Что называется фазами газораспределения


Фазы газораспределения двигателя - что называется фазами газораспределения

Продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов, выраженная в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называется фазами газораспределения.

Наивысшие мощностные показатели работы двигателя могут быть достигнуты при наилучшем наполнении цилиндров горючей смесью и наиболее полной их очистке от отработавших газов. Поэтому продолжительность фаз впуска и выпуска установлена больше 180° за счет того, что моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положениями поршня в верхней и нижней мертвых точках. Так, впускной клапан открывается в конце такта выпуска до прихода поршня в ВМТ с опережением на 12° (рисунок 1, а) у двигателей заднеприводных автомобилей ВАЗ и 33° (рисунок 1, б) у двигателей переднеприводных автомобилей ВАЗ, а закрывается в начале такта сжатия после прихода поршня в НМТ с запаздыванием соответственно 40 и 79°. Продолжительность впуска горючей смеси в цилиндры двигателей составляет соответственно 232 и 292°, что обеспечивает наилучшее их наполнение.

Рисунок 1 – Фазы газораспределения двигателей

Выпускной клапан открывается в конце такта рабочего хода до прихода поршня в НМТ с опережением на 42 и 47°, а закрывается в начале такта впуска после прихода поршня в ВМТ с запаздыванием соответственно на 10 и 17°. Продолжительность выпуска отработавших газов из цилиндров двигателей составляет соответственно 232 и 244°, что обеспечивает наиболее полную их очистку от газов.

В конце такта выпуска и в начале такта впуска происходит перекрытие клапанов, когда оба клапана (впускной и выпускной) открыты одновременно. Продолжительность перекрытия клапанов составляет для двигателей 22 и 50°. Перекрытие клапанов длится небольшой промежуток времени и не оказывает влияния на работу двигателя.

В процессе эксплуатации необходимо следить за правильной установкой фаз газораспределения. Она обеспечивается совмещением специальных меток на шкивах распределительного и коленчатого валов и соответствующих меток на двигателе или совмещением меток на шестернях привода.

Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении регулируемых тепловых зазоров в газораспределительном механизме. При увеличении зазоров продолжительность открытия клапанов уменьшается, а при уменьшении – увеличивается.

Что такое фазы газораспределения? - Ремонт автомобилей


Содержание:

  1. Что такое фазы газораспределения?
  2. Влияние фаз газораспределения на работу двигателя.
  3. Изменяемые фазы газораспределения.

Работа двигателя зависит от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Объясним, что такое фазы газораспределения и их влияние на работу двигателя.

ЧТО ТАКОЕ ФАЗЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ?

Фаза газораспределения — это период от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов.

Фазы газораспределения обеспечивают нужный момент открытия и закрытия клапанов в зависимости от положения коленчатого вала. В следствии фазы газораспределения обозначаются градусами поворота коленчатого вала.

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.

Топ

ВЛИЯНИЕ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА РАБОТУ ДВИГАТЕЛЯ

В большинстве двигателей фазы меняться не могут и работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.

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 меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов сокращается, но для обеспечения высоких крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать больший объём газов, нежели на холостом ходу. Как решить эту задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими.

При разработке двигателей конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же 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.

Топ

ИЗМЕНЯЕМЫЕ ФАЗЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя?

Один из способов это применение фазовращателя — специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. 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.

Изменение фаз газораспределения с помощью гидроуправляемой муфты

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 VVTL-i 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 6000—6500 об/мин у двигателя словно открывается второе дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.

А если попробовать изменять высоту подъёма? Такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм. Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. Экономия от применения системы бездроссельного управления составляет от 8% до 15%, прирост мощности в пределах 5—15 %.

Несмотря на то, что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать выше — за счёт скорости открытия клапанов. Правда, механический привод заменяется электромагнитным.

В чём плюс электромагнитного привода? Подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия клапанов позволяется менять в очень широких пределах. Электроника согласно программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Делается это в целях экономии, например, на холостом ходу или при торможении двигателем. Даже во время работы электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный.

Дальнейшее увеличение эффективности работы мотора за счёт ГРМ — невозможно. Выжать больше мощности и момента с того же объёма при меньшем расходе можно будет с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия.

