Tarkoitus, laite, ajoitustoiminto. Polttomoottori: kaasunjakelumekanismi

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:14

Auton kaasunjakomekanismi on yksi monimutkaisimmista moottorin suunnittelun mekanismeista. Polttomoottorin imu- ja pakoventtiilien ohjaus on täysin ajoituksessa. Mekanismi ohjaa sylinterien täyttöä polttoaine-ilma-seoksella avaamalla imuventtiilin imuiskulla ajoissa. Ajoitus ohjaa myös jo pakokaasujen poistoa polttokammiosta - tätä varten pakoventtiili avautuu pakotahdilla.

Ajoitusmekanismi

Ajoitusmekanismin osat suorittavat erilaisia toimintoja:

• Nokka-akseli avaa ja sulkee venttiilit.
• Voittomekanismi käyttää nokka-akselia tietyllä nopeudella.
• Venttiilit sulkevat ja avaavat imu- ja pakoportit.

Ajoituksen pääosat ovat nokka-akseli ja venttiilit. Nokka-akseli tai nokka-akseli on elementti, johon nokat sijaitsevat. Se toimii ja pyörii laakereiden varassa. Imu- tai poistoiskun aikaan nokat sijaitsevat akselilla pyörimisen aikanapaina venttiilinnostimia.

Ajoitusmekanismi sijaitsee sylinterin kannessa. Sylinterinkannessa on nokka-akseli ja siitä tulevat laakerit, vipuvarret, venttiilit ja venttiilinnostimet. Pään yläosa suljetaan venttiilikannella, joka asennetaan erityisellä tiivistetiivisteellä.

Ajoitusmekanismin toiminta

Ajoitus on täysin synkronoitu sytytyksen ja polttoaineen ruiskutuksen kanssa. Yksinkertaisesti sanottuna kaasupoljinta painettaessa kaasuventtiili avautuu ja ilma pääsee virtaamaan imusarjaan. Tämän seurauksena muodostuu polttoaine-ilmaseos. Sen jälkeen kaasunjakelumekanismi alkaa toimia. Ajoitus lisää tehoa ja vapauttaa pakokaasuja polttokammiosta. Jotta tämä toiminto toimisi oikein, tulo- ja poistoajoitusventtiilien avautumistiheyden on oltava korkea.

Venttiilejä käyttää moottorin nokka-akseli. Kun kampiakselin nopeus kasvaa, nokka-akseli alkaa myös pyöriä nopeammin, mikä lisää venttiilien avaamisen ja sulkemisen tiheyttä. Tämän seurauksena moottorin nopeus ja sen teho kasvavat.

Kampi- ja nokka-akselin yhdistäminen mahdollistaa sen, että polttomoottori polttaa täsmälleen sen määrän ilma-polttoaineseosta, joka tarvitaan moottorin toimintaan yhdessä tai toisessa.

Ajoituskäytön ominaisuudet, ketju ja hihna

Nokka-akselin vetopyörä on sylinterinkannen ulkopuolella. Välttääkseenöljyvuotoja, öljytiiviste sijaitsee akselin kaulassa. Jakoketju käyttää koko jakomekanismia ja on kulunut toiselta puolelta käytettävässä ketjupyörässä tai hihnapyörässä, ja toisa alta siirtää voiman kampiakselilta.

Kampiakselin ja nokka-akselin oikea ja tasainen sijoittelu toisiinsa nähden riippuu venttiilin hihnakäytöstä. Pienetkin poikkeamat asennossa voivat aiheuttaa ajoituksen, moottorin epäonnistumisen.

Luotettavimpana pidetään ajoitusrullaa käyttävää ketjukäyttöä, mutta hihnan vaaditun kireyden varmistamisessa on joitain ongelmia. Suurin kuljettajien kohtaama ja mekanismin ketjulle tyypillinen ongelma on sen rikkoutuminen, joka usein on syynä venttiilien taipumiseen.

Mekanismin lisäosien joukossa ovat ajoitusrulla, jota käytetään hihnan kiristykseen. Jakoketjukäytön haittoja ovat rikkoutumisriskin lisäksi myös korkea melutaso käytön aikana ja tarve vaihtaa se 50-60 tuhannen kilometrin välein.

Venttiilimekanismi

Venttiilimekanismin rakenne sisältää venttiilin istukat, venttiiliohjaimet, venttiilin kiertomekanismin ja muita elementtejä. Nokka-akselin voima välittyy karaan tai välilenkkiin - venttiilin keinuun tai keinuun.

Ei ole harvinaista löytää ajoitusmalleja, jotka vaativat jatkuvaa säätöä. Tällaisissa malleissa on erityiset aluslevyt ja pultit, joiden kierto on asetettutarvittavat selvitykset. Joskus raot säilyvät automaattisesti: niiden asentoa säädetään hydraulisilla kompensoijilla.

