РЕГУЛИРОВКА ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА ВАЗ 8 и 16V
Один из вопросов: “Как лучше работает двигатель при сдвинутых фазах назад или вперед?” не корректен. Так как только правильно выставленные фазы обеспечивают эффективные характеристики работы мотора. Разрезные шестерни распредвалов, которые первоначально использовались в спорте, дают возможность регулировать фазы, не ослабляя ремень ГРМ. При этом возможно выставить калибровки на десятые доли градусов.
Крутящий момент и мощность ДВС зависит от технической части, таких как объём двигателя, длинна выпуска и выпуска, проходные сечения каналов. Фазы газораспределения это периоды закрытых и открытых клапанов, которые выражены в градусах поворота коленчатого вала, относительно нижней и верхней мертвой точки. ФГР отображается как круговые диаграммы.
Рассмотрим для примера двигатель ваз 21083, у которого установлен стандартный распредвал 2108, с зазорами 0,2±0,05мм впуск и 0,35±0,05мм выпуск.
Из рисунка видно, что и открытие и закрытие клапанов происходит раньше, чем поршень приходит в верхнюю мертвую точку (на 33 градусах), а вот закрывается несколько позже (на угол 80градусов), чем поршень переместиться к нижней мертвой точке. Перед впускным клапаном (в впускном канале), скорость потока воздушно-топливной смеси переменная. Когда клапан закрыт она равняется нулю, а когда открыт до 100 метров в секунду. Как только такт впуска завершается, клапан впуска начинает закрываться после того как поршень прошёл НМТ ( когда поршень двигается вверх), при этом сжимая горючую смесь. Таким образом когда обороты ДВС становятся высокими то появляется эффект газодинамического наддува. Другими словами инерционный подпор потока новой смеси помогает уплотнению «заряда», улучшая наполнение цилиндров новой рабочей смесью. Отсюда следует, что угол на который запаздывает закрытие впускного клапана (угол газодинамического наддува Г=80°) это один из главных характеристик распределительного вала.
Еще один из главных параметров это угол перекрытия клапанов (на нашем примере это П=33Гр+17Гр=50Гр). Пока поршень не достигнет верхней мертвой точки, впускной клапан начнёт уже открываться, а впускной еще не закрыт, наступает такой момент когда оба клапана и впускной и выпускной открыты, и тогда разрежение, создаваемое в выпускном коллекторе как бы «подхватывает» новую смесь в цилиндр. Этот эффект пропорционален оборотам двигателя, чем они выше тем лучше наполнение цилиндров.
Устанавливать разрезную шестерню стоит по 2м причинам:
1. На заводе, в процессе сборки большого количества двигателей, происходит небольшое отклонение в производстве моторов. Из за этих отклонений в деталях, значение ФГР одинаковых двигателей могут отличаться на 10 градусов, это составляет погрешность в рамках одного зубца на распределительной шестерни. Чтобы это компенсировать, нужно установить разрезную шестерню, с помощью которой можно изменить положение зубчатого венца относительно ступицы, которая имеет величину шага 0. У стандартной же регулировка вперед и назад на 1 зуб, а это шаг в 17 градусов по коленвалу, это и ведёт к потере мощности и крутящего момента.
2. При установке не стандартных распредвалов, которые имеют более высокий подъём кулачка и изменённый профиль, мощность поднимется, но если установить разрезную шестерню и правильно настроить ФГР, можно получить дополнительные 3-4% мощности.
На графике показаны 2 варианта настройки ФГР. Под цифрой 1 настройка на максимальную мощность, под цифрой 2 настройка на максимальный крутящий момент. Ре — мощность, Ме — крутящий момент, n — обороты двигателя.