Топ

Зачем менять фазы газораспределения — ДРАЙВ

  • Войти
  • Регистрация
  • Забыли пароль?
  • user
  • Выход
Все новинки автосалона в Гуанчжоу Найти ДРАЙВ
  • Наши
    тест-драйвы
  • Наши
    видео
  • Цены и
    комплектации
  • Сообщество
    DRIVE2
  • Новости
  • Наши тест-драйвы
  • Наши видео
  • Поиск по сайту
  • Полная версия сайта
  • Войти
  • Выйти
  • Acura
  • Alfa Romeo
  • Aston Martin
  • Audi
  • Bentley
  • Bilenkin Classic Cars
  • BMW
  • Brilliance
  • Cadillac
  • Changan
  • Chery
  • CheryExeed
  • Chevrolet
  • Chrysler
  • Citroen
  • Daewoo
  • Datsun
  • Dodge
  • Dongfeng
  • DS
  • FAW
  • Ferrari
  • FIAT
  • Ford
  • Foton
  • GAC
  • Geely
  • Genesis
  • Great Wall
  • Haima
  • Haval
  • Hawtai
  • Honda
  • Hummer
  • Hyundai
  • Infiniti
  • Isuzu
  • JAC
  • Jaguar
  • Jeep
  • KIA
  • Lada
  • Lamborghini
  • Land Rover
  • Lexus
  • Lifan
  • Maserati
  • Mazda
  • Mercedes-Benz
  • MINI
  • Mitsubishi
  • Nissan
  • Opel
  • Peugeot
  • Porsche
  • Ravon
  • Renault
  • Rolls-Royce
  • Saab
  • SEAT
  • Skoda
  • Smart
  • SsangYong
  • Subaru
  • Suzuki
  • Tesla
  • Toyota
  • Volkswagen
  • Volvo
  • Zotye
  • УАЗ
  • Kunst!
  • Тесты шин
  • Шпионерия
  • Автомобизнес
  • Техника
  • Наши дороги
  • Гостиная
  • Автоспорт
  • Авторские колонки
  • Acura
  • Alfa Romeo
  • Aston Martin
  • Audi
  • Bentley
  • BCC
  • BMW
  • Brilliance
  • Cadillac
  • Changan
  • Chery
  • CheryExeed
  • Chevrolet
  • Chrysler
  • Citroen
  • Daewoo
  • Datsun
  • Dodge
  • Dongfeng
  • DS
  • FAW
  • Ferrari
  • FIAT
  • Ford
  • Foton
  • GAC
  • Geely
  • Genesis
  • Great Wall
  • Haima
  • Haval
  • Hawtai
  • Honda
  • Hummer
  • Hyundai
  • Infiniti
  • Isuzu
  • JAC
  • Jaguar
  • Jeep
  • KIA
  • Lada
  • Lamborghini
  • Land Rover
  • Lexus
  • Lifan
  • Maserati
  • Mazda
  • Mercedes-Benz
  • MINI
  • Mitsubishi
  • Nissan
  • Opel
  • Peugeot
  • Porsche
  • Ravon
  • Renault
  • Rolls-Royce
  • Saab
  • SEAT
  • Skoda
  • Smart
  • SsangYong
  • Subaru
  • Suzuki
  • Tesla
  • Toyota
  • Volkswagen
  • Volvo
  • Zotye
  • УАЗ

ГРМ двигателя автомобиля

Механизм газораспределения служит для осуществления своевременного впуска в цилиндр горючей смеси (например, бензина и воздуха) и выпуска отработавших газов. В головке блока цилиндров помещаются минимум два клапана – впускной и выпускной. Клапаны приводятся в движение деталями механизма газораспределения. Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь или воздух; через выпускной клапан выходят отработавшие газы в атмосферный воздух через систему выпуска.

Устройство и принцип действия механизма газораспределения

В бензиновых и дизельных двигателях применяется механизм газораспределения клапанного типа, сейчас уже, в основном, с верхним расположением клапанов. Это значит, что клапаны находятся сверху, в головке блока цилиндров, как показано на рисунке 4.8.

Так, при верхнем расположении клапаны с пружинами и деталями их крепления установлены в направляющих втулках в головке блока цилиндров, в которой также отлиты впускные и выпускные каналы.


Рисунок 4.8 Головка блока цилиндров с газораспределительным механизмом.

Усилие от кулачков распределительного вала, расположенного здесь же – в головке блока, к клапанам передается с помощью толкателей и/или коромысел. Коромысла установлены шарнирно на оси, закрепленной на головке блока. Клапаны на головке закрыты крышкой.

 О тепловом зазоре

Между стержнем клапана, толкателем или концом коромысла газораспределительного механизма должен быть зазор (так называемый тепловой зазор), который необходим для компенсации удлинения стержня клапана при его нагревании без нарушения плотности посадки клапана в гнезде. Другими словами, если бы не было зазора, грубо говоря, между кулачком распредвала и клапаном, то от нагрева до высокой температуры, клапан увеличился бы в длину и перестал бы плотно прилегать к седлу в головке блока цилиндров.

Величина зазора для двигателей разных марок устанавливается для впускных клапанов в холодном состоянии в пределах 0,15—0,30 мм, а для выпускных клапанов, подвергающихся большему нагреву, — в пределах 0,20—0,40 мм. Однако же, у некоторых производителей зазор может быть таков, что не попадет в указанные диапазоны.

