ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

27
ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ

Transcript of ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

Page 1: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ

Page 2: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ

ΑΙΤΙΑ ΑΛΛΑΓΗΣ ΤΩΝ ΑΡΧΙΚΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΕΩΝ ΟΡΙΣΜΕΝΩΝ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΩΝ ΤΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ

1. η αύξηση της θερμοκρασίας κατά τη λειτουργία του κινητήρα2. το είδος του υλικού κατασκευής3. η φθορά μετά από πολλές ώρες λειτουργίας

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ: 1. να μεταβάλλεται το διάκενο των βαλβίδων2. η μεταβολή του διακένου μεταβάλει συνήθως και το χρονισμό των βαλβίδων

Page 3: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΔΙΑΚΕΝΟ ΤΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ

ΔΙΑΚΕΝΟ ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟ ΠΡΟΒΛΕΠΟΜΕΝΟ η βαλβίδα μένει ανοικτή με αποτέλεσμα να

1. έχουμε απώλειες συμπίεσης ( μείγματος και καυσαερίων )2. έχουμε μείωση της απόδοσης και αύξηση της κατανάλωσης3. καταστροφή της βαλβίδας από τα πολύ θερμά καυσαέριαΔΙΑΚΕΝΟ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΑΠΟ ΤΟ ΠΡΟΒΛΕΠΟΜΕΝΟ

η βαλβίδα δεν ανοίγει αρκετά

1. μπαίνει λιγότερο μείγμα , άρα έχουμε μείωση της απόδοσης2. δυσχεραίνεται η έξοδος των καυσαερίων3. αύξηση της καταπόνησης της βαλβίδας , λόγω των μεγαλύτερων επιταχύνσεων4. περισσότερος θόρυβος

Page 4: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

YΔΡΑΥΛΙΚΑ ΩΣΤΗΡΙΑ

Τα υδραυλικά ωστήρια χρησιμοποιούνται:

1. αντισταθμίζουν τις φθορές των εξαρτημάτων2. ρυθμίζουν αυτόματα το διάκενο στις διάφορες θερμοκρασίες λειτουργίας 3. μειώνουν τις εργασίες συντήρησης4. εξασφαλίζουν τη σωστή λειτουργία για όλη τη διάρκεια ζωής του κινητήρα

Page 5: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

YΔΡΑΥΛΙΚΑ ΩΣΤΗΡΙΑ

Page 6: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

YΔΡΑΥΛΙΚΑ ΩΣΤΗΡΙΑ

Λέγονται υδραυλικά ωστήρια γιατί χρησιμοποιούν το λάδι του κινητήρα και την ιδιότητά του να μην είναι συμπιέσιμο , ώστε να διατηρείται σταθερό το διάκενο των βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής, ανεξάρτητα από τις μεταβολές του μήκους των συνεργαζόμενων με τις βαλβίδες εξαρτημάτων.Όταν φθαρούν αντικαθίστανται.

Page 7: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΣ ΧΡΟΝΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ

Ο μεταβλητός χρονισμός των βαλβίδων :Μας επιτρέπει α) τη διαφοροποίηση των επικαλύψεων ανάλογα με τις στροφέςΧρησιμοποιείται σε σύγχρονους κινητήρες για να πετύχουμε: 1. μεγαλύτερη ισχύ , σε μεγαλύτερο φάσμα στροφών2. μεγαλύτερη ροπή στρέψης3. χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου4. χαμηλότερα επίπεδα εκπεμπόμενων ρύπων

Με τον μεταβλητό χρονισμό επιτυγχάνεται η μετατόπιση της στιγμής που ανοίγουν και κλείνουν οι βαλβίδες δηλ.: 1. την αύξηση της επικάλυψης στις υψηλές στροφές 2. την μείωση της επικάλυψης στις χαμηλές στροφές 3. το βύθισμα σε ορισμένες κατασκευές

Page 8: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΜΕΤΑΒΛΗΤΟΣ ΧΡΟΝΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝΥπάρχουν διάφορα συστήματα μεταβλητού χρονισμού των βαλβίδων. Σε άλλα πετυχαίνουμε γωνιακή μετατόπιση του εκκεντροφόρου εισαγωγής σε σχέση με τον εκκεντροφόρο εξαγωγής. Σε άλλα πετυχαίνουμε γωνιακή μετατόπιση και των δύο εκκεντροφόρων και σε άλλα μεταβάλλεται και βύθισμα των βαλβίδων.

