Mecanismo de distribución de gas do motor, deseño e principio de funcionamento

O mecanismo de distribución de gas (GRM) é un conxunto de pezas e conxuntos que abren e pechan as válvulas de admisión e escape do motor nun momento determinado. A principal tarefa do mecanismo de distribución de gas é a subministración oportuna de aire-combustible ou combustible (dependendo do tipo de motor) á cámara de combustión e a liberación de gases de escape. Para solucionar este problema, todo un complexo de mecanismos funciona sen problemas, algúns dos cales son controlados electrónicamente.

Como é o momento

Nos motores modernos, o mecanismo de distribución de gas está situado na culata do motor. Consta dos seguintes elementos principais:

• Árbol de levas. Este é un produto de deseño complexo, feito de aceiro duradeiro ou ferro fundido con alta precisión. Dependendo do deseño da sincronización, o árbol de levas pódese instalar na culata ou no cárter (actualmente non se usa esta disposición). Esta é a principal parte responsable da apertura e peche secuenciais das válvulas.

O eixe ten rodamentos e levas que empurran o vástago da válvula ou o balancín. A forma da leva ten unha xeometría estritamente definida, xa que diso depende a duración e o grao de apertura da válvula. Ademais, as levas están deseñadas en diferentes direccións para garantir o funcionamento alternativo dos cilindros.

• Actuador. O par do cigüeñal transmítese a través da unidade ata o eixe de levas. A unidade varía dependendo da solución de deseño. A engrenaxe do cigüeñal ten a metade do tamaño da engrenaxe do árbol de levas. Así, o cigüeñal xira dúas veces máis rápido. Dependendo do tipo de unidade, inclúe:

1. cadea ou cinto;
2. engrenaxes do eixe;
3. tensor (rolo tensor);
4. amortecedor e zapato.

• Válvulas de admisión e escape. Están situados na culata e son varillas cunha cabeza plana nun extremo, chamada vástago. As válvulas de entrada e saída difiren no deseño. A entrada faise dunha soa peza. Tamén ten un prato máis grande para encher mellor o cilindro con carga fresca. A saída adoita ser de aceiro resistente á calor e ten un vástago oco para un mellor arrefriamento, xa que está exposto a temperaturas máis altas durante o funcionamento. Dentro da cavidade hai un recheo de sodio que se funde facilmente e elimina parte da calor da placa á vara.

As cabezas das válvulas están achaflanadas para proporcionar un axuste máis axustado nos orificios da cabeza dos cilindros. Este lugar chámase a sela. Ademais das propias válvulas, o mecanismo inclúe elementos adicionais para garantir o seu correcto funcionamento:

1. Mananciais. Devolver as válvulas á súa posición orixinal despois de premer.
2. Selos de vástago de válvula. Trátase de selos especiais que evitan que o aceite entre na cámara de combustión ao longo do vástago da válvula.
3. Casquillo guía. Instalado na carcasa da culata e proporciona un movemento preciso da válvula.
4. Biscoitos. Coa súa axuda, un resorte está unido ao vástago da válvula.

• Empuxadores. A través dos empurradores, a forza transmítese desde a leva do árbol de levas á varilla. Fabricado en aceiro de alta resistencia. Son de distintos tipos:

1. mecánica - lentes;
2. rolo;
3. compensadores hidráulicos.

A diferenza térmica entre os empurradores mecánicos e os lóbulos do árbol de levas axústase manualmente. Os compensadores hidráulicos ou os taqués hidráulicos manteñen automaticamente o espazo libre necesario e non precisan axuste.

• Brazo basculante ou palancas. Un balancín simple é unha panca de dous brazos que realiza movementos de balance. En diferentes disposicións, os balancíns poden funcionar de forma diferente.
• Sistemas de temporización variable de válvulas. Estes sistemas non están instalados en todos os motores. Podes atopar máis detalles sobre o dispositivo e o principio de funcionamento de CVVT nun artigo separado do noso sitio web.

Descrición do tempo

O funcionamento do mecanismo de distribución de gas é difícil de considerar por separado do ciclo de funcionamento do motor. A súa tarefa principal é abrir e pechar as válvulas a tempo durante un determinado período de tempo. Polo tanto, na carreira de admisión ábrese a admisión e na carreira de escape ábrese o escape. É dicir, de feito, o mecanismo debe implementar a sincronización da válvula calculada.

Tecnicamente é así:

1. O cigüeñal transmite o par a través da unidade ao eixe de levas.
2. A leva do árbol de levas presiona o empuxe ou o balancín.
3. A válvula móvese dentro da cámara de combustión, permitindo o acceso á carga fresca ou aos gases de escape.
4. Despois de que a leva pasou a fase activa de acción, a válvula volve ao seu lugar baixo a acción do resorte.

Tamén hai que ter en conta que durante un ciclo completo, o árbol de levas fai 2 revolucións, abrindo alternativamente as válvulas de cada cilindro, dependendo da orde na que funcionen. É dicir, por exemplo, cun esquema de funcionamento 1-3-4-2, as válvulas de admisión do primeiro cilindro e as de escape do cuarto abriranse simultáneamente. No segundo e terceiro pecharanse as válvulas.

Tipos de mecanismos de distribución de gas

Os motores poden ter esquemas de tempo diferentes. Considere a seguinte clasificación.