Для регулировки величины этого зазора в механизме предусмотрены регулировочные устройства. Хотя слово «устройство» слишком громкое для регулировочного болта и стопорной гайки (Рисунок 4.9) или шайб различной толщины (Рисунок 4.10).


Рисунок 4.9 Регулировка теплового зазора с помощью болта.


Рисунок 4.10 Регулировка теплового зазора с помощью шайб
(А – головка блока цилиндров без распределительного вала;
Б – головка блока цилиндров с распределительным валом).

Сейчас очень распространена конструкция с гидравлическими компенсаторами, которые под давлением масла подводят коромысло или толкатель к кулачку распределительного вала, убирая тем самым негативное последствие теплового зазора, а именно — удар кулачка о толкатель во время работы. Но стоит упомянуть, что установка гидрокомпенсаторов удорожает конструкцию головки блока цилиндров и повышает свои требования к качеству используемого моторного масла и к частоте его замены, поскольку масляные каналы компенсатора могут забиваться продуктами износа.

Примечание
Более подробно о гидрокомпенсаторах приведено ниже.

 Предварительно о распределительном вале

Примечание
Почему предварительно? Потому что для целостности восприятия данного раздела о распределительном вале необходимо сказать несколько слов, а более подробное описание данной детали будет дано ниже.

Правильность чередования различных тактов в цилиндрах двигателя достигается соответствующим расположением кулачков на распределительном валу, а также правильностью установки зацепления распределительных шестерен/шкивов с приводной шестерней/шкивом коленчатого вала.

В четырехтактном двигателе рабочий цикл во всех цилиндрах завершается за два оборота коленчатого вала. За это время в каждом цилиндре должны по одному разу открыться и закрыться впускной и выпускной клапаны, что происходит за каждый оборот распределительного вала. Таким образом, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Для этого шестерня распределительного вала имеет вдвое большее число зубьев, чем шестерня коленчатого вала, либо же шкив по диаметру должен быть в два раза больше шкива коленчатого вала.

Фазы газораспределения четырехтактного двигателя

Для лучшего наполнения цилиндров свежим зарядом и наиболее полной очистки их от отработавших газов моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях не совпадают с положениями поршней в ВМТ и НМТ, а происходят с определенным опережением или запаздыванием. Иначе говоря, впускной клапан может закрываться после того, как поршень пройдет НМТ, а выпускной — закрываться после ВМТ.

Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах, соответствующих величинам углов поворотов кривошипа коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения. Фазы газораспределения могут быть нанесены на круговую диаграмму, называемую диаграммой газораспределения, как показано на рисунке 4.11.

Пожалуй, будет проще показать это на примере. Так, если говорят, что клапан открывается за 5 градусов до ВМТ, значит клапан начал открываться в то время, когда кривошип коленчатого вала, к которому присоединен шатун поршня, находился за 5 градусов до верхней мертвой точки.


Рисунок 4.11 Диаграмма газораспределения четырехтактного двигателя.

Впускной клапан начинает открываться немного раньше, чем поршень придет в ВМТ. При этом к началу хода поршня вниз при такте впуска клапан уже немного откроется. Опережение открытия впускного клапана для двигателей разных моделей колеблется в разных диапазонах. Зачастую закрытие впускного клапана происходит с определенным запаздыванием, когда поршень перейдет НМТ и начнет двигаться вверх. При этом некоторое время после перехода НМТ, несмотря на начавшееся незначительное движение поршня вверх, заполнение цилиндра зарядом будет продолжаться вследствие некоторого разрежения, еще имеющегося в цилиндре, а также вследствие инерции заряда, движущегося во впускном трубопроводе.

Примечание
Однако стоит отметить, что существует как минимум два цикла, именуемых циклами Миллера и Аткинсона, при которых впускной клапан закрывается не так, как на обычных ДВС.

Таким образом, время открытия впускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала; продолжительность впуска при этом увеличивается, и цилиндр более полно заполняется свежим зарядом.

Выпускной клапан открывается раньше прихода поршня в НМТ.

При этом газы, находясь в цилиндре под большим давлением, быстро начинают выходить наружу, несмотря на то, что поршень еще движется вниз. Затем поршень, пройдя НМТ и двигаясь к ВМТ, будет выталкивать оставшиеся в цилиндре газы. Выпускной клапан закрывается тогда, когда поршень перейдет ВМТ. Несмотря на то, что поршень начнет уже немного опускаться вниз, газы будут продолжать выходить из цилиндра по инерции и вследствие отсасывающего действия потока газов, движущихся в выпускном трубопроводе. Таким образом, время открытия выпускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала, и цилиндр лучше очищается от отработавших газов.