Для примера можно рассмотреть оптимальные настройки фаз газораспределения для обеспечения промежуточного варианта. Нужно совместить максимальное перекрытие клапана с верхней мертвой точкой. Поворачиваем распредвал на нужные 8 градусов. Таким образом угол газодинамического наддува будет равен 88 градусам. (80+8), это реализует возможность лучше наполнять цилиндры на повышенных оборотах. Стоит уточнить, при более ранних открытиях впускных клапанов на средних и маленьких оборотах ухудшается наполнение цилиндров. Так как выпускные газы попадают в ресивер и обедняют новую воздушную смесь. Следовательно, когда мы уменьшили угол опережения открытия впускного клапана, мы улучшили горение смеси в режимах частичных нагрузок.
Фактическая проверка показывает, при правильной настройке ФГР мощность и момент поднимается до 3% от исходной мощности, при стандартном распредвале. Если настройку произвести до максимального увеличения мощности, можно увеличить мощность до 5%.
Стоит уточнить, если мотор восьми клапанный, то настроить можно только либо впускные клапаны, либо выпускные. На 16 клапанных двигателях возможно настроить и впускные и выпускные клапаны отдельно, тем самым можно увеличить мощность до 7%.
Настройка фаз газораспределения на 8 клапаном моторе ваз 2108-2110
1. разрезная шестерня 8V В начале нужно сделать отметки на разрезной шестерни. Берем разрезную шестерню и выставляем центральную часть относительно наружней части, также же как это сделано на стандартной шестерни.
2. Затем устанавливаем разрезную шестерню и одеваем ремень ГРМ. Следим за тем, чтобы метки на шкиве распредвала совпадали с меткой на задней крышке ремня. И дополнительно смотрим, чтобы метка на маховике была напротив среднего деления. (смотрим в люке картера сцепления)
3. Следующим шагом регулируем фазы. Для этого смотрим перекрытие на клапанах впуска и выпуска на 4 цилиндре. Необходимо настроить так, чтобы клапана были открыты на нужную величину, это величина задаётся установленным распредвалом. Например для равно-подъёмного распредвала впускной и выпускной клапан должен быть открыт на одинаковое значение. Для регулировки открытия клапанов, с начало ослабляем болты разрезной шестерни, затем крутим распредвал по отношению к внешней части шестерни. Таким образом регулируем до нужного положения.
4. Если необходимо дополнительно настроить фазы, и получить или еще большего увеличения крутящего момента, или л.с., то необходимо корректировать ФГР опираясь на контрольные заезды.
Регулировка фаз на классическом моторе проводится аналогичным образом!
Если необходимо увеличить крутящий момент на более низких оборотах, то необходимо поворачивать распредвал по ходу его движения. Таким образом, увеличим начальный угол при котором будет происходить открытие впускного клапана, а следовательно и закрытие выпускного клапана.
Если необходимо увеличить мощность на высоких оборотах, то необходимо вращать распредвал в обратном направление. Тем самым увеличиться газодинамический наддув, который будет дозаряжать цилиндры новой смесью.
5. Опыт показывает: нет необходимости сдвигать ФГР больше чем на 1/3 зуба на шестерне, в оба направления. Это равняется 3-4 градусам по распредвалу.
6. Если вы регулируете фазы на карбюраторном моторе, необходимо после любой регулировке распредвала, регулировать угол опережения зажигания.
Настройка и регулировка фаз газораспределения на Ваз 16V
1. Сначала меняем штатные распредвалы на новые спортивные вместе с разрезными шестернями. разрезные шестерни 16V
2. Затем путём сравнения стандартных шестеренок и разрезных, наносим метки на новые шестерни (в тех же местах, где и на стандартных). По этим меткам выставляем перекрытие клапанов (пусть и немного неточное). Поршни первого и четвертого цилиндра поднимаем в верхнюю мертвую точку, в момент, когда цилиндр буквально через полградуса начнет свое движение вниз, и затем ставим ремень ГРМ.
