Разпределителни валове

Извадка на най-добрите теми от форумите на BMWPower-BG.net. Форумът е само за четене!

Модератор: cww

master of the force
Аватар
Мнения: 5578
Регистриран на: 11.08.2003
Местоположение: planet torque

Разпределителни валове

Мнение от alx » 24 Фев 2004, 0:41

това е още една тема която ще напиша наизуст. знам че има хора тука на които им е ясна, но пък съм сигурен че и има фенове на които след като я прочетат ще им се изяснят някои основни положения за разпределителните валове...

разпределителния вал определя характера на двигателя- къде във оборотите прави коне, как се държи на ниски обороти, празен ход и тн.

общо взето схемата е следната:

разпределителния вал се върти от коляновия вал със верига или набразден ремък като съотношението винаги е 2:1- демек на всеки 2 оборота на коляновия вал, разпределителния се завърта веднаж. разпределителния вал има по една издатина за всеки клапан и като се върти издатината натиска или директно клапана или лостче което натиска чрез кобилица клапана. директното натискане е характерно за двигателите където разпределителните валове се намират над цилиндрите на главата(главите) отгоре (overhead cams). при другата система използвана предимно при в-образните двигатели, разпределителния вал е обикновено един и седи долу ниско между цилиндрите и натиска лостчетата (pushrod)- тази система е много популярна във големите 8 и повече цилиндрови американски двигатели.

със общата култура до тука ;)

разппределителния вал има следните основни характеристики (и куп други за които сега не ми се пише)- ниво на повдигане и дължина. нивото на повдигане определя колко се отваря клапана а дължината- колко време седи отворен. при повечето валове повдигането е във инчове (примерно .500 което е половин инч) а дължината е във градуси на коляновия вал (примерно 270).

каква е зависимоста? идеята е че колкото повече отваряш клапана и го държиш по-дълго отворен- толкова повече горивна смес има възможност да влезе във горивната камера. обема на сместа която влиза във цилиндъра се нарича "обемна ефикасност" (volumetric efficiency) и се мери във проценти спрямо обема на цилиндъра когато буталото е във долна мъртва точка (дмт). демек, ако обема е 5 литра на двигателя и при засмукване се засмуква 5 литра горивна смес, обемната ефикасност теоретично е 100%. по-надолу ще пиша това характеристика за какво е.

та идеята беше да се засмуква максимално количество въздух и да се изкарват изгорелите газове максимално бързо. ми значи теоретично идеалния разпределителен вал ще отваря засмукващите клапани точно на 180 градуса и ще ги затваря на 0 като едновремено отваря изпускателните и ги държи още 180 градуса до 0 където ги затваря и отваря пак всмукателните и тн... ? не точно. проблема е че горивната смес и изгорелите газове са инертни. и дори да се отворят внезапно клапаните сместа ще се "помайва" преди да влезе или излезе. затова клапаните се отварят предварително за да могат газовете (входящи и изходящи) да наберат скорост. има и още нещо- всеки разпределителен вал има известно припокритие на клапаните- демек има един момент във които и входящите и изходящите клапани са отворени преди да се затворят изходящите и да се отворят входящите докрай. това е със цел да се увлече входящата смес при напускането на изгорелите газове със висока скорост (scavenging). какво е практическото значение на това "увличане"? ми че увеличава обемната ефективност на двигателя което = повече коне разбира се. ми значи дай да държиме максимално време всичките клапани отворени че да се увлича максимално входящия поток от напускащите изгорели газове? проблема е че този ефект работи предимно и само на високите обороти защото тогава скороста на газовете е достатъчна че да се прояви този ефект и да има практическо значение. на практика този ефект започва да се усеща над 6000 оборота където състезателните двигатели имат обемна ефективност над 100% (демек се получава дори малко ефект на помпане като със компресор/ турбо. ми значи няма лошо- ще слагаме валове със голямо припокриване и във нормалните коли, на ниските ще работи добре, на високите ще има обемна ефективност повече, повече коне и тн? проблема е че при ниски обороти и най-вече при празни обороти, разпределителните валове със голямо припокритие карат двигателя да работи лошо. защо? ми защото скороста на газовете е ниска. и вместо да се увлича входящата смес от изгорелите газове, изгорелите газове тръгват дца се измъкват откъдето им падне- в случая частично през входящите клапани. резултата е че горивната смес се замърсява със изгорели газове, обеднява на кислород и тн.. двигателя започва да се дави, има неравен ход и тн... виждали ли сте драгстери как работят на празни обороти (и при тях това са 2500-3000 оборота)? работят все едно всеки момент ще издъхнат, тресат се, чукат, гаснат и тн.. ма на 7000 оборота този двигател прави 2000+ коня защото увличането на газовете работи със пълна сила и обемната му ефикасност може да е 120-130% което на практика значи че ако двигателя е 5000 кубика той може да прави коне като 6 литров мотор...