Примечание
Угол поворота кривошипа, соответствующий положению, при котором впускной и выпускной клапаны одновременно открыты, называется углом перекрытия клапанов. Вследствие незначительности этого угла и ничтожной величины зазора между клапанами и гнездами, возможность утечки горючей смеси исключена. Перекрытие клапанов необходимо для дополнительной продувки цилиндра с целью лучшей наполняемости свежим зарядом.

Некоторое уменьшение давления газов на поршень, происходящее при рабочем ходе вследствие раннего открытия выпускного клапана, и потеря части работы газов при этом восполняются тем, что поршень, движущийся при такте выпуска вверх, не испытывает большого сопротивления от газов, оставшихся в небольшом количестве в цилиндре.

Изменение фаз газораспределения

С развитием технологий перед конструкторами и инженерами открылись серьезные перспективы в повышении эффективности работы двигателя – увеличение мощности с одновременным снижением расхода топлива стало новым трендом в автомобильной промышленности. Для того, чтобы оптимизировать работу двигателя внутреннего сгорания, необходимо подстраивать фазы газораспределения под все режимы нагрузки – от холостого хода до полной нагрузки.

Примечание
Обороты холостого хода — это минимальные обороты, при которых двигатель может работать устойчиво без нагрузки. Вы запустили двигатель, при этом никакого движения и воздействия на педаль газа не происходит.

А как изменять фазы газораспределения? — Проворачивать распределительный вал относительно коленчатого вала, изменяя тем самым моменты открытия клапанов. Прибавим к этому управление опережением зажигания* и это даст возможность управлять началом и концом тактов двигателя и позволило настолько оптимизировать работу ДВС, что показатели мощности и расхода топлива улучшились многократно.

Примечание
* Опережение зажигания. Для того чтобы топливовоздушная смесь успела сгореть, пока поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, ее необходимо поджигать немного раньше. Основным показателем является угол опережения зажигания, который говорит нам о том, за сколько градусов до ВМТ на такте сжатия возникнет пробой между электродами свечи. В зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель угол опережения зажигания должен изменяться, что реализуется с помощью распределителя зажигания или электронного блока управления двигателя (подробнее об этом рассмотрено в главе 10 «Электрооборудование и электросистемы», раздел 10.4 «Система зажигания»).

Суть системы проста. На распределительный вал (или валы) устанавливается специальный механизм, на внешней части которого есть звездочка для приводной цепи от коленчатого вала. Механизм этот устанавливается так, что может проворачивать распределительный вал в сторону опережения или запаздывания, в зависимости от режима работы двигателя.

Если говорить более подробно, то работа механизма изменения фаз газораспределения (фазовращателя) происходит, как описано ниже.

Коленчатый вал через приводную цепь вращает фазовращатель, который установлен на распределительном валу. В момент, когда необходимо сместить время открытия клапанов в сторону запаздывания или опережения, фазовращатель проворачивает распредвал в соответствующую сторону.


Рисунок 4.12 Внешний вид фазовращателя.

Фазовращатели, в основном, устанавливают на впускной распределительный вал (вал, который открывает только впускные клапаны), но сейчас все чаще данные механизмы монтируют на оба распредвала – впускной и выпускной.

Изменяемая высота клапана

В современных бензиновых двигателях количество топливной смеси регулируется с помощью дроссельной заслонки – заслонка открывается, поступает больше воздуха, в соответствии с этим впрыскивается больше топлива. Воздух, необходимый для приготовления топливовоздушной смеси, пока доберется до цилиндра, преодолеет несколько весьма неприятных препятствий: воздушный фильтр, дроссельную заслонку, клапаны, а это все потери, которые напрямую влияют на мощность ДВС. Попробуйте сами подышать в противогазе не с угольным а с бумажным фильтром… Вот так и двигателю «тяжело дышать». Одно из препятствий на пути воздуха, от которого мечтали избавиться конструкторы, это дроссельная заслонка. Однако как регулировать количество впускаемого воздуха? Решение снова было связано с клапанами. Пришли к тому, что необходимо регулировать высоту клапана. Были системы со ступенчатым регулированием высоты клапана, а именно: клапан открывался только на три разные высоты. Затем придумали систему бесступенчатого открытия клапанов с диапазоном открытия от 1 мм до 10 мм. Это позволило избавиться от дроссельной заслонки – двигателю стало легче «дышать». Однако избавление от дроссельной заслонки изменением высоты открытия клапанов не является самоцелью. Контроль над работой клапанов позволяет еще больше отточить работу четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Детали клапанной группы

К клапанной группе относятся клапан, направляющая втулка клапана, клапанная пружина с опорной шайбой и деталями крепления (они же — «сухари»). Все описанное приведено на рисунке 4.13.

