Въведение
Механичните повдигачи на клапаните, известни още като твърди повдигачи, представляват оригиналния дизайн на повдигачи на клапани, който е захранвал двигателите в продължение на десетилетия. За разлика от хидравличните повдигачи, механичните повдигачи не съдържат вътрешен хидравличен механизъм и изискват периодично ръчно регулиране, за да се поддържа правилният хлабина на клапаните.
Докато съвременните леки автомобили до голяма степен са преминали към хидравлични повдигачи без нужда от поддръжка, механичните повдигачи остават предпочитаният избор за високопроизводителни и състезателни приложения. Тяхната проста, солидна конструкция осигурява прецизен контрол на клапаните без хидравлично забавяне или напомпване при високи обороти. Недостатъкът е периодичната необходимост от регулиране и характерният шум от клапанния механизъм.
Какво представляват механичните повдигачи?
Дефиниция и основен дизайн
Механичният повдигач на клапаните е солиден, еднокомпонентен компонент, който предава движението от разпределителния вал към буталната щанга или кобилицата. Това е солиден метален цилиндър без вътрешни движещи се части или хидравлични механизми. Повдигачът се движи директно върху лопатката на разпределителния вал, следвайки прецизно профила му, докато гърбицата се върти.
Повдигачът се състои от цилиндрично тяло, което се побира в отвора му, плоска или леко изпъкнала повърхност, която контактува с гърбицата на клапана, и чашка отгоре, която приема буталния прът. Тази солидна конструкция означава, че механичните повдигачи не могат автоматично да компенсират термичното разширение или износването. Между кобилицата и върха на стеблото на клапана трябва да се поддържа специфичен хлабина, наречена клапанна хлабина, обикновено от 0,010 до 0,020 инча.
Как работят
Докато разпределителният вал се върти, гърбичният лост избутва повдигача нагоре. Повдигачът предава това движение чрез буталото към кобилицата, която се завърта и избутва клапана в отворено положение. Когато гърбичният лост се завърти след отвъд върха си, пружината на клапана избутва всичко обратно надолу, докато повдигачът отново не опре върху основния кръг на гърбицата.
Предварително зададеният хлабинен отвор на клапаните позволява термично разширение при загряване на двигателя. Без този хлабинен отвор, термичното разширение би попречило на клапана да се затвори напълно, причинявайки загуба на компресия и потенциално изгаряне на клапана. Хлабината също така поема леко износване. С износването на компонентите, хлабината постепенно се увеличава, което изисква периодично регулиране, за да се върне към спецификацията.
Механични срещу хидравлични повдигачи
Фундаментални разлики
Основната разлика се състои във вътрешната конструкция и начина, по който те управляват хлабината на клапаните. Механичните повдигачи са солидни компоненти, изискващи ръчно регулиране за регулиране на хлабината на клапаните. Хидравличните повдигачи съдържат вътрешен хидравличен механизъм, който автоматично поддържа нулев хлабина, използвайки налягането на двигателното масло.
Механичните повдигачи изискват регулиране на всеки 20 000-40 000 мили, докато хидравличните повдигачи не изискват поддръжка. Механичните повдигачи издават характерен цъкащ шум от хлабината на клапаните, докато хидравличните повдигачи работят тихо. Механичните повдигачи осигуряват по-прецизен контрол на клапаните без хидравлично забавяне, докато хидравличните повдигачи предлагат удобство, но за сметка на известна прецизност.
Предимства на механичните повдигачи
Механичните повдигачи се отличават с прецизно управление на клапаните. Без хидравличен механизъм за компресиране или забавяне на предаването на движение, клапанът следва точно профила на гърбицата. Тази прецизност става критична при високи обороти, където дори милисекундни забавяния могат да доведат до плуване на клапана. Поради тази причина състезателните двигатели почти повсеместно използват механични повдигачи.
Издръжливостта и надеждността са в полза на механичните повдигачи при взискателни приложения. Простата, солидна конструкция има по-малко повреди. Механичните повдигачи не страдат от пренагряване при високи обороти, където хидравличните повдигачи могат да задържат масло и да държат клапаните частично отворени. Те не се влияят от колебанията в налягането на маслото или аерацията на маслото. При състезателни условия с висока температура, механичните повдигачи поддържат постоянна производителност.
Ефективността на разходите прави механичните повдигачи привлекателни за строителство на сгради с висока производителност. Качествените механични повдигачи струват 5-15 долара всеки в сравнение с 15-40 долара за хидравлични повдигачи. За строители, които не се притесняват от периодичното регулиране, механичните повдигачи осигуряват надеждна работа на по-ниска цена.
Недостатъци
Основният недостатък са изискванията за поддръжка. Механичните повдигачи изискват периодично регулиране на хлабината на клапаните, което изисква сваляне на капаците на клапаните, измерване на хлабините с луфтове и извършване на настройки – процес, който отнема 2-4 часа за повечето двигатели.
Шумът е друг фактор, който трябва да се вземе предвид. Клапанният люфт създава звуково тиктакане, тъй като кобилицата удря стеблото на клапана хиляди пъти в минута. Този шум е нормален, но забележимо по-силен от този при хидравличните повдигачи, най-силно изразен на празен ход и при студен старт.
За подробно сравнение вижте нашето Ръководство за хидравлични повдигачи.
Как да регулирате механичните повдигачи
Когато е необходима корекция
Механичните повдигачи изискват регулиране на редовни интервали, обикновено на всеки 20 000-40 000 мили. Високопроизводителните двигатели с агресивни разпределителни валове може да се нуждаят от по-честа настройка. Симптомите, показващи необходимост от настройка, включват повишен шум от клапанния механизъм над нормалното тиктакане, загуба на мощност или неравномерна работа. След всяка работа по клапанния механизъм, хлабината на клапаните трябва да се регулира, преди да се стартира двигателят.
