Paskirstymo velenas arba paskirstymo velenėlis yra vidaus degimo variklio komponentas, diktuojantis vožtuvų atidarymo ir uždarymo laiką, variklio darbo metu. Šis besisukantis velenas yra būtinas norint užtikrinti tinkamą variklio įsiurbimo ir išmetimo vožtuvų atsidarymo bei užsidarymo momentą, tam kad variklio dujų paskirstymo sistema veiktų optimaliai.
Paskirstymo velenas jau nuo XIX amžiaus pabaigos atlieka esminį vaidmenį vidaus degimo varikliuose. 1876 m. Nicolaus Otto sukūrė pirmąjį praktišką keturtaktį variklį su skirstomuoju velenu, kuris valdė vožtuvų atsidarymo laiką. Toks patobulinimas leido varikliams veikti efektyviau, tiksliai kontroliuojant įsiurbimo ir išmetimo ciklus. Bėgant metams paskirstymo veleno konstrukcijos išsivystė nuo paprastų plokščių paskirstymo velenų iki sudėtingesnių ritininių skirstomųjų velenų, kurie galėjo sumažinti komponentų trintį ir dėl to atsirandanti aukštą jų nusidėvėjimą.
Paskirtis ir funkcija
Variklyje paskirstymo velenas valdo įsiurbimo ir išmetimo vožtuvų veikimą. Jam besisukant, veleno kumšteliai - skirtingo lygio iškilimai palei veleno ilgį - spaudžia vožtuvų kėliklius arba stūmiklius, taip atidarydami vožtuvus. Tai leidžia oro ir kuro mišiniui patekti į degimo kamerą, o degimo ciklo metu susidariusias išmetamąsias dujas pašalinti per išmetimo kolektorių. Preciziškas dujų reguliavimas yra labai svarbus variklio darbo efektyvumui ir jo generuojamai galiai.
Dažniausiai paskirstymo velenas sinchronizuojamas su alkūniniu velenu naudojant paskirstymo diržo arba grandininę pavarą, tačiau pasitaiko ir kitokių sprendimų, tarkime krumplinė pavara. Toks velenų koordinavimas užtikrina, kad stūmokliai ir vožtuvai judėtų darniai, išvengiant variklio pažeidimų ir išlaikant sklandų variklio veikimą.
Paskirstymo mechanizmų tipai
Paskirstymo velenėliai būna keleto skirtingų tipų, pritaikytų skirtingoms variklių konstrukcijoms. Taip pat varikliuose naudojami ir skirtingi paskirstymo sistemų tipai. Dažniausiai sutinkami yra šie:
- Vieno skirstomojo veleno mechanizmas (SOHC - single over-head cam): SOHC tipo paskirstymo mechanizmas naudoja vieną skirstomąjį veleną cilindro galvutėje, kiekviename cilindrų bloke, kuris valdo tiek įsiurbimo, tiek išmetimo vožtuvus. Tokio tipo techninis sprendimas yra paprastas, pigus ir ekonomiškas.
- Dviejų skirstomųjų velenų mechanizmas (DOHC - double over-head cam): DOHC tipo paskirstymo mechanizmai, kaip ir galima spręsti iš pavadinimo, jau naudoja du atskirus skirstomuosius velenus cilindrų galvutėje, kiekviename cilindrų bloke - vieną įsiurbimo vožtuvams ir vieną išmetimo vožtuvams. Ši konfigūracija leidžia tiksliau valdyti vožtuvo atidarymo laiką, leidžia išgauti didesnį našumą ir pasiekti didesnį efektyvumą, ypač aukštesniam variklio sūkių diapazone.
- Stūmiklinis-svirtelinis vožtuvų mechanizmas (push-rod): šio tipo paskirstymo mechanizmas yra kitoks nei OHC tipo varikliuose, kadangi skirstomasis velenas yra virš variklio galvutės, o variklio bloke. Čia skirstomojo veleno judesį vožtuvams perduoda stūmikliai ir vožtuvų svirtelių mechanizmas. Toks variklio dizainas yra kompaktiškesnis ir dažniausiai naudojamas didesniuose, sunkesniuose varikliuose, pasižymi ilgaamžiškumu ir paprastumu.
- Kintamo vožtuvų atidarymo laiko valdymo mechanizmas (Variable Valve Timing): šio tipo dujų paskirstymo mechanizmas įvairių papildomų sistemų pagalba gali reguliuoti vožtuvų atsidarymo laiką, todėl varikliai naudojantys tokį mechanizmą yra gerokai efektyvesni ir ekonomiškesni. Tokių sistemų pavyzdžiai yra gerai žinomi VVT, VTEC, VANOS ir t.t. Ir nors tai yra skirtingų automobilių gamintojų sistemos veikiančios skirtingu principu, iš esmės visos jos reiškia tą patį - kintamą vožtuvų atidarymo laiką (Variable Valve Timing).