Клапан служит для закрытия и открытия впускных или выпускных каналов в головке блока цилиндров. Основными элементами клапана являются тарелка и стержень.

Тарелка клапана имеет шлифованную конусную рабочую поверхность — фаску (обычно под углом 45°), которой клапан плотно притерт к седлу.

Стержень клапана отшлифован и проходит через направляющую втулку. На конце стержня клапана имеется канавка или отверстие для крепления опорной шайбы пружины. Разноименные клапаны имеют тарелки различных диаметров (зачастую, больший — у впускного клапана) или отличаются специальными метками.


Рисунок 4.13 Клапанный механизм.

Седло клапана (на рисунке 4.13) представляет собой металлическое кольцо цилиндрической формы с обработанной под углом 45 градусов рабочей поверхностью (той самой, к которой прилегает тарелка клапана). Седла клапанов запрессованы в головку блока цилиндров. Существуют конструкции с заменяемыми седлами и с седлами, запрессованными наглухо.

Направляющая втулка, в которой клапан устанавливается стержнем, обеспечивает точную посадку клапана в седло. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.


Рисунок 4.14 Клапан.

Клапанная пружина удерживает клапан в закрытом положении, обеспечивая плотную его посадку в гнезде, а также создает постоянное прижатие толкателя к поверхности кулачка распределительного вала. Пружину надевают на выходящий из втулки конец стержня клапана и закрепляют на нем в сжатом состоянии с помощью опорной шайбы с коническими разрезными сухарями, которые входят в выточку на стержне клапана. Иногда на клапан устанавливают две пружины: пружину меньшего диаметра — внутрь пружины большего диаметра. Это делается для того, чтобы избежать резонанса пружины на определенных частотах работы двигателя, а также для подстраховки на случай поломки пружины. Часто применяются пружины с переменным шагом витков. Это исключает вероятность возникновения вибрации пружины и ее поломки при большом числе оборотов коленчатого вала двигателя. При установке двух пружин их подбирают таким образом, чтобы направление навивки их витков было выполнено в разные стороны, что также устраняет опасность возникновения резонансных колебаний пружин.

Для ограничения количества масла, поступающего в направляющую втулку, и устранения подсоса масла в цилиндр через зазоры во втулке на верхних впускных клапанах под опорной шайбой ставят маслосъемные колпачки.

Толкатель служит для передачи осевого усилия от кулачка распределительного вала на стержень клапана или на штангу. Дело в том, что передавать усилие от кулачка распредвала лучше именное через промежуточное звено – толкатель. Поскольку при длительной работе элементы клапанного механизма изнашиваются и, когда приходит время замены чрезмерно износившихся деталей, проще заменять небольшой толкатель, нежели целый распредвал или клапаны.


Рисунок 4.15 Головка блока цилиндров с элементами газораспределительного механизма.

Как было отмечено выше, сейчас получили широкое распространение так называемые гидрокомпенсаторы. «Гидро», потому что работают за счет давления моторного масла, а «компенсаторы», так как компенсируют или, проще говоря, сводят на нет зазор между кулачком распределительного вала и толкателем во время работы.

Толкатели в большинстве двигателей устанавливают без втулок непосредственно в отверстия приливов головки блока цилиндров. В некоторых двигателях для толкателей имеются направляющие втулки, отлитые секцией на несколько цилиндров.

Коромысло. Изменяет направление передаваемого движения. Устанавливают зачастую, когда распределительный вал один, а клапанов на цилиндр два или четыре, но расположены они особым образом (смотрите рисунок 4.16). Коромысла устанавливают на бронзовых втулках или без втулок на осях, которые при помощи стоек закреплены на головке блока. Одно плечо коромысла располагается над стержнем клапана, а другое — под или над кулачком распределительного вала. Для регулировки зазора между стержнем клапана и коромыслом в конец коромысла вкручен регулировочный винт с контргайкой.


Рисунок 4.16 Привод клапанов через коромысло.

Распределительный вал и его привод

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные и выпускные кулачки (смотрите рисунок 4.17) и опорные шейки*.


Рисунок 4.17 Газораспределительный механизм в сборе.

Примечание
* На рисунке 4.17 опорные шейки не показаны, так как изображение схематическое и приведено для предварительного ознакомления. Получить представление о внешнем виде распределительных валов можно из рисунка 4.18.

Кулачки изготавливают как одно целое с валом. Однако существуют сборные конструкции, когда кулачки напрессовывают на вал.