толкова за припокриването. останалото е по-елементарно

височина на повдигане- колкото повече повдигаш, толкова повече горивна смес можеш да вкараш и изгорели газове да искараш. елементарно. значи дай да вдигаме по 10см всеки клапан? ограничението идва от механиката. не забравяй че всеки клапан се държи затворен от пружина. колкото повече искаш да отвориш клапана толкова по-дълга трябва да ти е пружината за да се свие толкова. да, ама ако е много дълга, тя е и по-слаба и при високите обороти може да се появят 2 лоши синдрома- този на "ски-скока" при които като мине гърбицата и пружината не може да отреагира веднага и клапана седи отворен просто защото пружината не може да го затвори толкова бързо (не е толкова стегната а не е такава защото е дълга) и ефекта на "плаващите клапани" където на високи обороти пружината не може да следва контура на гърбицата и се удря във вала 2-3 пъти докато легне на текущата повърхност. със оглед на тези 2 проблема, не е хубава идеята на някои тунинг чипове да качват червената линия на двигател със фабрични пружини защото те са сметнати да не "скачат" и "плават" до определени обороти след което може да има проблеми. и двата проблема се решават със по-здрави пружини, но пък те оказват голям натиск на разпределителния вал и тои се износва по-бързо. както винаги компромис му е майката :) нормално повдигане на клапан е .350 инча, 0.500 е доста агресивно, над 0.550 е стриктно за състезателни коли където вала дори със лагерчета на върха на клапаните изкарва 2-3 състезания. друго ограничение за това колко може да се отварят клапаните е възможноста да бъдат ударени от буталото. това обикновено се избягва като във буталата са правят падини за да не закачат клапаните.

продължителноста на отваряне на клапана е другата основна характеристика. идеята е че колкото е по-голяма продължителноста, толкова по-високо във оборотите двигателя си прави конете. тази променлива играе със "увличането" обяснено по-горе просто защото колкото е по-голяма продължителноста, толкова повече припокриване има.. .на практика продължителност от 270 градуса е нормален тунинг вал със приемливи ниски обороти и добри високи, 300 е агресивен за високи обороти със някакви празни обороти, над 330 е само за състезания и празните трябва да са над 1500 ако искаш изобщо да работи на "празни"... също така продължителноста на отваряне се ограничава и от това че клапана може да бъде ударен от буталото. решението е същото като при повдигането- правят се падини във буталата където клапаните могат да влязат във контакт.

да се върнеме пак на обемната ефективност. както казах, 100% е когато 5 литра двигател е изсмукал 5 литра въздух след като всичките цилиндри са се запалили. при високи обороти поради голямото припокриване и резултатното увличане тази ефективност може да е над 100%. тука е добър момент да се вметне че турбо/суперчарджърите правят точно това- качват обемната ефективност на двигателя над 100% като по този начин ефекта е все едно двигателя е със по-голям обем. всеки бар (14.7 паунда на квадратен инч) качва ефективноста със 100% което при идеални условия значи че двигателя ще прави 2х коне (защото е се държи като двигател със 2пъти по-голям обем). за нещастие поради ред практически причини и загуби, качването на мощноста не е 100% а по-скоро към 25%, но пък хората надуват повече от 1 бар така че чудовищни коне са възможни ако двигателя е направен да ги издържи механично. от тука и има разпределителни валове които са известни като "турбо/суперчарджърски" и имат много голямо припокритие със цел допълнително да увеличат ефекта на увличане.