Pola posición do árbol de levas

Hai dous tipos de posición do árbol de levas:

• fondo;
• arriba.

Na posición inferior, o árbol de levas está situado no bloque de cilindros xunto ao cigüeñal. O impacto das levas a través dos impulsores transmítese aos balancíns, mediante varillas especiais. Trátase de varillas longas que conectan as varillas de empuxe na parte inferior cos balancíns na parte superior. A localización máis baixa non se considera a máis exitosa, pero ten as súas vantaxes. En particular, unha conexión máis fiable entre o árbol de levas eo cambota. Este tipo de dispositivo non se usa nos motores modernos.

Na posición superior, o árbol de levas está na culata, xusto por riba das válvulas. Nesta posición, pódense implementar varias opcións para influír nas válvulas: utilizando empurradores ou pancas basculantes. Este deseño é máis sinxelo, máis fiable e máis compacto. A posición superior do árbol de levas fíxose máis común.

Por número de árboles de levas

Os motores en liña poden estar equipados con un ou dous árboles de levas. Os motores cun único árbol de levas desígnanse coa abreviatura SOHC(Árbore de levas aéreo único), e con dous - DOHC(Dobre árbol de levas aéreo). Un eixe encárgase de abrir as válvulas de admisión e o outro o de escape. Os motores en V usan catro árbores de levas, dous por cada banco de cilindros.

Por número de válvulas

A forma do árbol de levas e o número de levas dependerá do número de válvulas por cilindro. Pode haber dúas, tres, catro ou cinco válvulas.

A opción máis sinxela é con dúas válvulas: unha para admisión e outra para escape. Un motor de tres válvulas ten dúas válvulas de admisión e unha de escape. Na versión con catro válvulas: dúas de admisión e dúas de escape. Cinco válvulas: tres para admisión e dúas para escape. Cantas máis válvulas de admisión, máis mestura de aire-combustible entra na cámara de combustión. En consecuencia, aumenta a potencia e a dinámica do motor. Para facer máis de cinco non permitirá o tamaño da cámara de combustión e a forma do árbol de levas. As catro válvulas máis utilizadas por cilindro.

Por tipo de accionamento

Hai tres tipos de accionamentos de árbores de levas:

1. engrenaxe. Esta opción de accionamento só é posible se o árbol de levas está na posición inferior do bloque de cilindros. O cigüeñal e o árbol de levas son impulsados ​​por engrenaxes. A principal vantaxe desta unidade é a fiabilidade. Cando o árbol de levas está na posición superior da culata, utilízanse tanto a transmisión por cadea como a correa.
2. Cadea. Esta unidade considérase máis fiable. Pero o uso da cadea require condicións especiais. Para amortiguar as vibracións instálanse amortiguadores e a tensión da cadea está regulada por tensores. Pódense utilizar varias cadeas dependendo do número de eixes.
   

   O recurso da cadea é suficiente para unha media de 150-200 mil quilómetros.

   O principal problema da transmisión da cadea considérase un mal funcionamento dos tensores, amortiguadores ou unha rotura na propia cadea. Cunha tensión insuficiente, a cadea durante a operación pode esvarar entre os dentes, o que leva a unha violación da sincronización da válvula.

   Axuda a axustar automaticamente a tensión da cadea tensores hidráulicos. Trátase de pistóns que presionan o chamado zapato. O zapato está unido directamente á cadea. Trátase dunha peza cun revestimento especial, curvada nun arco. No interior do tensor hidráulico hai un émbolo, un resorte e unha cavidade de traballo para o aceite. O aceite entra no tensor e empurra o cilindro ao nivel correcto. A válvula pecha o paso do aceite e o pistón mantén a tensión correcta da cadea en todo momento.Os compensadores hidráulicos nunha correa de distribución funcionan cun principio similar. O amortecedor da cadea absorbe as vibracións residuais que non foron amortiguadas polo zapato. Isto garante un funcionamento perfecto e preciso da transmisión por cadea.

   O maior problema pode vir dun circuíto aberto.

   O árbol de levas deixa de xirar, pero o cigüeñal segue xirando e movendo os pistóns. Os fondos dos pistóns chegan aos discos das válvulas, facendo que se deformen. Nos casos máis graves, o bloque de cilindros tamén pode estar danado. Para evitar que isto ocorra, ás veces utilízanse cadeas de dobre fila. Se un rompe, o outro segue traballando. O condutor poderá corrixir a situación sen consecuencias.

3. cinto.A transmisión por correa non precisa lubricación, a diferenza da transmisión por cadea.
   

   O recurso do cinto tamén é limitado e ten unha media de 60-80 mil quilómetros.

   Utilízanse correas dentadas para un mellor agarre e fiabilidade. Este é máis sinxelo. Unha correa rota co motor en marcha terá as mesmas consecuencias que unha cadea rota. As principais vantaxes dunha transmisión por correa son a facilidade de operación e substitución, o baixo custo e o funcionamento silencioso.

O funcionamento do motor, a súa dinámica e potencia dependen do correcto funcionamento de todo o mecanismo de distribución de gas. Canto maior sexa o número e volume de cilindros, máis complexo será o dispositivo de sincronización. É importante que cada condutor comprenda a estrutura do mecanismo para detectar un mal funcionamento a tempo.