Для каждого цилиндра у четырехтактных двигателей в зависимости от количества клапанов имеются два и более кулачков: впускных и выпускных. Форма кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия. Одноименные кулачки для каждого цилиндра (например, впускные) располагают в четырехцилиндровых двигателях под углом 90°, в шестицилиндровых — под углом 60° и в восьмицилиндровых — под углом 45°. Разноименные кулачки (впускные и выпускные) устанавливают под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагаются в принятом для двигателя порядке работы с учетом направления вращения вала.


Рисунок 4.18 Головка блока цилиндров с распределительными валами.

 Как распредвал приводится во вращение?

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала разными способами. Самыми распространенными являются: цепной и ременной привод, реже используется шестеренный.

Цепной привод. На конце коленчатого и распределительного валов устанавливают звездочки (как на велосипеде) и надевают приводную цепь. Для того чтобы исключить биение цепи, дополнительно устанавливают успокоитель, который представляет собой длинную планку, по которой перемещается цепь. Обычно с другой стороны устанавливают направляющую натяжителя цепи. Цепной привод можно изучить так же на рисунках 4.19 и 4.20.


Рисунок 4.19 Схема цепного привода газораспределительного механизма.


Рисунок 4.20 Пример цепного привода газораспределительного механизма.

Ременной привод. На коленчатый и распределительный валы устанавливаются зубчатые шкивы, чем-то напоминающие звездочки, однако намного шире их. На эти зубчатые шкивы надевается зубчатый ремень. Для удобства снятия и установки приводного ремня устанавливают натяжитель ремня (часто автоматический). Пример привода распределительного вала (или валов) с помощью зубчатого ремня приведен на рисунках 4.21 и 4.22.


Рисунок 4.21 Схема ременного привода газораспределительного механизма.


Рисунок 4.22 Пример ременного привода газораспределительного механизма.

Шестеренный привод. Привод распределительного вала осуществляется от шестерни на коленчатом валу через ряд промежуточных шестерен или напрямую, как показано на рисунке 4.23.


Рисунок 4.23 Шестеренный привод газораспределительного механизма.

Отключаемые клапаны

В погоне за экономичностью конструкторы решали одну из беспокоящих их проблем: что делать, когда двигатель, работая, использует всего 15–20 % своей мощности. Такое бывает, когда мы стоим, например, в пробке или едем по трассе на крейсерской скорости.

Примечание
Крейсерская скорость – скорость, при которой достигаются оптимальные показатели топливной экономичности. Термин, конечно, более подходящий для авиационной промышленности, однако, если мы едем по магистрали на пятой, а то и шестой передаче, то он вполне применим и в этой отрасли.

А если мощность используется не вся, то зачем работать всем цилиндрам двигателя? Что, если взять и отключить, например, на стоящем в пробке автомобиле, два из четырех цилиндров.

Ведь пары цилиндров вполне хватит для того, чтобы двигатель работал на холостых оборотах. В оставшиеся два цилиндра перестают подавать топливо и, чтобы они попросту не перекачивали воздух по впускному и выпускному коллектору, закрывают впускные и выпускные клапаны. Для выполнения такой незамысловатой операции придумали относительно простое решение: на распределительном вале рядом с обычными кулачками расположили кулачки с «нулевой высотой», то есть они никак не воздействуют на толкатель клапана.

Так при нормальной работе распределительный вал вращается и все клапаны выполняют свое назначение, а когда возникает необходимость в отключении клапанов, открывается специальный клапан, через который моторное масло под давлением, воздействуя на распределительный вал, смещает его в направлении продольной оси; кулачки с обычным профилем как открывали, так и открывают клапаны, а там где кулачки имеют «нулевую высоту», они просто-напросто не достают до клапанов, и те, в свою очередь, стоят неподвижно.

Примечание
Различные фирмы в разные времена предложили несколько схем реализации описанной выше операции по отключению части клапанов. Выше приведен лишь один из способов.

Фазы газораспределения

Все знают, что распредвалы это очень важный элемент тюнинга и тем более спортивного мотора. Многие часто слышали о фазах, времени открытия клапанов и т.д. Очень часто, многие могли слушать разговоры типа: а какой мне лучше поставить распредвал 264 или 272, а может 290. На самом деле, это разговор ни о чем.

Распредвалы бывают разные — сток, тюнинг, тюнинг-спорт, полный спорт (кольцо, драг), турбо… У них разные задачи и цели. У всех у них разный диапазон работы. Грубо, возьмём DOHC мотор. Тюнинговый вал с фазами 25-65/70-20 (duration 270) улучшит характеристики мотора с небольшой потерей на низких оборотах, диапазон работы 2500-7200 оборотов. Более широкий вал, который возможно использовать на машине, не предназначенной только для гонок будет 40-70/75-35 (duration 290) — 4000-8200 оборотов. Если возьмём мотор SOCH, то 280 duration (тюнинг вал) не плохо работает в режиме 2500-6600 оборотов, а 310 duration — 4000-7800 это, наверное, уже оптимальный максимум для полного спорта.

