Повышение производительности: как взаимодействуют кулачки с увеличенным подъемом и гидротолкатели

Перспектива установки распределительного вала высокой производительности выглядит очень привлекательно: более высокая мощность, потрясающая динамика двигателя и, возможно, самое главное — значительное увеличение его выходных характеристик. Во многих случаях основное внимание уделяется таким параметрам, как подъем и продолжительность открытия клапанов — величинам, определяющим, насколько широко открываются клапаны и как долго они остаются открытыми. Однако комбинация агрессивных профилей, особенно конструкций с высоким подъемом, с обычными гидрокомпенсаторами требует осторожного подхода. Это необходимо для того, чтобы модернизация прошла успешно и была надежной.

Понимание подъема и продолжительности распределительного вала в двигателях высокой мощности

Простыми словами, распределительный вал отвечает за открытие и закрытие клапанов двигателя. Высота подъема — это максимальное расстояние, на которое перемещается клапан, когда кулачок распредвала давит на него, открывая, и она напрямую связана с количеством воздушно-топливной смеси, поступающей в цилиндр и выходящей из него, а также с удалением выхлопных газов из цилиндра. Длительность — это время (в градусах поворота коленчатого вала), в течение которого клапан остается открытым. По сравнению со стандартными профилями, высота подъема и длительность увеличиваются благодаря спортивным кулачкам агрессивной конструкции.

Чем выше подъем, тем больше воздуха может пройти через него, что особенно важно на высоких оборотах, когда двигатель интенсивно «дышит». Более длительное время открытия, особенно перекрытие (когда впускной и выпускной клапаны одновременно немного открыты), улучшает продувку цилиндров, что позволяет эффективнее удалять выхлопные газы и втягивать новую топливно-воздушную смесь. Это сочетание увеличивает мощность и крутящий момент, а также изменяет требования к клапанному механизму.

Совместимость Проблемы: Совмещение спортивных кулачков с гидрокомпенсаторами

Саморегулирующаяся конструкция гидротолкателей делает их популярными, поскольку они не требуют частой регулировки теплового зазора клапанов, работают тихо и не нуждаются в постоянной регулировке теплового зазора клапанов. Они содержат небольшой поршень и пружину в моторном масле, и давление масла автоматически компенсирует зазор между толкателем и деталями клапанного механизма.

Именно этот механизм становится проблемой при использовании кулачков с большим подъемом и длительным открытием:

1. "Помпаж" толкателя: При очень высокой скорости работы цикл открытия / закрытия может вызвать помпаж внутреннего поршня толкателя. Под действием давления масла поршень немного выдвигается за пределы своего нормального рабочего положения, что по сути удерживает клапан открытым дольше и выше положенного, но с меньшим давлением. Это приводит к следующим последствиям:

• Клапаны не обеспечивают герметичность на высоких оборотах (потеря мощности).
• Возможен контакт рабочей поверхности клапана с поршнем (катастрофическое повреждение двигателя).

2. Схлопывание под действием высокого давления пружины: Высокопроизводительные распределительные валы требуют значительно более жестких клапанных пружин для обеспечения высокой скорости закрытия и предотвращения эффекта «плавания клапанов» (возникает, когда пружина не может обеспечить контакт клапанного механизма с кулачком). Это усилие пружины может превышать усилие внутренней пружины толкателя, заставляя его немного проседать. Это снижает эффективный подъем распределительного вала и продолжительность его работы.

3. Ограничения скорости сброса давления: Скорость изменения параметров зависит от того, насколько быстро масло вытекает из внутренней камеры толкателя. Стандартные толкатели могут слишком медленно опускать клапаны, чтобы соответствовать быстродействию спортивных распределительных валов, что увеличивает риск эффекта «подпрыгивания». Напротив, толкатели, предназначенные для высоких оборотов, имеют более высокую скорость сброса давления, но могут быть более шумными.

4. Предел оборотов: Все гидротолкатели имеют более низкий естественный предел (для надежной работы) при максимальных рабочих оборотах, чем толкатели с жестким приводом, пока не будут выполнены модификации двигателя, чтобы преодолеть физику масляного столба внутри них. Иногда профиль с увеличенным подъемом может заставить двигатели работать в диапазоне оборотов, в котором обычные гидротолкатели не могут эффективно выполнять свои функции.

Поддержка Модификации: Пружины, тарелки и регулировки масляной системы

Ключ к плавной работе кулачка с увеличенным подъемом, используемого вместе с гидротолкателями, заключается в тщательной настройке вспомогательных компонентов:

1. Усовершенствованные клапанные пружины: здесь нет компромиссов. В спортивных пружинах требуется высокое давление при закрытии и на открытии, значительно превышающее стандартные значения. Они должны обеспечивать интенсивную работу клапанного механизма на высоких оборотах без проскакивания и чрезмерного сжатия толкателей. Даже гармонические колебания пружин становятся критичными.

2. Повышенной прочности тарелки: Пружины могут быть перегружены из-за огромных усилий, создаваемых жесткими пружинами и высокими оборотами, особенно при использовании штатных толкателей. Безопасные, прочные и высокопрочные толкатели (обычно из титана или высококачественной стали) являются обязательным условием для обеспечения безопасности и надежности.

3. Рекомендации по масляной системе: Моторное масло является жизненно важным компонентом для гидрокомпенсаторов.

• Стабильное давление масла: Давление масла должно быть достаточным и стабильным на всем диапазоне рабочих оборотов. Возможно, потребуется модернизировать масляный насос или внести изменения в клапаны регулирования давления.
• Вязкость масла: необходимо выбрать масло с правильной вязкостью. Слишком густое масло может вызвать чрезмерное давление, в то время как более жидкое масло может быть слишком тонким для обеспечения амортизации и привести к износу или шуму. Ознакомьтесь с рекомендациями производителя кулачкового вала и гидрокомпенсаторов. Высококачественные синтетические масла обычно более популярны.
• Выбор подъемника: Не беспокойтесь о торговых марках, но знайте, что качество гидроподъемников сильно различается. Стандартные подъемники нельзя использовать вообще, их необходимо заменить на специальные подъемники высокой производительности, у которых соотношение скоростей внутренней утечки изменено, а детали закалены. Они были разработаны, чтобы лучше выдерживать давление и спад натяжения агрессивного кулачка.

Компания Вынос

Кулачки с увеличенным подъемом обещают высокую отдачу, о чем хорошо знают инженеры, однако возникают проблемы с производительностью из-за взаимодействия кулачков с увеличенным подъемом с гидротолкателями. Возможны такие угрозы, как накачка и схлопывание, которые могут привести к потере мощности или серьезному повреждению двигателя. Надежную производительность можно обеспечить только путем не только замены кулачка. Крайне важно инвестировать в идеально согласованные пружины клапанов высокого давления, усиленные тарелки, разумное управление системой смазки (давление и вязкость) и толкатели, выбранные для использования в условиях высокой нагрузки. Изучите физические основы здесь и обеспечьте решения для этих важных корректировок, и вы сможете воспользоваться преимуществами кулачка с увеличенным подъемом и сохранить удобство гидротолкателей.