3. Устанавливаем планку для индикаторов часового типа. Всего должно быть три индикатора. Один для того, чтобы определить перемещение впускного клапана, второй — для выпускного, и третий — для определения ВМТ. Конструкция планки такова: по центру крепится индикатор, который через отверстие свечи будет показывать положение поршня. Индикаторы открытия впускного и выпускного клапана крепятся на планке под углом. Один под углом 25 градусов, другой под углом 335 градусов относительно индикатора ВМТ. Так как длины ножек индикаторов не хватит, то необходимо изготовить удлинители с резьбой для фиксации в индикаторах. Индикатор ВМТ отображает положение поршня (удлинитель должна упираться в поршень). Индикаторы клапанов отображают положение клапана (удлинитель должен упираться в толкатель).
4. Ищем положения, в которых впускные и выпускные клапана находятся в закрытом состоянии (то есть нулевые). Эти действия проделываем с четвертым цилиндром, также находим положение его верхней мертвой точки. Далее выставляем нужные перекрытия, производя регулировки с помощью разрезных шестерней.
5. Следующим шагом полностью производим затяжку болтов разрезных шестерёнок. Делаем полный оборот коленчатого вала, смотрим на настройки и если они не сбились — переходим к следующему шагу.
6. Производим сборку мотора и запускаем его.
7. Если после регулировки под значения производителя распредвалов мы видим, что режим работы ДВС не оптимальный, то дополнительные настройки придётся делать путём практических контрольно- измерительных заездов.
8. Помните о том, что рекомендуемые перекрытия производителя в наибольшей степени являются оптимальными и мало зависят от принципа впуска (атмо/турбо/etc). В случае, если распредвалы выставлены по рекомендуемым перекрытиям, мотор полностью исправен, но работа мотора неудовлетворительна – вероятнее всего конфигурация мотора неверна на стадии проектирования, и распределительные валы рекомендуется заменить (не подходят для данного мотора). Настоятельно не рекомендуем использовать распределительные валы, перекрытия которых не известны даже самому производителю, т.к. это с максимальной долей вероятности не приведет к успешному результату.
Зачем менять фазы газораспределения
Задача механизма газораспределения — обеспечить наивысшую эффективность наполнения и очистки цилиндра во время работы двигателя. От того, насколько грамотно подобраны фазы газораспределения, зависит экономичность мотора, мощность и развиваемый момент.
Качество работы двигателя — его КПД, мощность, крутящий момент и экономичность зависят от многих факторов, в том числе и от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.
В обычном четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания клапаны приводятся в действие кулачками распределительного вала. Профиль этих кулачков определяет момент и продолжительность открытия (то есть ширину фаз), а также величину хода клапанов.
В большинстве современных двигателей фазы меняться не могут. И работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Дело в том, что характер поведения газов (горючей смеси и выхлопа) в цилиндре, а также во впускном и выпускном трактах меняется в зависимости от режимов работы двигателя. Постоянно изменяется скорость течения, возникают различного рода колебания упругой газовой среды, которые приводят к полезным резонансным или, наоборот, паразитным застойным явлениям. этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.
Так, например, для работы на холостом ходу уместны узкие фазы газораспределения с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия фаз (время, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Почему? Потому что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу.
При работе на максимальной мощности ситуация сильно меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов закономерно сокращается, но для обеспечения высоких крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать куда больший объём газов, нежели на холостом ходу. Как решить столь непростую задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими. При этом для лучшей продувки цилиндров фазу перекрытия обычно делают тем шире, чем выше обороты.
Так что при разработке и доводке двигателей конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на сложные компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фиксированными фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. И плюс ко всему устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным и экологичным. Вот так задачка!
Но конструкторы такие задачи уже давно щёлкают как семечки и способны при помощи сдвига и изменения ширины фаз газораспределения менять характеристики двигателя до неузнаваемости. Поднять момент? Пожалуйста. Повысить мощность? Не вопрос. Снизить расход? Не проблема. Правда, подчас получается так, что при улучшении одних показателей приходится жертвовать другими.
