, se kterým můžete posunout fázi až o 10 stupňů. Používají také tuningové vačkové hřídele určené pro různé režimy a zatížení. Ti, kteří dávají přednost jízdě maximální rychlostí, instalují hřídele s maximální sací a výfukovou fází. Ti, kteří jezdí při středních otáčkách motoru, vyhýbají se ostrým startům a vysokým rychlostem, instalují hřídele s mírně sníženými fázemi.

Přečtěte si více

Kdy byste měli sklízet listy Ginkgo biloba?

Seřizovač vačkového hřídele

Existuje velké množství modelů fázových regulátorů, které pracují pomocí různých algoritmů. Obecný princip však zůstává stejný. Když motor běží v nízkých otáčkách, fázový regulátor redukuje fáze sání a výfuku. To umožňuje snížit spotřebu paliva.

Když motor začne pracovat ve vysokých otáčkách nebo pod zatížením, regulátor prodlouží dobu trvání fází a často i bod, ve kterém začínají. To nejen zvyšuje výkon a točivý moment, ale také snižuje spotřebu paliva. Nejoblíbenější modely fázových regulátorů jsou ty, které pracují na odstředivém principu. Čím vyšší jsou otáčky motoru, tím více napínají rozvodový řetěz nebo řemen, čímž se posouvá časování ventilů. Díky tomu, že tato zařízení regulují napnutí řemene nebo řetězu na obou vačkových hřídelích, efektivně posouvají obě fáze. Takové fázové regulátory nevyžadují seřízení, nicméně po ujetí 40–70 tisíc kilometrů je nutné vyměnit těsnicí kroužky hydraulických válců.

Složitější regulátory jsou soustava senzorů, regulátoru motoru a akčních členů. Princip jejich fungování je však úplně stejný jako u odstředivých. Pohon zvyšuje nebo snižuje napnutí řetězu na straně sacího a výfukového hřídele. Díky tomu je každá fáze regulována samostatně. Takové systémy vyžadují konfiguraci a pravidelnou kontrolu. Vzhledem k tomu, že pohony jsou elektricky napájeny, není potřeba pravidelně vyměňovat O-kroužky. Existují také systémy, ve kterých je elektronické ovládání kombinováno s hydraulickým pohonem. V takových systémech nedochází k seřízení kvůli napnutí řetězu, ale zvýšením tlaku uvnitř ozubeného kola vačkového hřídele.

Čím vyšší je tlak, tím dále hydraulický pohon otáčí vačkovým hřídelem vzhledem k poloze ozubeného kola.

Jak nastavit časování ventilů

U většiny moderních vozů vybavených mechanickým rozvodovým řemenem je časování ventilů nastaveno stejně. Na TDC prvního válce. Za tímto účelem jsou na bloku válců a skříni hlavy válců a také na ozubených kolech vačkového a klikového hřídele aplikovány speciální značky. Nejprve srovnejte značky klikového hřídele. Poté se značky vačkového hřídele (vačkových hřídelů) vyrovnají. Poté nasaďte a utáhněte řetěz nebo řemen a poté zkontrolujte značky. Pokud jsou značky na svém místě, otočte klikovým hřídelem 2 až 4krát a znovu zkontrolujte značky. Pokud se značky na ozubených kolech vačkového a klikového hřídele shodují se značkami na bloku válců a hlavě válců, pak jsou fáze nastaveny správně. Pokud se liší, je nutné odstranit řetěz nebo řemen a opakovat všechny operace.