та начи разпределителните валове най-общо са 3 вида- за ниски обороти (камиони), компромисни (за добри ниски и ок високи- повечето нормални коли) и състезателни (само за високи със много лоши ниски). от тука и повечето производители имат системи за промяна на параметрите на вала за входящия клапан, изходящия или и на двата където в зависимост от оборотите, предавката и товара на двигателя се променят припокриването, височината и продължителноста на гърбиците на вала. при бмв това е ваноса, при хонда е v-tec, при тойота е vvti и тн. ма това не е към тази тема. има тема за ваноса- четете я ;)

заболяха ме пръстите :mrgreen:
Последна промяна alx на 24 Фев 2004, 15:28, променена общо 2 пъти
алекс
трабант 601с
разни други возила

Потребител
Аватар
Мнения: 35
Регистриран на: 17.04.2004

Re: Разпределителни валове

Мнение от R9 » 23 Май 2004, 1:25

alx написа:да се върнеме пак на обемната ефективност. както казах, 100% е когато 5 литра двигател е изсмукал 5 литра въздух след като всичките цилиндри са се запалили. при високи обороти поради голямото припокриване и резултатното увличане тази ефективност може да е над 100%. :mrgreen:


Като цяло темата е супер написана и моите искрени поздрави.Само искам да направя едно уто4нение относно обемната ефиктивност на атмосферните мотори.
Стоиност от 100% на обемна ефективност на един атмосферен мотор сьществува само в теорити4ния цикьл.В реалния цикьл тази стоиност трудно достига до 80-85%,за разлика от двигателите с принудително пьлнене,кьдето тази стоиност зна4ително надвишава 100%.Наблюдаваики кривата на обемна ефективност на един мотор прави впе4етление,4е максималната и стоиност се достига между 3-4000 оборота-рядко надвишаваики 80%,като стоиността и при 1000 и над 5000 оборота е дори под 50%.При по спортните мотори максималната ефективност е изнесена кьм по високите обороти,но това ве4е е друга тема.
Изображение Изображение
Impossible is nothing !!!

master of the force
Аватар
Мнения: 5578
Регистриран на: 11.08.2003
Местоположение: planet torque

Мнение от alx » 23 Май 2004, 16:28

всъщност VE > 100% е нормата на повечето "нормални" състезателни двигатели. проблема е че се получава само във високите обороти и то във много тесен диапазон. ако знаеш английски- иди на google и потърси по темата ("pulse tuning" "volumetric efficiency") - описано е много добре. ефекта се получава предимно от припокриване на клапаните както също и нагласяване на изходящите и входящите колектори да изпаднат във газов "резонанс" (pulse tuning)... по принцип много клапани, агресивни разпределителни валове, добре подбрани входящи и изходящи колектори и високи обороти са рецептата за VE > 100%.

радвам се че ти е харесала темата....
алекс
трабант 601с
разни други возила

младши ентусиаст
Аватар
Мнения: 600
Регистриран на: 25.09.2002
Местоположение: Варна

Re: Разпределителни валове

Мнение от kelesha » 23 Май 2004, 19:49

alx написа:.........но пък хората надуват повече от 1 бар така че чудовищни коне са възможни ако двигателя е направен да ги издържи механично. от тука и има разпределителни валове които са известни като "турбо/суперчарджърски" и имат много голямо припокритие със цел допълнително да увеличат ефекта на увличане......


Значи според това което аз съм чел(и пробвал) за турбо(не копресорен ами турбо пак подчертавам) мотор припокриването трябва да е възможно най малко понеже ефекта е обратен, турбо мотор работещ на високо налягане се нуждае от валове с малко препокриване(overlap) понеже през фазата на препокриване се получава връщане на изгорели газове в цилиндъра и така той не може да се напълни с достатъчно прясна горивна смес. Това е така понеже ако налягането в интейка е примерно 2 бара(WRC автомобилите примерно) а налягането в изпускателния колектор(между турбинната перка и изпускателния клапан) е доста по голямо от това в интейка. Това се отнася за турбо мотори с турбини който са така подбрани че да надуват от ниски обороти(до около 3500) и които на високи обороти на мотора имат много обратно налягане(back pressure). При този вид турбо мотори тайминга на валовете който евентуално ще се swap-ват е почти същия или леко по голям но голямата разлика е във повдигането на самия клапан което особенно на всмукателните клапани е доста по голямо. При турбо мотори с големи турбо китове които съответно са с мноо голям лаг и ниско обратно налягане може да се позволи да се сложат валове с по дълги фази и съответно по голямо припокриване но това пак е компромис понеже когато турбината стигне високо налягане на интейка, обратното и налягане съответно също е нарастнало прекомерно и негативния ефект пак е налице.....но ако мотора е japan stile примерно и върти на по високи обороти(~9000) мощността е нарастнала значително и негативния ефект се появява в тези обороти примерно където трябва да се сменя скорост така че това не е кой знае какъв проблем. При повечето "нормално" тунинговани турбо мотори обаче се набляга най вече върху повдигането на клапана което е съпроводено обаче с най малко увеличаване на тайминга(щото това увеличаване е почти неизбежно при увеличаване на повдигането).