А что если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя? Запросто. Благо способов для этого придумана масса. Один из них — применение фазовращателя — специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. Наиболее часто такая система устанавливается на впуске. С повышением оборотов муфта проворачивает вал по ходу вращения, что ведёт за собой более раннее открытие впускных клапанов и как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.
Но неуёмные инженеры не остановились на этом и разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но и расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами. Например, в тойотовской системе после достижении определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обычного кулачка в работу начинает вступать дополнительный — с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт иной закон движения клапана, более широкие фазы и, кстати, обеспечивает больший ход. При раскрутке коленчатого вала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в об/мин у двигателя словно открывается второе дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.
Изменять момент и продолжительность открытия — это замечательно. А что если попробовать изменять высоту подъёма? Ведь такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм (ГРМ).
Чем вредна заслонка? Она ухудшает наполнение цилиндров на низких и средних оборотах. Ведь во впускном тракте под прикрытым дросселем при работе двигателя создаётся сильное разрежение. К чему оно приводит? К большой инертности разреженной газовой среды (топливовоздушной смеси), ухудшению качества наполнения цилиндра свежим зарядом, снижению отдачи и уменьшению скорости отклика на нажатие педали газа.
Поэтому идеальным вариантом было бы открывать впускной клапан только на время, необходимое для достижения нужного наполнения цилиндра горючей смесью. Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и, соответственно, продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. По разным данным, экономия от применения системы бездроссельного управления может составлять от 8% до 15%, прирост мощности и момента в пределах %. Но и это не последний рубеж.
Несмотря на то что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать ещё выше. За счёт чего? За счёт скорости открытия клапанов. Правда, механический привод здесь сдаёт позиции электромагнитному.
В чём ещё плюс электромагнитного привода? В том, что закон (ускорение в каждый момент времени) подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия клапанов позволяется менять в очень широких пределах. Электроника согласно прописанной программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Зачем? В целях экономии, например, на холостом ходу, при движении в установившемся режиме или при торможении двигателем. Да что режимы — прямо во время работы электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный. Интересно, скоро ли появятся такие системы на конвейере?
Пожалуй, дальнейшее увеличение эффективности работы мотора за счёт ГРМ уже невозможно. Выжать ещё больше мощности и момента с того же объёма при меньшем расходе можно будет только с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия, других видов топлива. Но это — уже совсем другой разговор.
«Проверка и регулировка фаз газораспределения четырёхтактного двигателя»
— построению круговых диаграмм газораспределения четырёхтактного дизеля.
1.2 Обоснование работы
Фазы газораспределения – это процессы, происходящие в цилиндре работающего двигателя в течение одного цикла (два оборота у четырёхтактного двигателя и один – у двухтактного). Там последовательно происходит смена рабочих процессов — фаз газораспределения. Переход от одного процесса к другому происходит в строгой зависимости от положения органов газораспределения. Открытия или закрытия клапанов (у четырёхтактного двигателя), выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно ВМТ или НМТ. Моменты закрытия и открытия органов газораспределения принято изображать на круговых диаграммах (рис. 1.1).
Процессы газораспределения, происходящие в цилиндре у четырёхтактного двигателя, состоят из четырёх фаз:
1) всасывание и заполнение порцией свежего заряда увеличивающегося объёма цилиндра при ходе поршня вниз – от ВМТ к НМТ;
2) процесс сжатия свежего заряда при ходе поршня вверх и закрытых клапанах, от НМТ к ВМТ;
3) следующая фаза – рабочий ход (расширение) при ходе поршня вниз и закрытых клапанах, от ВМТ к НМТ;
4) процесс очистки от продуктов сгорания рабочего объёма цилиндров при ходе поршня от НМТ к ВМТ.
Тактом называется движение поршня от одной мёртвой точки к другой, его величина всегда составляет 180۫˚ угла поворота коленчатого вала.
