Šiuolaikiniuose automobilių variklių paskirstymo mechanizmuose dažniausiai naudojamos hidraulinės vožtuvų tarpų reguliavimo sistemos. Pagrindinis šios sistemos elementas, paprastai vadinamas hidrauliniu stūmikliu, sąveikauja su paskirstymo velenėliu tiesiogiai arba per vožtuvo svirtelę. Hidraulinio stūmiklio veikimas yra paremtas kontroliuojamu alyvos srautu tarp aukšto ir žemo slėgio kamerų.
Tipinis hidraulinis stūmiklis susideda iš korpuso (1), kurio viduje slankioja plunžeris (2), kurio veikimas paremtas atbuline spyruokle (3). Kai vožtuvo svirtelė nespaudžia plunžerio galvutės, atbulinė spyruoklė (3) pakelia jį į viršų. Variklio alyva iš žemo slėgio kameros (slėgis 2-3 atm.) per vienos krypties rutulinį vožtuvą (4) užpildo aukšto slėgio kamerą (6). Tarpas tarp vožtuvo svirtelės ir paskirstymo velenėlio kumštelio panaikinamas.
Vožtuvo svirtelė iš vienos pusės yra paremta vožtuvo stūmiklio plunžerio, o iš kitos pusės - vožtuvo koto. Paskirstymo velenėlio kumštelio nuspaudžiama svirtelė stumia variklio vožtuvą į apačią. Varikliui įkaitus, variklio vožtuvas, veikiamas temperatūros, pailgėja. Šis pailgėjimas turi būti kompensuotas pažeminant vožtuvo svirtelės atramos tašką (t. y. pakeičiant hidraulinio stūmiklio ilgį). Priešingu atveju variklio vožtuvo galvutė negulės savo lizde - vožtuvas bus ne iki galo uždarytas.
Kai vožtuvo svirtelė spaudžia plunžerio galvutę, alyva išstumiama iš hidraulinio stūmiklio aukšto slėgio kameros (6) per kalibruotą išleidimo plyšį (8). Kuro ir oro mišinio slėgis iš degimo kameros per ne iki galo uždarytą vožtuvą perkeliamas į paskirstymo velenėlio kumštelius ir veikia juos 1000 - 1500 kG jėga. Tokia jėga nuplėšia apsauginį alyvos sluoksnį, esantį tarp svirtelės (arba stūmiklio) ir paskirstymo velenėlio kumštelio. Dėl to šie elementai sąveikauja „sausai“, todėl labai staigiai kyla jų temperatūra ir abu elementai labai greitai dyla.
Tokiomis sąlygomis dirbanti sistema - paskirstymo velenėlis - hidraulinis stūmiklis / vožtuvo svirtelė - visiškai sudyla automobiliui nuvažiavus vos 100 km. Stūmiklių blokavimo rezultatas ir šio fakto pasekmės parodytos nuotraukose (1-3 nuotraukos).
Paskirstymo velenėlio kumšteliu ir su jais sąveikaujančių svirtelių / hidraulinių stūmiklių priešlaikinis sudilimas dažniausiai pasireiškia automobiliuose, kurių varikliai yra ypač jautrūs laikinai tepimo stokai. Visų pirma, tai visi „Ford“ 1,3-1,6 (CVH), 1,8 (CVH) TD varikliai bei „Opel“ 1,3 OHC arba 1,6 (16 DA) varikliai.
Šių elementų kietumas priklauso tiek nuo automobilio modelio, tiek nuo sąveikaujančios poros (velenėlis ir kumštelis) gamybos technologijos. Paskirstymo velenėlio kumšteliai, pagaminti iš tipinio pilkojo ketaus, naudojamo anksčiau. Esant vadinamajai „chilled cast iron“ (liejimas esant vietiniam aušinimui) medžiagai / technologijai, šios reikšmės gali siekti atitinkamai 44 HRC (snapelis) ir 35 HRC (cilindrinė dalis). Labai svarbi sąlyga yra ta, kad tarpusavyje sąveikaujanti pora (kumštelis ir svirtelė / stūmiklis) būtų tinkamai parinkta.
Ką daryti norint išvengti priešlaikinio paskirstymo velenėlio kumštelių sudilimo? Be to, reikia atsiminti, kad, pvz., stūmiklio galvutė, sąveikaujanti su velenėlio kumšteliu, turi sferinį paviršių, kurio minimalus spindulys yra apie 1250 mm. Tokia abiejų elementų konstrukcijos užduotis - sukurti stūmiklio plunžerio sukamąjį judesį darbo metu tam, kad jis nesiliestų su kumšteliu nuolat tuo pačiu tašku.
Paskirstymo veleno pagrindai
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 veleno panaudojimo istorija
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.
Techninė 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.
Saab 9-3 1.9 TiD specifika
Saab gerbėjai jau spėjo priprasti prie Vectros bazės ir dyzelinio motoro po variklio dangčiu. Nuo 2004-ųjų rudens firma sulaužė dar vieną tabu ir po variklio dangčiu atsirado itališkas „Common Rail” dyzelinis variklis. 2004-aisiais pasirodę Saab 9-3 su 1.9 TiD/TiDS varikliais Lietuvoje kainavo nuo 90 tūkst. Lt. Dabar trejų metų automobilį Lietuvoje galima įsigyti nuo 50 tūkst. Lt.
Visų pirma keturių durų kėbulas atrodo patraukliai. Surinkimo kokybė gera, nėra problemų ir dėl korozijos. Salonas taip pat nusipelno pagyrų. Galbūt gale vietos galėtų būti daugiau, tačiau priekyje skųstis tikrai nevalia. Net baziniai Saab 9-3 modeliai buvo gerai sukomplektuoti: turi šešias saugos oro pagalves, ABS, ESP, kondicionierių ir t.t. Šie elementai patvarūs.
1.9 TiD variklis, nors ir dirba garsiai, salone nėra labai girdimas - jaučiasi tik nedidelė vibracija. Aštuonis vožtuvus turintis motoras pasiekia 120 AG, o 16V - 150 „arklių“. Pastarasis mažiau patikimas, nes eksploatuojamas aktyviau. Retkarčiais genda turbinos, nuvažiavus apie 200 tūkst. km apie save primena vožtuvai.
Verta pasidomėti švedų vikingo detalių ir remonto kainomis. Oficialiuose Saab techninės priežiūros centruose darbo valanda kainuoja nuo 100 Lt plius PVM. Kai kuriuose servisuose „Saab” klubo nariams taikoma iki 20 proc. nuolaida.
Saab 9-3 su dyzeliniu 1.9 motoru - vertas dėmesio automobilis. Varikliai ir pakaba patikimi, o elektronika daug geresnė negu ankstesnio modelio. Automobilis dėmesį patraukia savo išvaizda, puikiai valdomas ir turi elegantišką saloną. Jis ganėtinai solidus, tačiau kartu neatrodo pernelyg iššaukiamai. Prie visų išvardytų savybių pridėjus palyginti nedidelę kainą (2005-ųjų gamybos dyzelis - apie 50 tūkst.).
Saab 9-3 Vector 1.9 TiDS Steptronic Full Review,Start Up, Engine, and In Depth Tour
2002 m. vasara. II kartos 9-3 modelio debiutas - pristatytas sedanas. 2003 m. kovas. 2004 m. pavasaris. 2005 m. kovas. Universalo (Sport Combi) debiutas. 2007 m. ruduo. Automobiliuose po 120-160 tūkst. Puiki ergonomika, įdomūs ir originalūs sprendimai. Gamyklinis grotuvas kartais genda.
tags: #saab #1 #9tid #paskirstymo #veleneliai