главен сектант :)
Аватар
Мнения: 2511
Регистриран на: 3.01.2004
Местоположение: Лондон
Пол: Мъж
Кара: E36 325i
Детайли за колата: Септември 1991
M50B25 - Без VANOS
GAZ Gold Coilover Kit
Eibach 28мм Предна Стабилизираща Щанга
М3 Ево 20мм Задна Стабилизираща Щанга
325мм предни спирачки от Е46 330i
294мм задни спирачки от Е46 328i
Zimmermann Дискове, Carbone Lorraine накладки, Goodridge маркучета

Мнение от WeiSTD » 24 Май 2004, 1:21

Темата е много интересна, имам само 1 въпрос.

Турбото не качва ли VE с малко повече от 25-30%?

Това че не качва с 100% е ясно, но си мислих че е поне 70% увеличение на VE.
БИАД Авто-Пазар Тийм

You can take the people out of Bulgaria, but you can never take the Bulgarian out of people.

master of the force
Аватар
Мнения: 5578
Регистриран на: 11.08.2003
Местоположение: planet torque

Мнение от alx » 24 Май 2004, 2:23

да, така е за по-малките двигатели (до 3 литра) и за по-ниски обороти (като цяло). просто идваме от различни школи ;) когато се правят разпределителни валове за големи състезателни турбо апликации (5 до 8 литра двигатели въртящи се до 9000 оборота) припокриването е огромно защото често се помпа такъв дебит въздух (представи си 3 бара на 8 литра мотор) че колкото и да са ти големи изходящите клапани (до 7 см в диаметър) и да са ти сметнати добре изходящите колектори, винаги имаш проблеми със обратното налягане (backpressure). затова се набляга на продължителноста на повдигане на изходящите клапани като се гледа да са максимално време отворени. проблема е че това може да се получи само ако те са отворени общо взето през повечето време. от тука неизбежно тези разпределитени валове имат много голямо пропокриване което обаче е "изтеглено" към изходящите клапани...

наистина, по принцип приетото мнение е че турбо/компресорските разпределителни валове не им трябва толкова припокриване, а просто повече повдигане на входящите и повече и по-дълго повдигане на изходящите. но това е компромис. ако искаш да изкараш 1200 коня от 3 литра- ще ги изкараш на 8000 оборота със много припокриване и гигантско повдигане и продължителност на изходящия клапан... не забравяй че когато се въртиш със 8000 оборота няма много време за отваряне на входящите и изходящите. от там и от един момент нататъка за да вкараш и изкараш газовете за конете които искаш единствения начин е да се припокриват... при това много. знам че теоретично може да се сметне какво е максималното повдигане, продължение и припокриване за всеки определен дебит, но е много сложно... аз си нямам понятие как става...

относно питанката за VE - теоретично всеки бар налягане качва VE със 100%. от там (пак теоретично) ако имаш двигател 1 литър, на 1 бар ще смуче като за 2 литра, на 2 бара, като за 3 и тн...
алекс
трабант 601с
разни други возила