Фазами газораспределения называются последовательно происходящие рабочие процессы у работающего двигателя в течение одного цикла. Величина каждой фазы газораспределения совпадает по направлению движения с тактом, но отличается от него углом поворота коленвала в большую или меньшую сторону. Величина каждой фазы зависит от характера изменения процесса в цилиндре, который определяется конструктивными особенностями двигателя и законами истечения газов. Так, для лабораторного двигателя 3NVD-24, фаза наполнения равна фазе выпуска и составляет 240 градусов п.к.в. Фаза сжатия равна по углу поворота фазе рабочего хода и составляет 140 º . Чтобы правильно выставить величины фаз газораспределения необходимо уметь определять углы начала открытия и конца закрытия клапанов относительно верхней и нижней мёртвых точек, предварительно установив тепловые зазоры клапанов.
Циклом называется совокупность взаимосвязанных периодов (фаз), образующих законченный круг развития термодинамических процессов, где начальные и конечные состояния совпадают.
2. Перечень приборов, инструмента и устройств.
Работа выполняется на четырехтактном двигателе внутреннего сгорания 3 NVD-24.
Для выполнения работы требуется:
— набор инструмента для технического обслуживания двигателя;
— шток с индикаторной головкой или шток с линейкой;
— набор щупов в диапазоне 0,1-1,5 мм;
— паспортные данные периодов открытия и закрытия клапанов 3NVD-24.
Основными документами, имеющими приоритетное значение и юридически признанными, являются паспорта, выдаваемые на каждый двигатель заводом-строителем.
Как выставить фазы ГРМ ЗМЗ 405,406,409.
Привет Всем Дорогие Друзья. Расскажу, как выставить фазы ГРМ ЗМЗ 405,406,409 при помощи разрезных звезд. Звезды продаются вместе с комплектом ГРМ или же можно приобрести отдельно. Цена вполне приемлемая, да и польза от них огромная. Даже в полевых условиях можно проводить любые манипуляции с ГРМ. Расскажу на примере ЗМЗ 405 евро 3. Первым делом снимаем клапанную крышку.
Как выставить верхнюю мертвую точку ВМТ.
Для начала нужно выставить верхнюю мертвую точку так называемую ВМТ. Для этого с помощью трещотки и головки на 24 вращаем по часовой стрелке коленвал (против часовой стрелки его крутить нельзя). Увидели место на шкиве коленвала, где нет двух зубьев.
Отсчитываем против часовой стрелки 15 зубьев. Пятнадцатый зуб должен совпасть с меткой на демпфере шкива (если его не провернуло, и он не сместился). Совмещаем этот зуб с отливом на передней крышке цепи ГРМ. Если радиатор не снят, то отлив на крышке плохо видно. Я рекомендую отсчитать еще пять зубов и двадцатый зуб совмещать с датчиком коленвала. Сам всегда так делаю и это не вызывает никаких проблем.
Выставляем фазы ГРМ.
Далее выставляем фазы ГРМ. Смотрим на распредвалы. Они должны быть повернуты кулачками в разные стороны. Если они смотрят друг на друга, то делаем еще один оборот коленвала.
Далее ослабляем болты крепления звезд распредвалов. Для выставления фаз я использую такой транспортир.
Распредвалы у меня разные. Впуск 240, выпуск 252 и для каждого свой шаблон. Устанавливаем транспортир за первым кулачком выпускного распредвала. С помощью ключа за квадрат на теле распредвала поворачиваем пока стрелка шаблона не будет на отметке 19. Точно так же выставляем на впускном отметку 20. Допускается отклонение плюс минус два градуса. Но чем точнее выставить, тем динамические показатели двигателя будут лучше. Далее затягиваем болты крепления звезд распредвалов моментом 4.6 …7.4 кгс.м.
Если меняли гидро натяжитель цепи, то после его пере зарядки и установки на место делаем два оборота коленвала, чтобы цепь приняла правильное натянутое положение. И только после этого выставить фазы ГРМ.