- Be veleninės vožtuvų valdymo sistemos (camless): šios sistemos nenaudoja tradicinių velenų vožtuvų valdymui - vietoj jų naudojami elektromagnetiniai vožtuvai (solenoidai), kurie valdo dujų išmetimo ir įsiurbimo vožtuvus. Ši technologija leidžia be apribojimų keisti vožtuvo atidarymo laiką, pakėlimo aukštį ir trukmę, todėl žymiai pagerėja dujų paskirstymo efektyvumas ir ženkliai sumažinamas išmetamųjų teršalų kiekis. Šios sistemos vis dar kuriamos bei tobulinamos, todėl naudojamos ribotai, nors jos, panašu, yra dujų paskirstymo technologijos ateitis ir su laiku pakeis tradicines vožtuvų valdymo sistemas. Tokių sistemų pirmtakas yra kompanija Koenigsegg ir jų FreeValve tehcnologija.
Techninės priežiūra ir aptarnavimas
Kad variklis veiktų sklandžiai ir išvengtumėte paskirstymo velenų susidėvėjimo ar kitų problemų, bei vožtuvų valdymo sistemos gedimų, laikykitės tam tikrų variklio priežiūros rekomendacijų:
- Alyvos keitimas: Reguliarus alyvos keitimas užtikrina, kad paskirstymo velenas ir jo komponentai išliks gerai sutepti - geras tepimas sumažina trintį ir susidėvėjimą, prailgina skirstomojo veleno tarnavimo laiką.
- Naudokite kokybišką alyvą ir filtrus: visada naudokite automobilio gamintojo rekomenduojamą alyvą atsižvelgdami į jos specifikaciją, bei aukštos kokybės alyvos filtrus. Kokybiška alyva padeda išlaikyti optimalų tepimą ir neleidžia teršalams pažeisti skirstomojo veleno ir kitų variklio komponentų.
- Paskirstymo diržo / grandinės keitimas: norint išlaikyti tinkamą skirstomojo veleno sinchronizavimą su alkūniniu velenu, būtina automobilio gamintojo rekomenduojamais intervalais pakeisti paskirstymo mechanizmo pavarą - diržą arba grandinę, kad būtų išvengta galimo paskirstymo mechanizmo išsiderinimo ir dėl to sekančio variklio pažeidimo.
Dažniausi gedimai ir jų priežastys
Paskirstymo veleno ir su juo susijusios problemos, turinčios įtakos bendram variklio funkcionalumui, gali pasireikšti keliais būdais:
- Kumštelių nusidėvėjimas: dėl nuolatinės trinties ir nepakankamo tepimo ilgainiui kumšteliai nusidėvi. Dėl to sumažėja vožtuvo pakėlimas ir vožtuvo atidarymo laiko tikslumas, o tai gali lemti pastebimą variklio našumo sumažėjimą.
- Guolių (įdėklų) problemos: paskirstymo veleno guolių būklė taip pat gali pablogėti dėl tepimo trūkumo arba alyvos užteršimo. Kai guoliai susidėvi, skirstomasis velenas gali būti netinkamai išcentruotas, ko pasėkoje atsiranda kalenimas ar stuksenimas. Taip pat tai gali būti rimtesnių variklio pažeidimų priežastis, ar net sąlygoti visišką variklio sustojimą.
- Paskirstymo komponentų gedimai: laiku nepakeitus paskirstymo diržo arba grandinės, kuri sinchronizuoja skirstomąjį veleną su alkūniniu velenu, ji gali nutrūkti. Nutrūkus paskirstymo diržui arba grandinei, prarandamas sinchronizavimas, dėl to vožtuvai susiliečia su stūmokliais, dažnai apgadindami vienas kitą ir taip visiškai sugadina variklį.
- Netinkamas montavimas: Jei skirstomasis velenas arba su juo susiję komponentai sumontuoti netinkamai, galimas netolygus susidėvėjimas arba mechaniniai pažeidimai. Kad paskirstymo velenas veiktų efektyviai, labai svarbu jį tinkamai sumontuoti, o tą gali padaryti tik kvalifikuotas autoservisas.
Paskirstymo veleno gedimai yra gana nedažni, tačiau gali sukelti didelių problemų ir didelių išlaidų. Statistika rodo, kad šiuolaikiniuose varikliuose problemų susijusių su paskirstymo velenu vidutiniškai pasitaiko tik maždaug 1-2 % atvejų, priklausomai nuo važiavimo sąlygų ir variklio priežiūros bei jo bendros būklės. Tinkamas tepimas yra labai svarbus siekiant sumažinti paskirstymo veleno ir jo komponentų susidėvėjimą.
tags: #paskirstymo #veleno #valdymo #voztuvas