Процедура за регулиране
Двигателят трябва да е напълно студен преди регулирането – в идеалния случай да престои една нощ. Хлабините на клапаните са посочени при ниски температури. Свалете капаците на клапаните, за да получите достъп до кобилиците на клапаните, след което следвайте реда на запалване на двигателя, като регулирате клапаните за всеки цилиндър, когато този цилиндър е в горната мъртва точка на такта на компресия.
За да регулирате всеки клапан, завъртете коляновия вал, за да позиционирате цилиндъра в положение на компресия в горната мъртва точка (ГМТ). Можете да проверите това, като наблюдавате кобилиците – когато изпускателният клапан тъкмо завършва затварянето си и всмукателният клапан е на път да се отвори, вие сте в положение на компресия в ГМТ. В това положение и двата клапана са напълно затворени и могат да се регулират.
Поставете подходящия луфметър между върха на кобилицата и стеблото на клапана. Уредът трябва да се плъзга с леко съпротивление – нито хлабав, нито стегнат. Ако е неправилен, разхлабете регулиращата гайка на кобилицата, докато държите регулиращия винт. Завъртете регулиращия винт, за да регулирате хлабината, след което проверете отново с луфметъра. Когато е правилен, дръжте здраво регулиращия винт и затегнете контрагайката. След затягане проверете отново хлабината, за да се уверите, че не се е променила.
Повторете за всички клапани, като завъртите коляновия вал, за да доведете всеки цилиндър до компресия в горната смърт (ГМТ) последователно. След като регулирате всички клапани, проверете отново няколко, за да се уверите, че настройките са запазени. Монтирайте нови уплътнения на капака на клапаните, поставете обратно капаците и стартирайте двигателя.
Спецификации и често срещани грешки
Типичните спецификации за улични двигатели варират от 0,010-0,012 инча за всмукателни клапани и 0,012-0,014 инча за изпускателни клапани, измерени на студено. Разпределителните валове за висока производителност често определят различни хлабини. Винаги използвайте спецификациите на производителя на разпределителния вал, когато използвате неоригинален разпределителен вал.
Най-често срещаната грешка е регулирането на клапаните на топъл двигател. Термичното разширение променя значително хлабините. Винаги оставяйте двигателя да се охлади напълно. Друга често срещана грешка е, че не сте проверили отново хлабината след затягане на контрагайката – самото затягане често променя леко настройката.
Поддръжка и отстраняване на неизправности
Изисквания за смазване
Висококачественото моторно масло е от съществено значение за дълготрайността на механичните повдигачи. Използвайте масла, специално разработени за разпределителни валове с плоски повдигачи, които съдържат по-високи нива на ZDDP. Съединенията на цинка и фосфора създават защитен филм, който предотвратява износването при високо контактно налягане между повърхностите на повдигача и лобовете на гърбицата.
Интервалите за смяна на маслото трябва да са консервативни. Високите контактни напрежения генерират повече износващи се частици, отколкото хидравличните повдигачи. Смяната на маслото на всеки 4800-8000 км спомага за поддържането на чистото масло и максимална защита.
Процедури за взлом
Новите разпределителни валове и механични повдигачи изискват внимателно разработване. Използвайте специално масло за разработване с високо съдържание на ZDDP през първите 800 км. Стартирайте двигателя и незабавно увеличете оборотите до 2000-2500 об/мин, като променяте леко скоростта, но избягвате празен ход през първите 20-30 минути. Това осигурява адекватно налягане на маслото и натоварване на лобовете на разпределителния вал.
След първоначалния период на разработка, сменете маслото и филтъра, за да отстраните износващите се частици. След това сменете маслото отново на 800 км. Тези ранни смени на маслото премахват металните частици, образувани, когато повдигачите и разпределителният вал установят своите модели на износване.
Често срещани проблеми
Прекомерният шум, надвишаващ нормалното тиктакане, показва, че хлабините са се увеличили над спецификацията. Решението е повторно регулиране на хлабините на клапаните, за да се върнат към спецификацията. Ако шумът продължава след правилна настройка, проверете за износване на върховете на кобилиците, върховете на стеблата на клапаните или повърхностите на повдигачите.
Загубата на мощност е резултат от неправилни хлабини на клапаните. Прекомерната хлабина намалява ефективния повдигащ механизъм и продължителността на работа на клапаните. Недостатъчната хлабина предотвратява пълното затваряне на клапаните, което води до загуба на компресия и потенциално изгаряне на клапаните. Решението е правилно регулиране според спецификациите.
Приложения
Механичните повдигачи са подходящи за високопроизводителни пътни двигатели, проектирани да работят редовно над 6000 оборота в минута. Състезателните двигатели почти повсеместно използват механични повдигачи за прецизен контрол на клапаните и стабилност при високи обороти. Много класически и ретро автомобили първоначално са били оборудвани с механични повдигачи и поддръжката им запазва оригиналността. Производителите на двигатели често избират механични повдигачи за модифицирани двигатели, за да позволят използването на агресивни профили на разпределителните валове.
Свържете се с TOPU за висококачествени механични повдигачи
TOPU произвежда прецизни механични повдигачи на клапани за спортни и състезателни приложения. Нашите повдигачи са произведени с точни допуски от висококачествени материали. Свържете се с нас днес, за да обсъдим вашите изисквания.