На главную страницу
   
   




Схемы привода клапанов, цельные толкатели, их конструкция и применение.

Существует множество вариантов привода клапана посредством кулачкового распределительного вала. Каждый из них имеет как преимущества, так и недостатки и соответствует уровню развития технологии производства своего времени. Конструкторы, решая задачу проектирования механизма газораспределения, выбирают компромиссные решения, наиболее полно отвечающим требованиям, предъявляемым к двигателям данного типа.

Так, на заре двигателестроения, распредвалы располагались как можно ближе к коленчатому валу, что было обусловлено технологическими трудностями – привод РВ в то время мог осуществляться только шестернями, число которых стремились свести к минимуму. Головка блока могла быть только достаточно простой формы (без мест под коромысла, втулок под клапаны, без седел), поэтому клапаны были перевернутыми, то есть стержень смотрел вниз, и сами клапаны находились в стороне от цилиндра, использовались штанги (нижнеклапанная схема). В таком варианте камера сгорания (КС) получалась вытянутой, фронт пламени долго распространялся от свечи до периферии – получались низкие детонационные свойства КС, мощностные характеристики, высокий расход топлива.

f_v1_sm.jpgПо мере развития технологий изготовления деталей двигателя и всего производства в целом, усложнялась конструкция мотора. Так строение головки блока цилиндра стало отвечать требованиям эффективного процесса смесеобразования, КС приняла ту форму, которая оптимальна для данного вида топлива и типа двигателя, остро встали проблемы снижения веса. Вместе с тем, появлялись новые и новые схемы привода клапанов.

Так, долгое время большинство соотечественников было знакомо с «классическим» механизмом газораспределения. Данный тип имеет ряд преимуществ, среди которых простота регулировки теплового зазора и ряд других. Использование цилиндрической контактной поверхности на рычаге позволяет реализовать достоинство системы SmartCAMS® в создании кулачков с заданной степенью вогнутости профиля. Это очень важно, так как пока весь потенциал этой схемы не реализован.

f_v2_sm.jpgВ настоящее время широкое распространение имеет тип привода клапана с плоской регулировочной шайбой. Данная конструкция достаточно технологична. Однако регулировка теплового зазора может быть осуществлена только подбором регулировочной шайбы нужной толщины. Это увеличивает номенклатуру используемых для ремонта деталей, увеличивает затраты, снижает ремонтопригодность. Кроме того, жесткой фиксации шайбы не предусмотрено, что может приводить в ряде случаев к ее выпадению из посадочного гнезда. Это не приемлемо для двигателей спортивной и гоночной спецификации. «Выплевывание» шайбы объясняется очень просто – в толкателе имеется U-образная технологическая выемка у внешней стороны посадочного гнезда. Как только линия контакта между кулачком и шайбой (положение вектора силы со стороны кулачка) выходит за опорную поверхность толкателя, шайба, не имея под собой опоры, начинает наклоняться.

f_v3_sm.jpgТаким образом, каким бы не был диаметр регулировочной шайбы, определяющим является размер опорной поверхности толкателя (положение вектора силы со стороны толкателя) Через некоторое время работы, когда гнездо будет достаточно сильно деформировано – шайба вылетит. Следует заметить, что ни подъем, ни ширина фазы кулачка не являются определяющими факторами нормальной работоспособности регулировочной шайбы. Мы в описании к каждому валу четко указываем тип применяемого толкателя, таким образом, вал с самым большим подъемом и шириной фазы может надежно работать со стандартным толкателем.

f_v4_sm.jpgВ последнее время все большее и большее распространение получают двигатели с гидравлическими толкателями в приводе клапанов. Кроме отсутствия необходимости регулировки теплового зазора этот тип толкателей позволяет использовать распредвалы с большим наполнением. Это обуславливается практически полным использованием поверхности толкателя для перемещения линии контакта между кулачком и толкателем. Однако нормальная работоспособность гидрокомпенсатора может быть гарантирована только до определенных оборотов – около 7500-8000 об/мин.

f_v5_sm.jpgДля более высокооборотистых двигателей и двигателей с максимальным увеличением момента и мощности необходимо заменять стандартные толкатели (с регулировочной шайбой или гидрокомпенсатором) на цельные толкатели. Использование всей поверхности толкателя; гарантированный минимальный зазор между толкателем и колодцем в головке, снижающий шумность, вибрации и колебания клапанного механизма; сниженные массы поступательно-движущихся деталей привода (за счет облегченного толкателя, отсутствия тяжелой шайбы), высокая технологичность и дешевизна установки – все это преимущества плоского цельного толкателя. В совокупности с использованием системы проектирования SmartCAMS®, учитывающей все тонкости профилирования кулачков, эти преимущества будут реализованы наиболее полно. Для регулировки тепловых зазоров используются подпятники, подбирая или самостоятельно подрезая, которые необходимо добиться рекомендованных зазоров. Материалом для подпятника может служить отрезок прутка из качественной стали, например старый клапан. Операция по подбору (подрезу) подпятника до нужного размера занимает не так много времени, как это может показаться с первого взгляда. Увеличенная жесткость клапанного привода позволяет гарантировать долгую, безотказную работу в течении продолжительного времени при самых высоких нагрузках.