Те, кто действительно желает в этом вопросе разобраться, предлагаю забыть то что я выше написал.

Что бы лучше все это понять давайте виртуально увеличим мощность, к примеру, стандартного 2.0 литра Дуратек мотор Форд фокус, который в стоке имеет мощность 145 лошадиных сил.

Представьте, мотор — это черный ящик, к которому подведены две трубы, в одну подается топливо, а в другую воздух. В черном ящике топливо смешивается с воздухом, сжимается, поджигается, короче происходит реакция, в следствии чего выделяется энергия и на выходе эта проделанная работа (момент)передается на коленвал.

Количество энергии зависит от массы сгоревшего топлива и его калорийности. Но для повышения мощности мы не можем просто увеличить подачу топлива т.к. для полного сгорания его, необходимо 14.6 частей массы воздуха (на 1 единицу массы топлива 14.6 единиц массы воздуха). У нас нет проблем с увеличением топлива, но вот с подачей воздуха, если мы не собираемся подключить к черному ящику компрессор, есть определенные трудности.

1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. или это равняется 1 Дж = 1 кг•м²/с² = 1 Н•м. С учетом того что в нашем черном ящике при сгорании топлива выделятся энергия и конечно производится работа — коленвал передает момент, для того, чтобы это перевести в момент (усилие передается через плечо) то мы можем просто работу *на 2Пи (2*3.14159), потом разделим на количество оборотов в секунду и получим момент.

ИЛИ МОЩНОСТЬ (кВт) = МОМЕНТ (N-M) * N (обороты двигателя в секунду) /159.2

ИЛИ

МОЩНОСТЬ = МОМЕНТ * 2Пи * N

или

не пугайтесь этого уравнения, сегодня мы из него рассмотрим только 2 значения (этого будет достаточно для понимания сути), остальное пусть будет неизменным

Для чего я все это написал. Главное, чтобы Вы поняли от чего зависит момент и мощность:

Момент зависит от количества выделенной энергии при сгорании топлива (конечно пока опустим всевозможные потери, эффективность, калорийность, КПД — не в этом суть). А количество топлива напрямую зависит от поступившего воздуха.
Мощность зависит от момента и оборотов двигателя. Если момент останется неизменным, но мы повысим обороты то мощность возрастет.

Есть такое понятие объёмная эффективность VE (Volumetric efficiency), это значение равняется массе воздуха, поступающего в двигатель по отношению к его рабочему объёму. Мотор дюратек, это современный с хорошей ГБЦ (головкой блока цилиндров) DOCH. В стоке, его максимальное VE равняется 95% в точке максимального момента. Это значит, что максимум в двигатель попадает только 95% от объёма 2 литра. Вообще VE оно не постоянно для двигателя, на моторе Дюратек на 2000 оборотах оно равняется 84% потом растёт до своего максимума 95% и начинает опять понижаться, на 6500 уже 88%, а на 7500 всего 75%.

Так как же нам повысить мощность на этом моторе? Если вы просто будете крутить ваш мотор, то мощность от этого только уменьшится т.к. VE (Volumetric efficiency) уменьшатся и после 6000 оборотов падение коэффициента наполнения составляет ниже 88% — это как объём Вашего мотора с повышением оборотов уменьшится.

Да конечно можно установить нагнетатель воздуха, можно физически увеличить размер мотора (рабочий объём), но сегодня будем делать по-другому. Давайте для начала просто передвинем VE (Volumetric efficiency) с точки максимального момента, скажем на 6500 оборотов. Раньше у нас там было значение 88%, следовательно, оно станет 95%. В результате мы без проблем получим 170 сил на 6500 оборотах (не плохо).

Вообще какие бывают максимальные значения объёмной эффективности у атмосферных моторов? Современные 4 клапана на цилиндр моторы: 92-95%. Тюнинг легкий до 105%. NASCAR — 110%. Моторы со свободным впуском (Weber карбюраторы, заслонка на каждый цилиндр) отличный выпускной коллектор -110-115%. Гоночный мотор — 120-125%.

Что влияет на VE (Volumetric efficiency)? почему она на сток машинах такая не большая (2 клапана на цилиндр максимум 80-85%) на сток моторах:

— Потери в системе впуска, чем больше всевозможных препятствий, изгибов тем больше потери. На турбо моторах (из-за интеркулера, пайпинга) нормальное явление потери в пределах 0.2 бара, если сравнить эффективность турбо мотора 4 клапана на цилиндр, без учета избыточного давления, то оно составим не более чем на моторе с 2 клапанами на цилиндр.

— Повышение температуры поступающего воздуха и как следствие уменьшение плотности воздуха и конечно его массы.

