Одна из главных частей двигателя — это головка, она крепится шпильками и гайками к блоку с цилиндрами. Внутри клапаны, они бывают только впускными или выпускными и являются частью сложного, точного механизма, выполненного из качественных сплавов.
Именно он отвечает за газораспределение, прожорливость и мощность. Его главной частью является распределительный вал, который вращаясь, задаёт такт клапанам. Таким образом, он производит своевременное их закрытие и открытие.
Всё это неотъемлемая часть любого двигателя, не важно, бензиновый он или дизельный. Данный механизм обеспечивает впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов. Модификации этого механизма изменяют газораспределение мотора.
Фазы газораспределения — это синхронизированный процесс раскрытия клапанов согласно тактам двигателя и его оборотам, которые выражаются угловым расположением коленчатого вала.
Правильная и неправильная синхронизация фаз
Двигатель имеет на внешних шестернях иногда почти незаметные метки, которые должны синхронно совпадать все в одном положении. При соблюдении этого правила все механизмы двигателя работают слаженно, не вызывая проблем. При несовпадении начинается быстрое разрушение поршней и износ цилиндров (детонация) или мотор задыхается от своих отработанных газов.
В обычных отечественных двигателях система газораспределения не имеет никаких дополнительных модификаций. Она механически точно выполняет свои функции, несмотря на обороты двигателя. Такой вариант примитивен и имеет ряд недостатков, связанных с мощностью на больших оборотах и стабильностью «холостой» работы мотора.
Модификации и их назначения
Чтобы контролировать газораспределение, учитывая обороты мотора, некоторые иномарки оснащены специальной модификацией в головке блока, она имеет гидравлический или электромагнитный привод. Первое улучшение связанно с муфтой, которая крепится с торца распределительного вала, она сдвигает фазы распределительного вала. Обычно такая система гидравлическая и управляется автоматикой.
Вторая модификация имеет электрический привод и располагается внутри головки блока цилиндров над впускным клапаном. Изменяет положение клапана относительно цилиндра. Работает точно благодаря бортовому компьютеру, который запрограммирован менять режимы согласно оборотам мотора.
Третья модификация смещает распределительный вал относительно своей оси при 5000 — 6000 об/мин двигателя, запуская второй ряд кулачков, увеличивая раскрытие клапанов. Таким образом, увеличивается мощность благодаря лучшей «продуваемости» горючей смесью цилиндров.
Последний способ эффективнее использовать на дизельных двигателях. В двигателях внутреннего сгорания впрыск топлива осуществляется отдельно, в таком случае цилиндры будут продуваться воздухом.
Режимы и их характеристики:
- качественно улучшить работу мотора при холостом ходе;
- повысить экономию топлива;
- стабилизировать работу при низких и высоких оборотах;
- максимально повысить экологичность выбросов;
- увеличить мощность при значительных оборотах мотора.
Улучшения газораспределения можно добиться при помощи своевременного изменения степени западания клапанов и смены угла распределяющего вала.
В режиме холостого хода.
В этом режиме клапана для выпуска газа открываются немного позже, что стабилизирует работу мотора и не даёт ему «заглохнуть». Смесь сжигается лучше, это увеличивает экологичность выхлопа.
В режиме низких нагрузок.
Задача уменьшить перекрытие впускных клапанов и минимизировать проникновение отработавших газов в коллектор с рабочей смесью.
В режиме средних нагрузок.
Здесь увеличение перекрытия и наоборот повышается проникновение газов в коллектор.
В режиме высоких нагрузок с низкими оборотами.
Задача этого режима увеличить обороты мотора. Более раннее прикрытие клапанов впуска смеси позволяет лучше реагировать мотору на дроссельную заслонку.
В режиме высоких нагрузок с высокими оборотами.
При высоких синхронных оборотах клапаны просто очень быстро двигаются, и это не позволяет добиться желаемой мощности двигателя. Это связанно с дефицитом горючей смеси в цилиндрах. Задача этого режима обеспечить перекрытие клапана тогда, когда поршень сжал рабочий объём.
Эволюция управляемого газораспределения
Первые эксперименты с распределительным валом производились в 80-х годах — это изменение геометрии вала и создание отдельной головки ГРМ, их целью и желанием было увеличить мощность мотора (до этого распределительный вал находился вместе с коленчатым).
В США 90-х годов вышел жесткий закон, который ограничивал вредные выбросы в атмосферу, именно тогда стали массово производить двигатели с системами сдвига фазы, и разрабатывать способы повышения экологичности автомобиля.
С приходом 2000-х стала резко подниматься цена на топливо, остро стал вопрос экономичности двигателя. Наука умеет предсказывать будущее. Всем этим условиям отвечают устройства, описанные выше.
Перейти к списку статей