1. Ρυθμιζόμενος τεντωτήρας αλυσίδας ( Vario Cam)2. Σύστημα μεταβολής προπορείας εκκεντροφόρου (Vanos)3. Σύστημα μεταβολής της κίνησης των βαλβίδων (Honda)4. Συνεχής μεταβολή χρονισμού6. Ηλεκτρομαγνητική κίνηση των βαλβίδων5. Υδραυλική κίνηση των βαλβίδων

Page 9: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΡΥΘΜΙΖΟΜΕΝΟΣ ΤΕΝΤΩΤΗΡΑΣ ΑΛΥΣΙΔΑΣ ( Vario Cam)

Page 10: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΠΡΟΠΟΡΕΙΑΣ ΕΚΚΕΝΤΡΟΦΟΡΟΥ (Vanos)

1) έκκεντρο 2) εκκεντροφόρος 3) έμβολο 4) ελικοειδές γρανάζι 5) ελατήριο 6) πηνίο 7) ηλεκτρικές επαφές 8) δίοδος λαδιού 9) γρανάζια αλυσίδας

Page 11: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΣΥΣΤΗΜΑ ΜΕΤΑΒΟΛΗΣ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΤΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ (Honda)

Με το σύστημα αυτό, η χρονική στιγμή του ανοίγματος καθώς και το βύθισμα του ανοίγματος της βαλβίδας προσαρμόζονται ανάλογα με τη φάση λειτουργίας του κινητήρα .

Page 12: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΣΥΝΕΧΗΣ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΧΡΟΝΙΣΜΟΥ

Στο σύστημα αυτό, που απαιτεί πολύπλοκες κατασκευές για να πραγματοποιηθεί οι εκκεντροφόροι έχουν μία τρισδιάστατη καμπυλότητα.

Page 13: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΤΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ

Έχουμε σημαντική βελτίωση στην κίνηση των βαλβίδων. Χρησιμοποιεί ηλεκτρομαγνητικά στοιχεία που ανοίγουν τις βαλβίδες ενάντια σε ένα ελατήριο και με ρύθμιση του χρονισμού τους από τον κεντρικό ηλεκτρονικό εγκέφαλο (ECU) του κινητήρα.

Page 14: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΥΔΡΑΥΛΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΤΩΝ ΒΑΛΒΙΔΩΝ

Έχουμε άμεση κίνηση των βαλβίδων ενός κινητήρα από ένα υδραυλικό έμβολο

Page 15: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΥΠΕΡΠΛΗΡΩΣΗΣ (ΜΗΧΑΝΙΚΑ - TURBO)

Υπερπλήρωση ή υπερτροφοδότηση του κινητήρα ονομάζεται ο τρόπος να σπρώχνουμε τον αέρα με πίεση στους κυλίνδρους του κινητήρα, αντί να περιοριζόμαστε στην αναρρόφηση των εμβόλων.

Ταξινόμηση ανάλογα με τον τρόπο κίνησης:

1. Μηχανικοί υπερσυμπιεστές, με κίνηση από το στρόφαλο της μηχανής2. Στροβιλοσυμπιεστές, με κίνηση από τα καυσαέρια του κινητήρα3. Συμπιεστές ωστικού κύματος με ρυθμιστικού χαρακτήρα κίνηση από τον κινητήρα.

Page 16: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΥΠΕΡΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ Οι μηχανικοί υπερσυμπιεστές κινούνται μέσω ιμάντα ή άλλων στοιχείων μετάδοσης από το στρόφαλο του κινητήρα. Χρησιμοποιούν για την προώθηση του αέρα συμπιεστές διαφόρων κατασκευών, ενώ η τροχαλία που τους δίδει την κίνηση μπορεί να είναι ηλεκτρομαγνητική ώστε να αποσυνδέει το συμπιεστή, όποτε δεν απαιτείται υπερπλήρωση.

Πλεονεκτήματα:

1. Ταχεία ανάπτυξη της απαιτούμενης πίεσης υπερπλήρωσης (καλή ανταπόκριση)2. Παροχή αέρα ανάλογα με τις στροφές του κινητήρα3. Εξασφάλιση υψηλής ροπής στρέψης ακόμα και σε χαμηλές στροφές4. Σταθερή σχέση πιέσεων σε χαμηλές και υψηλές στροφέςΜειονεκτήματά :

1. Μεγαλύτερο βάρος και όγκος από τους στροβιλοσυμπιεστές2. Κατανάλωση μεγαλύτερης ισχύος για την κίνησή τους

Page 17: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ ΥΠΕΡΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ

Τα είδη των υπερσυμπιεστών που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι:

1. Υπερσυμπιεστές Roots2. Ελικοειδής υπερσυμπιεστής3. Υπερσυμπιεστής με περιστρεφόμενο έμβολο

Page 18: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΥΠΕΡΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ ROOTS

Πρόκειται για περιστροφικές αντλίες τα κινητά στοιχεία (πτερύγια) των οποίων μοιάζουν με γρανάζια με μεγά λο πλάτος και λίγα δόντια (2, 3 κλπ). Τα κινητά πτερύγια δεν εφάπτονται μεταξύ τους αλλά κινούνται από ένα ζεύγος γραναζιών .

Page 19: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΕΛΙΚΟΕΙΔΗΣ ΥΠΕΡΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ

Page 20: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΥΠΕΡΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ ΜΕ ΠΕΡΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟ ΕΜΒΟΛΟ

Page 21: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ Αποτελούνται από δύο στροβιλομηχανές συνδεδεμένες μεταξύ τους. Μία τουρμπίνα και ένα συμπιεστή. Ο συμπιεστής κινείται από την τουρμπίνα και εφοδιάζει τους κυλίνδρους του κινητήρα με αέρα υπό πίεση. Η τουρμπίνα κινείται από την ενέργεια των καυσαερίων, μέρος των οποίων περνά μέσα από αυτήν (πριν καταλήξουν στην εξάτμιση) και την περιστρέφει.

