Фазы газораспределения

В поршневом двигателе фаза газораспределения — это точный момент открытия и закрытия клапанов. В двигателе внутреннего сгорания это обычно тарельчатые клапаны , а в паровом двигателе — золотниковые или поршневые клапаны .

Двигатели внутреннего сгорания

Распределительный вал

В четырехтактных и некоторых двухтактных двигателях фазами газораспределения управляет распределительный вал . Его можно изменять путем модификации распределительного вала или во время работы двигателя путем изменения фаз газораспределения . На это также влияет регулировка клапанного механизма, в частности зазор толкателя. Однако такое изменение обычно нежелательно.

Перекрытие клапанов

При традиционном фиксированном фазе газораспределения двигатель будет иметь период «перекрытия клапанов» в конце такта выпуска, когда и впускной, и выпускной клапаны открыты. Впускной клапан открывается до того, как выхлопные газы полностью покинут цилиндр, и их значительная скорость способствует всасыванию свежего заряда. Конструкторы двигателей стремятся закрыть выпускной клапан в тот момент, когда свежий заряд из впускного клапана достигает его, чтобы предотвратить потерю свежего заряда или неочищенные выхлопные газы. На схеме периоды перекрытия клапанов обозначены перекрытием красной и синей дуг.

Ключ:

ВМТ = верхняя мертвая точка
НМТ = нижняя мертвая точка
IO = Впускной клапан открывается
IC = Впускной клапан закрывается
EO = Выпускной клапан открывается
EC = Выпускной клапан закрывается

Любой клапан открывается до того, как головка поршня достигнет верхней или нижней мертвой точки . Величина в градусах коленчатого вала, на которую клапаны открываются до достижения верхней или нижней мертвой точки, называется опережением клапана. Степень закрытия клапанов коленчатого вала после достижения верхней или нижней мертвой точки называется задержкой клапана. Перекрытие клапанов — это вторичное средство охлаждения выпускных клапанов впускным воздухом во время перекрытия клапанов. Первичное охлаждение осуществляется за счет отвода тепла к седлам клапанов. ^[1]

Изменяемые фазы газораспределения

Двигатели, которые всегда работают на относительно высоких оборотах, например двигатели гоночных автомобилей, будут иметь значительное перекрытие фаз газораспределения для достижения максимальной объемной эффективности. Двигатели дорожных автомобилей отличаются тем, что они должны работать на холостом ходу менее 1000 об/мин, а чрезмерное перекрытие клапанов сделает невозможным плавный холостой ход из-за смешивания свежих и выхлопных газов. Изменение фаз газораспределения может обеспечить как максимальную мощность на высоких оборотах, так и плавный холостой ход на низких оборотах, внося небольшие изменения в относительное угловое положение распределительных валов и тем самым изменяя перекрытие клапанов.

Портированные двигатели

Двухтактный двигатель с портами в стенках цилиндров. Время не может быть изменено.

Многие двухтактные двигатели и все двигатели Ванкеля не имеют распределительного вала или клапанов, а синхронизацию каналов можно изменить только путем механической обработки каналов и/или модификации юбки поршня (двухтактные двигатели). Однако некоторые с наддувом двухтактные дизельные двигатели (например, авиационный двигатель Wilksch ) имеют головку блока цилиндров и тарельчатые клапаны, аналогичные четырехтактным двигателям.

Зазор толкателя

Фаза газораспределения дизельного двигателя также зависит от зазора толкателей впускных и выпускных клапанов.

Если зазор толкателя меньше, клапан откроется раньше и закроется позже. ^[2] Если зазор толкателя больше, то клапан откроется позже и закроется раньше. Зазор толкателя измеряется инструментом, называемым щупом .

Двигатели внешнего сгорания

В двигателе внешнего сгорания , таком как паровой двигатель , управление фазами газораспределения осуществляется клапанным механизмом . В типичной конструкции поршневого клапана время впуска и выпуска для каждого цилиндра неразрывно связано, поскольку они управляются движением одного поршня, открывающего два отверстия. Однако продолжительность впуска можно контролировать («отсечь») с помощью реверсивной передачи, что снижает расход пара в крейсерских условиях.

Клапанный механизм Капротти более тесно связан с механизмом двигателя внутреннего сгорания, использует тарельчатые клапаны и был разработан для обеспечения независимой синхронизации событий впуска и выпуска. Он никогда не использовался так широко, как поршневые клапаны или более ранние золотниковые клапаны.

См. также

Ссылки

^ Беннетт, Шон (февраль 2012 г.). Двигатели для средних и тяжелых грузовых автомобилей, топливо и компьютеризированные системы управления (4-е изд.). Cengage Обучение . ISBN 978-1111645694 .
^ «Что такое зазор толкателя? Как проверить и отрегулировать зазор толкателя?» .

[1] Беннетт, Шон (февраль 2012 г.). Двигатели для средних и тяжелых грузовых автомобилей, топливо и компьютеризированные системы управления (4-е изд.). Cengage Обучение . ISBN 978-1111645694 .

[2] «Что такое зазор толкателя? Как проверить и отрегулировать зазор толкателя?» .

[1]

[2]