ентусиаст
Аватар
Мнения: 1331
Регистриран на: 10.09.2003
Местоположение: София

Относно VE

Мнение от Postman » 24 Май 2004, 8:48

Темата наистина е много хубава, защото ще сложи едни рамки и ще даде посока ма мисълта на тези, които са се чудили как и защо стават нещата с разпределителните валове. alx :yes: .
Въпросното VE, което толкова често се спряга си има еквивалент в българската литература, който се нарича "коефициент на пълнене". Той показва калко въздух е постъпил в цилиндъра, спрямо онова, което би могло да постъпи ако целия ходов обем на цилиндъра се запълни с въздух. Отношението на тези 2 обема (или маси, защото може да се измерва и като маса) варира в зависимост от много фактори. Най-големите стойности, които аз съм виждал (разбирайте измерил лично) са около 1,08...1,10. Най-големите, за които съм чел - 1,25...1,32. При двигателите със свръхпълнене този коефициент обикновено е малко по-малък отколкото при атмосферните, защото турбината на турбокомпресора ограничава възможността за оптимизиране на резонансните явления в изпускателния колектор и ограничава максималния възможен ефект от такъв резонанс. Коефициентът на пълнене е количествен критерий за степента на запълване на цилиндъра с работна смес, а не за получената мощност в него, и затова няма как при турбодвигателите да се повишава със 100% на всеки 1 бар надналягане на свръхпълнене. Поне така е в България. А инак, че ефекта от свръхпълненето е все едно се увеличава VE-то на атмосферен двигател - е безусловно. Дори би следвало ако се прави такава аналогия, тя да се прави по теоретична мощност (количество внесена топлина в двигателя с горивото), а не чрез коефициента на пълнене. В толкова популярните и толкова полезни понякога турбокалкулатори из нета, VE-то пак се въвежда като в %, като рамките са около 75...95 % най-често. В противен случай нямаше да е необходимо да се избира налягане на пълнене (boost) - щяха да са достатъчни само VE и температура на въздуха в колектора след дроселовата клапа.
По принцип получаването на висок VE (над 1,00) е възможно само по един единствен начин - резонансно пълнене и дозареждане на цилиндъра, което се постига с подходящ пълнителен и изпускателни колектори, разпределителен вал с подходящи фази и определена честота на въртене на двигателя. Ако вала има някакви фази, който дават максимум на въртящия момент около 3000...3500 об/мин и VE на този режим 0,88 (88%), това не означава че не може да се направи VE над 100% само със смяна на колектора, при това на по-ниски обороти. Теорията на трептенията помага при приблизително определяне на необходимата дължина, при която се получава резонансно дозареждане на цилиндъра. В някой разпространени такива калкулатори е показано влиянието на 1-ви, 2-ри, 3-ти хармоник от стоящите (резонансни) вълни в колектора върху VE-то.
Ето един линк, свързан с резонансите - той касае друг проблем, но е добро средство за запознаване с явленията:
http://www.users.bigpond.com/pgscott/re ... oustic.htm

Хода на клапана, който зависи от формата на гърбицата е много важен параметър и колкото е по-голям, толкова по-добро е пълненето. Това обаче е така до един момент, след който вече няма значение, защото колкото и да се отваря - не постъпва повече въздух.
Всичко зависи като цяло от съвместната работа на колекторите и фазите на газоразпределение - когато дължините и диаметрите са добре подбрани не е проблем да се получат високи VE и то точно там, където конструктора (тунинг-майстора) желае. Гърбиците в повечето случай се проектират специално и индивидуално за всеки тип двигатели за да се осигуряват допустими ускорения на клапаните - ето защо според мен никога не трябва човек сам да опитва да си прави разпределителния вал "маааалко по-добър". Резултатър винаги е такъв, че вала става мнооооого по-лош.
RESPECT

master of the force
Аватар
Мнения: 5578
Регистриран на: 11.08.2003
Местоположение: planet torque

Мнение от alx » 24 Май 2004, 18:40

постмане, тая тема трябваше ти да я напишеш...
алекс
трабант 601с
разни други возила

ентусиаст
Аватар
Мнения: 1331
Регистриран на: 10.09.2003
Местоположение: София

Мнение от Postman » 24 Май 2004, 19:44

alx написа:постмане, тая тема трябваше ти да я напишеш...

Защо аз :roll: ?
alx, аз не се заяждам, а се опитвам да изкажа своето виждане по този въпрос.
Според мен много хора си мислят, че разпределителния вал е един сравнително прост детайл и гърбицата им изглежда така, като че ли едва ли не и те биха си я направили с пилата и малко шкурка след това. Моето впечатление обаче е такова, че в гърбицата едва ли не е половината от цялата наука и технология за конкретната фамилия двигатели, както и половината математика при конструиране на един двигател. Ето защо аз каквото знам го пиша, но...... за цяла тема................уви - рано ми е още :( .
RESPECT

master of the force
Аватар
Мнения: 5578
Регистриран на: 11.08.2003
Местоположение: planet torque

Мнение от alx » 24 Май 2004, 20:20

аз го написах последното съвсем искрено. не ме разбирай погрешно.

аз каквото знам и пиша тука е от личен опит и много строшени части и пари фърлени на вятъра.. но си оставам ентусиаст. а ти май с това се занимаваш професионално, не? :)
алекс
трабант 601с
разни други возила

Назад към Полезна информация

Кой е на линия

Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани

Последни теми
Facebook