Підвищення продуктивності Як високопідйомні розподільні вали взаємодіють з гідравлічними толкувачами

Перспектива мати високопродуктивний розподільний вал просто приваблива: більша вихідна потужність, неймовірна потужність двигуна та, можливо, головна причина — значне збільшення вихідної потужності двигуна. У багатьох випадках наголошується саме на ідеї збільшення підйому та тривалості — значень, що визначають ступінь відкриття клапанів і тривалість їхнього відкриття. Проте комбінація цих агресивних профілів, а особливо конструкцій з великим підйомом, разом із стандартними гідравлічними толкувачами потребує обережного підходу. Це є ключовим для забезпечення успішного та надійного оновлення.

Розуміння підйому та тривалості розподільного вала у високопродуктивних двигунах

Простими словами, розподільний вал відповідає за відкриття та закриття клапанів двигуна. Підйом — це найбільша відстань, на яку переміщується клапан, коли кулачок штовхає його у відкрите положення, і він безпосередньо впливає на кількість повітряно-паливної суміші, що надходить і виходить з циліндра, а також на виведення відпрацьованих газів з циліндра. Тривалість — це час (у градусах обертання колінчастого вала), протягом якого клапан залишається відкритим. Порівняно зі стандартними профілями, підйом і тривалість збільшуються у профільних спортивних кулачків.

Чим більший підйом, тим більше повітря може проходити через клапани, що особливо важливо на високих обертах, коли двигун інтенсивно «дихає». Більша тривалість, зокрема перекриття (коли впускні та випускні клапани одночасно трохи відкриті), підвищує очищення циліндра, що дозволяє ефективніше виводити відпрацьовані гази та засмоктувати нову суміш. Це поєднання збільшує потужність і крутний момент, а також змінює самі вимоги до газорозподільного механізму.

Сумісності Виклики: Комплектація спортивних кулачків з гідравлічними толкателями

Саморегулюючий елемент гідравлічних штовхачів робить їх популярними, оскільки вони не потребують частого регулювання теплового зазору клапанів, є тихими та не потребують постійного регулювання зазору клапанів. Вони містять невеликий поршень і пружину, занурені в мастило двигуна, а тиск мастила автоматично компенсує зазор між штовхачем і деталями клапанного механізму.

Саме цей механізм стає проблемою при використанні кулачків з великим підйомом і тривалістю роботи:

1. "Підкачування" штовхача: При дуже швидкій роботі цикл відкриття / закриття може призводити до підкачування внутрішнього поршня штовхача. Під тиском мастила поршень виходить трохи далі, ніж у нормальних умовах, у результаті чого клапан утримується відкритим довше і вище, ніж має бути, і при меншому тиску. Це призводить до:

• Клапани не герметизують циліндр при високих обертах (втрата потужності).
• Можливий контакт тарілки клапана з поршнем (катастрофічне пошкодження двигуна).

2. Згортання під дією високого тиску пружини: Кулачки підвищеної продуктивності вимагають набагато жорсткіших клапанних пружин для забезпечення високого тиску й уникнення відскакування клапанів (явище, що виникає, коли пружина не забезпечує постійного контакту клапанного механізму з кулачком). Це зусилля пружини може перевищити внутрішню пружину штовхача, через що він трохи просідає. Це погіршує продуктивність, зменшуючи ефективний підйом кулачка й тривалість його роботи.

3. Обмеження швидкості зниження тиску: Швидкість, з якою масло може змінити тиск, залежить від швидкості його витоку з внутрішньої камери штовхача. Стандартні штовхачі можуть занадто повільно знижувати тиск у клапанах, щоб встигати за швидкодією спортивних кулачків, що призводить до підвищення тиску в системі. Навпаки, штовхачі, розроблені для вищих обертів, часто мають більш високу швидкість зниження тиску, але можуть бути більш шумними.

4. Межа обертів: Всі гідравлічні толкателі мають нижчу природну межу (щодо надійного функціонування) у режимі максимальних обертів, ніж тверді толкателі, доки модифікації двигуна не подолають фізичних властивостей стовпчика мастила всередині них. Іноді профіль з великим підйомом може спричинити роботу двигуна в діапазоні обертів, де звичайні гідравлічні толкателі не можуть ефективно працювати.

Підтримка Модифікації: Пружини, тримачі та регулювання системи мастила

Ключ до плавної роботи кулачка з великим підйомом, що використовується разом із гідравлічними толкателями, — це ретельне додаткове регулювання:

1. Покращені пружини клапанів: тут не має бути компромісів. У пружинах підвищеної продуктивності необхідно забезпечити значно більш високий тиск на посадочному місці та в режимі відкриття. Вони мають жорстко взаємодіяти з клапанним механізмом на високих обертах без відскакування та не надто стискати толкателі. Навіть гармоніка пружин стає критично важливою.

2. Підвищені тримачі: Пружини можуть втратити пружність через величезні сили, що виникають унаслідок жорстких пружин і високих обертів, особливо якщо використовуються штатні фіксатори. Безпечні, міцні фіксатори з високоміцних матеріалів (як правило, титанові або з високоякісної сталі) є обов’язковими для забезпечення безпеки та надійності.

3. Питання системи змащення: Моторне масло є життєво важливим для гідравлічних толкувачів.

• Стабільний тиск мастила: Тиск мастила має бути достатнім і стабільним у всьому діапазоні робочих режимів. Можливо, знадобиться модернізація масляних насосів або зміни у системі клапанів тиску.
• В’язкість мастила: необхідно правильно підібрати в’язкість мастила. Важкі оливи можуть спричинити підвищення тиску, тоді як занадто легкі оливи можуть бути недостатньо густими, щоб забезпечити амортизацію, і призводити до зносу або шуму. Перевірте рекомендації щодо кулачкового вала і толкувачів. Якісні синтетичні мастила зазвичай є найпопулярнішими.
• Підбір підйомників: не звертайте увагу на назви брендів, але врахуйте, що якість гідравлічних підйомників може суттєво відрізнятися. Штатні підйомники використовувати не можна — їх потрібно замінити на спеціальні підйомники підвищеної продуктивності, у яких співвідношення внутрішніх коефіцієнтів витоку змінене, а деталі загартовані. Ці підйомники створені для того, щоб витримувати підвищення тиску й не руйнуватися під дією напруження агресивного кулачка розподвала.

The Висновок

Кулачки з великим підйомом обіцяють чудові показники продуктивності, про що добре знають інженери, але виникають ускладнення з продуктивністю через взаємодію кулачків з великим підйомом з гідравлічними толкателями. Можливі такі небезпеки, як підкачування та колапс, що може призвести до втрати потужності або серйозних пошкоджень двигуна. Високу надійність роботи можна забезпечити не лише заміною кулачка. Важливо інвестувати в ідеально узгоджені пружини клапанів високого тиску, важкі утримувачі, розумне управління системою змащення (тиск і в'язкість) та толкателі, призначені для високопродуктивної роботи. Вивчіть фізику цього явища та знайдіть рішення для цих важливих коригувальних налаштувань, і ви зможете скористатися перевагами кулачка з великим підйомом і водночас зберегти зручність використання гідравлічних толкателів.