Kaasun jakeluvaiheiden hallinta

Nykyaikaiset moottorimallit ovat kokeneet merkittäviä muutoksia, kun ne ovat saaneet uudet mikroprosessoreihin perustuvat ohjausjärjestelmät - ns. ECU:n. Moottorinrakennuksen alalla päätehtävänä ei ollut vain tehon lisääminen, vaan myös valmistettujen voimayksiköiden hyötysuhde.

Moottoreiden suorituskykyä oli mahdollista lisätä ja samalla vähentää polttoaineen kulutusta vain ajoituksen ohjausjärjestelmiä käyttämällä. Tällaisilla järjestelmillä varustettu moottori ei vain kuluta vähemmän polttoainetta, mutta ei myöskään menetä tehoa, minkä vuoksi niitä on käytetty kaikkialla autojen tuotannossa.

Tällaisten järjestelmien toimintaperiaate on, että ne säätelevät jako-nokka-akselin pyörimisnopeutta. Pohjimmiltaan venttiilit avautuvat hieman aikaisemmin johtuen siitä, että nokka-akseli pyörii pyörimissuuntaan. Itse asiassa nykyaikaisissa moottoreissa nokka-akseli ei enää pyöri vakionopeudella kampiakseliin nähden.

Päätehtävänä on edelleen moottorin sylintereiden tehokkain täyttö sen valitusta toimintatavasta riippuen. Tällaiset järjestelmät valvovat moottorin tilaa ja korjaavat polttoaineseoksen syöttöä: esimerkiksi tyhjäkäynnillä sen tilavuus pienenee lähes minimiin, koska polttoainetta ei tarvita suuria määriä.

Ajoitusajat

Riippuenauton moottorin ja kaasunjakelumekanismin suunnitteluominaisuudet, erityisesti vetojen määrä ja niiden tyyppi voivat vaihdella.

• Ketjukäyttö. Hieman aikaisemmin tämä veto oli yleisin, mutta nyt sitä käytetään dieselajoituksena. Tässä mallissa nokka-akseli sijaitsee sylinterinkannessa ja sitä käyttää vaihteesta tuleva ketju. Tällaisen vetolaitteen haittana on hihnan vaikea vaihtoprosessi, koska se sijaitsee moottorin sisällä jatkuvan voitelun varmistamiseksi.
• Vaihdeveto. Se asennettiin traktoreiden ja joidenkin autojen moottoreihin. Erittäin luotettava, mutta erittäin vaikea ylläpitää. Tällaisen mekanismin nokka-akseli sijaitsee sylinterilohkon alapuolella, minkä vuoksi nokka-akselin hammaspyörä tarttuu kampiakselin vaihteeseen. Jos tämän tyyppinen ajoituskäyttö muuttui käyttökelvottomaksi, moottori vaihdettiin lähes kokonaan.
• Hihnakäyttö. Suosituin tyyppi, asennettuna henkilöautojen bensiinikäyttöisiin voimayksiköihin.

Hihnakäytön plussat ja miinukset

Hihnakäyttö saavutti suosionsa etujensa ansiosta samantyyppisiin käyttöihin verrattuna.

• Huolimatta siitä, että tällaisten rakenteiden valmistaminen on ketjua vaikeampaa, se maksaa paljon vähemmän.
• Ei vaadi jatkuvaa voitelua, minkä vuoksi käyttölaite on sijoitettu voimayksikön ulkopuolelle. Tämän seurauksena ajoituksen vaihtaminen ja diagnosointi helpottui huomattavasti.
• Koska hihnakäytössä ei ole metalliosiavuorovaikutuksessa keskenään, kuten ketjussa, melutaso sen toiminnan aikana on laskenut merkittävästi.

Huolimatta lukuisista eduista, hihnakäytössä on myös haittoja. Hihnan käyttöikä on useita kertoja lyhyempi kuin ketjun, minkä vuoksi se vaihdetaan usein. Jos hihna katkeaa, on erittäin todennäköistä, että koko moottori on korjattava.

Jakohihnan rikkoutumisen tai löystymisen seuraukset

Jos jakoketju katkeaa, melutaso kasvaa moottorin käydessä. Yleensä tällainen häiriö ei aiheuta korjauksen kann alta mahdotonta, toisin kuin jakohihna. Kun hihna löystyy ja se hyppää yhden hammaspyörän yli, tapahtuu lievä häiriö kaikkien järjestelmien ja mekanismien normaalissa toiminnassa. Tämän seurauksena tämä voi aiheuttaa moottorin tehon laskun, tärinän lisääntymisen käytön aikana ja vaikean käynnistyksen. Jos hihna hyppäsi useamman hampaan yli kerralla tai katkesi kokonaan, seuraukset voivat olla arvaamattomimpia.

