Вплив конструкції розподільного вала на роботу двигуна

220

Існує три важливі характеристики распредвала: величина підйому клапанів, тривалість відкривання клапана і фази газорозподільника распредвала. Про них поговоримо в цій статті.

Підйом клапана вимірюється в міліметрах і представляє максимальну відстань, на яку клапан відходить від сідла. Тривалість відкривання клапанів – це відрізок часу, вимірюється в градусах повороту колінчастого валу. Тривалість вимірюється після того, як клапан піднявся від сідла на малу величину, часто складову 0,5 або 1,2 мм.

Кожен з критеріїв конструкції розподільного вала пов’язаний з іншими і модифікація одного вплине, як інші поліпшать або погіршать роботу двигуна. Але, взагалі кажучи, збільшення підйому клапана і тривалості його відкривання або оптимізація фаз газорозподілу збільшують потужність.


Після невеликого збільшення підйому клапана і тривалості його відкривання, крива потужності зміщується вище в область обертів. Коли тривалість відкривання і, в меншій мірі підйом збільшуються ще більше, двигун навіть нездатний працювати на низьких обертах.

“Гоночні” распредвали з великою тривалістю відкривання мають низько-оборотний межа “холостого ходу” (2000 об/хв). Розподільні вали з великою тривалістю відкривання можна зробити “цивілізованими” шляхом зміни моментів відкривання і закривання клапанів, але компромісом буде максимальна потужність.

З трьох головних критеріїв розподільного вала, тривалість відкривання добре відома серед конструкторів форсованих двигунів. Таке розуміння відбувається за безпосередньої манери впливу тривалості відкривання на потужність двигуна. Можна сказати, що чим довше утримуються відкритими клапани, тим більша максимальна потужність двигуна буде отримана. Якщо тривалість відкривання клапана збільшується більше певної величини, додаткова максимальна потужність буде отримана ціною якості роботи двигуна на низьких оборотах.

Для гоночних застосувань максимальна потужність є практично єдиною метою, але для “звичайних” автомобілів з форсованими двигунами дуже важливими є прийомистість і крутний момент на низьких обертах.

Збільшення підйому клапана корисна збільшення потужності, т. к. може додати потужність без істотного впливу на характеристики двигуна на низьких оборотах. В теорії конструкція распредвала з короткою тривалістю відкривання клапанів для збільшення максимальної потужності. Теоретично це буде працювати. Однак, механізми приводу клапанів не такі прості. У цьому випадку високі швидкості руху клапанів, зумовлювані цими профілями, істотно зменшують надійність двигуна.

Коли тривалість відкривання клапана зменшується, то на переміщення клапана з закритого положення до повного підйому і повернути назад залишається менше часу. Коли тривалість ставати ще коротше, потрібні клапанні пружини зі збільшеним зусиллям і часто стає механічно неможливим приводити в рух клапани навіть при відносно низьких обертах.

Що впливає на максимальний підйом клапана?

Розподільні вали з величиною підйому, більшою 12,7 мм, знаходяться в тій області, яка непрактична для звичайних двигунів. Розподільні вали з тривалістю такту впуску менш 280о, що поєднується з величиною підйому клапана понад 12,7 мм, забезпечують високі швидкості відкривання і закривання клапанів. Це створює навантаження на механізм привода клапанів, що зменшує надійність кулачків розподільного вала, клапанних пружин, стрижнів клапанів, напрямних втулок клапанів.

Хоча вал з високими швидкостями підйому клапанів може добре працювати спочатку, термін служби його і направляючих втулок клапанів не може перевищувати 20 000 км. На щастя, більшість фірм-виробників распредвалів конструюють вали так, що забезпечується хороший компроміс між значеннями підйому і тривалості відкривання клапанів, при довгому терміні служби і надійності.