Page 22: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ Αποτελούνται από δύο στροβιλομηχανές συνδεδεμένες μεταξύ τους. Μία τουρμπίνα και ένα συμπιεστή. Ο συμπιεστής κινείται από την τουρμπίνα και εφοδιάζει τους κυλίνδρους του κινητήρα με αέρα υπό πίεση. Η τουρμπίνα κινείται από την ενέργεια των καυσαερίων, μέρος των οποίων περνά μέσα από αυτήν (πριν καταλήξουν στην εξάτμιση) και την περιστρέφει.Πλεονεκτήματα:

1. Για την κίνησή τους απαιτείται αμελητέα ισχύς του κινητήρα2. Σχετικά με άλλου είδους υπερσυμπιεστές έχουν μικρό βάρος και μικρό μέγεθος3. Δεν απαιτούνται γρανάζια ή τροχαλίες και ιμάντες μετάδοσης κίνησηςΜειονεκτήματά :

1. Ενεργοποιούνται σε μεσαίες και υψηλές στροφές2. Καθυστερημένη ανταπόκριση σε γρήγορες αλλαγές στροφών του

κινητήρα

Page 23: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΨΥΞΗ ΤΟΥ ΠΑΡΕΧΟΜΕΝΟΥ ΑΕΡΑ (INTERCOOLER)

Η πίεση του αέρα που ο στροβιλοσυμπιεστής παρέχει στους κυλίνδρους κυμαίνεται από 0,2 έως 1,2 Bar, σπάνια έως 2,2 Bar. Κατά τη διαδικασία της συμπίεσης ο αέρας θερμαίνεται μέχρι και 180°C και πρέπει να ψύχεται προκειμένου να αυξηθεί η πυκνότητά του και να εισχωρήσει έτσι μεγαλύτερη μάζα αέρα στους κυλίνδρους. Η μεγαλύτερα μάζα αέρα επιτρέπει την αύξηση της ποσότητας καυσίμου και συνεπώς την αύξηση της ισχύος του κινητήρα.

Page 24: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΕΧΟΜΕΝΗΣ ΠΙΕΣΗΣ

Προκειμένου να μην αυξηθεί η πίεση σε επικίνδυνα επίπεδα, χρησιμοποιείται ένα ρυθμιστικό στοιχείο που περιορίζει την πίεση του στροβιλοσυμπιεστή στις υψηλές στροφές λειτουργίας του, η βαλβίδα ελέγχου της πίεσης του υπερσυμπιεστή (βαλβίδα εκτόνωσης, βαλβίδα ανακούφισης, Booster)

Διακρίνουμε τριών ειδών ρυθμίσεις της Booster:1. Απευθείας ρύθμιση2. Ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενη

βαλβίδα ελέγχου πίεσης τουρμπίνας

3. Στιγμιαία υπερπλήρωση (Overboost)

Page 25: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΤΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΡΥΘΜΙΣΗΣ

α. Καλύτερη ανταπόκριση σε απότομες αλλαγές της πεταλούδας γκαζιού,

β. Σταθερή ισχύς ανεξάρτητα από την ατμοσφαιρική πίεση,

γ. Ρυθμιζόμενη πίεση στροβιλοσυμπιεστή, με δυνατότητα αύξησής της μέχρι τα όρια των αυταναφλέξεων.

Page 26: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΣΤΡΟΒΙΛΟΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ ΜΕ ΡΥΘΜΙΖΟΜΕΝΑ ΠΤΕΡΥΓΙΑ

Τους καθιστά αναγκαίους η απαίτηση για υψηλή ροπή του κινητήρα στις χαμηλές στροφές και ταυτόχρονα η αποφυγή μεγάλων πιέσεων, όταν ο κινητήρας λειτουργεί με μεγάλο φορτίο. Οι απαιτήσεις αυτές οδήγησαν στην κατασκευή στροβιλοσυμπιεστών με ρυθμιζόμενα πτερύγια εισαγωγής του καυσαερίου

Page 27: ΜΕΚ ΙΙ - κεφ.2

ΒΑΛΒΙΔΑ ΑΝΑΚΥΚΛΩΣΗΣ (ΣΚΑΣΤΡΑ)

Κατά την επιβράδυνση του οχήματος με τον κινητήρα, δημιουργείται μπροστά από την κλειστή πεταλούδα γκαζιού μια υψηλή πίεση που προέρχεται από την συνέχιση της λειτουργίας του στροβιλοσυμπιεστή λόγω της αδράνειας της περιστροφής του. Στην συνέχεια επιβραδύνεται σημαντικά η περιστροφή του, έτσι ώστε όταν ξανανοίξει η πεταλούδα να εισχωρεί απότομα μία ποσότητα αέρα υπό πίεση, ενώ απαιτείται και κάποιος χρόνος για να επανέλθουν οι στροφές της τουρμπίνας στα επιθυμητά επίπεδα.