Haitallisin vaihtoehto on männän ja venttiilin törmäys. Iskuvoima riittää taivuttamaan venttiiliä. Joskus riittää taivuttaa kiertokankea tai tuhota männän kokonaan.

Yksi vakavimmista autovioista on jakohihnan katkeaminen. Tässä tapauksessa moottori on joko uusittava tai vaihdettava kokonaan.

Jakohihnan huolto

Hyödyn kireys ja sen yleinen kunto on yksi useimmin tarkastetuistaauton huoltotekijät. Tarkastustiheys riippuu koneen merkistä ja mallista. Jakohihnan kireyden säätömenettely: moottori tarkastetaan, suojakansi poistetaan hihnasta, minkä jälkeen jälkimmäinen tarkistetaan vääntymisen var alta. Tämän käsittelyn aikana se ei saa pyöriä enempää kuin 90 astetta. Muussa tapauksessa hihna kiristetään erikoisvarusteilla.

Kuinka usein jakohihna vaihdetaan?

Vyö vaihdetaan kokonaan auton 50-70 tuhannen kilometrin välein. Se voidaan suorittaa useammin, jos vaurioita tai merkkejä delaminaatiosta ja halkeamista ilmenee.

Ajoitustyypistä riippuen myös hihnan vaihtomenettelyn monimutkaisuus muuttuu. Tähän mennessä autoissa on käytetty kahdentyyppisiä kaasunjakelumekanismeja - kahdella (DOHC) tai yhdellä (SOHC) nokka-akselilla.

Kaasunjakelumekanismin vaihto

SOHC-jakohihnan vaihtamiseen riittää, että sinulla on uusi osa sekä sarja ruuvimeisseliä ja jakoavaimia.

Ensin suojakansi poistetaan hihnasta. Se kiinnitetään joko salpoilla tai pulteilla. Kannen poistamisen jälkeen pääsy hihnaan avautuu.

Ennen hihnan löysäämistä asetetaan ajoitusmerkit nokka-akselin vaihteeseen ja kampiakseliin. Kampiakselilla merkit on sijoitettu vauhtipyörään. Akselia pyöritetään, kunnes kotelon ja vauhtipyörän ajoitusmerkit osuvat toisiinsa. Jos kaikki merkit sopivat toisiinsa, jatka hihnan löysäämistä ja poistamista.

Jotta hihna voidaan irrottaa kampiakselin vaihteesta, jakopyörä on irrotettava. Tätä varten auto nostetaan tunkilla ja oikea pyörä poistetaan siitä, jolloin päästään käsiksi hihnapyörän pulttiin. Joissakin niistä on erityisiä reikiä, joiden läpi kampiakseli voidaan kiinnittää. Jos niitä ei ole, akseli kiinnitetään yhteen paikkaan asentamalla ruuvimeisseli vauhtipyörän kruunuun ja tukemalla se koteloa vasten. Tämän jälkeen hihnapyörä poistetaan.

Pääsy jakohihnaan on täysin auki, ja voit aloittaa sen irrottamisen ja vaihtamisen. Uusi laitetaan kampiakselin hammaspyörille, sitten se tarttuu vesipumppuun ja laitetaan nokka-akselin hammaspyörille. Kiristysrullaa varten hihna kelataan aivan viimeisessä käännöksessä. Tämän jälkeen voit palauttaa kaikki elementit paikoilleen päinvastaisessa järjestyksessä. Jäljelle jää vain hihnan kiristäminen kiristimellä.

Ennen moottorin käynnistämistä on suositeltavaa kiertää kampiakselia useita kertoja. He tekevät tämän tarkistaakseen merkkien yhteensopivuuden ja akselin kääntämisen jälkeen. Vasta sitten moottori käynnistyy.

Jakohihnan vaihtomenettelyn ominaisuudet

Autossa, jossa on DOHC-järjestelmä, jakohihna vaihdetaan hieman eri tavalla. Itse osan vaihdon periaate on samanlainen kuin yllä kuvattu, mutta pääsy siihen on vaikeampaa sellaisille koneille, koska pultteihin on kiinnitetty suojakannet.

Järkejä kohdistettaessa on syytä muistaa, että mekanismissa on kaksi nokka-akselia, molemmissa olevien merkkien on vastattava täysin toisiaan.

Tällaisille autoille, lisäksiohjausrulla, on myös tukirulla. Huolimatta toisen rullan läsnäolosta hihna kuitenkin kelautuu joutopyörän taakse kiristimellä aivan viimeisessä käännöksessä.

Uuden hihnan asennuksen jälkeen merkit tarkistetaan vaatimustenmukaisuuden var alta.

Samaan aikaan hihnan vaihdon kanssa vaihdetaan myös rullat, koska niiden käyttöikä on sama. On myös suositeltavaa tarkistaa nestepumpun laakerien kunto, jotta uusien ajoitusosien asennuksen jälkeen pumpun vika ei tule epämiellyttävänä yllätyksenä.