— цилиндры не полностью очищаются от отработанных газов, их объём может составлять более 5%. Соответственно уменьшатся в таком же количестве и поступление свежего воздуха.

— Обратное давление в системе впуска

Если сложить все эти потери, то они составят намного больше чем 5%, которых нам не достает до 100% на моторе форд фокус. А вот за это и отвечает настройка системы впуска/ выпуска и распредвал. На сток моторах она настроена на режим круиз и максимального момента. Поэтому именно там обычно и есть максимальные значения VE (Volumetric efficiency).

Ну вот, теперь поговорим о распредвалах. Что и зачем вообще распредвал в моторе делает? делает он простую и не сложную работу — открывает и закрывает в нужный момент клапана. Чтобы лучше понять его работу давайте вспомним что значит 4 тканый мотор.

Все очень просто: 1 такт — впускной, 2 такт — сжатие, 3 такт — рабочий ход и 4 такт — выпуск.

Теперь добавим к этим 4 тактам еще 4 очень важных процесса:

Впускной клапан открыт — ВКО
Выпускной клапан открыт — ВыКО
Впускной клапан закрыт — ВКЗ
Выпускной клапан закрыт — ВыКЗ

Но чтобы понять, как добиться 125% VE (Volumetric efficiency) на атмосферном моторе этого нам мало. Поэтому рассмотрим 7 тактов (событий) которые связаны между собой, которые отвечают за наполняемость цилиндров, за все процессы, связанные с воздухом и газами.

ПРОЦЕСС 1 — ВПУСК (ВСАСЫВАНИЕ) (INTAKE PUMPING)

Начинается сразу после того как выпускной клапан закрывается (ВыКЗ) в момент перекрытия клапанов (overlap) несколько градусов после верхней мертвой точки ВМТ цилиндра. Впускной клапан (ВК) уже частично открыт и быстро двигающийся поршень вниз начинает всасывать топливо воздушную смесь через впускной канал. Поршень набирает скорость и где-то около 75* после ВМТ достигает своего максимума и поэтому в цилиндре создается низкое давление. ВК полностью открывается около 108* (градусов) после ВМТ. Процесс впуска (всасывания) заканчивается, когда поршень останавливается в своей нижней мертвой точке (НМТ). В это момент ВК все еще полностью открыт.

ПРОЦЕСС 2 — ВПУСК (УТРАМБОВКА) (INTAKE RAMMING)

Начинается в момент, когда поршень меняет свое направление, начинает двигаться вверх, но при этом ВК начинает закрываться. Топливно-воздушная смесь продолжает поступать в цилиндр (утрамбовываться). С движением поршня вверх, давление в цилиндре начинает возрастать, но смесь продолжает поступать. Около 60* после НМТ ВК закрывается и на этом этот процесс заканчивается. Это одно из важнейших событий благодаря которому удается увеличить VE (Volumetric efficiency) до 110% в современных гоночных моторах.

Необходимо этот процесс обсудить более подробно.

Здесь важны два момента: вовремя закрыть впускной клапан, пока возрастающее давление в цилиндре не начало превышать давление в впускном канале и как следствие выталкивать свеже поступившую топливовоздушную смесь обратно.
Организовать давление как можно больше и дольше во впускном тракте цилиндра.

Это называется инерционный тюнинг или organ pipe tuning, Принцип работы органа (музыкальный инструмент). Для доходчивости я воспользуюсь не совсем верным методом объяснения, но зато очень понятным. Надеюсь все помнят, что такое слинки, это такая игрушка

Вот примерно так ведут себя и газы, жидкости в трубах, это как бы пневмапружина. Воздух, газ или топливовоздушная смесь имеет массу, а значит и кинетическую энергию. Если мы потянем за один край этой игрушки, то со временем этот пульс дойдет и до другого края. Так и воздух, он разгоняется в впускном канале, соответственно имеет инерцию, он не может сразу остановится, за волной разряжения обязательно последует волна давления. Чем быстрее мы организуем скорость потока в канале, тем больше воздуха поступит в цилиндр т.к. будет больше давление. Воздух будет поступать в цилиндр до тех пор, пока давление в канале будет выше чем в цилиндре и вот тут главное вовремя закрыть канал, чтобы поршень, идущий вверх (при этом повышающий давление в цилиндре) не начал выталкивать воздух.

На скорость потока заряда влияет скорость поршня (обороты двигателя), проходное сечение впускного тракта (канал и ранер) и тормозящие процессы, вызванные сопротивлением. Теперь становится понятно, что если мы увеличим канал, установим большего размера клапан то скорость потока уменьшится, кинетической энергии будет меньше — меньше давление, меньше поступит воздуха — меньше мощность. Но если мы увеличим скорость поршня за счет увеличения оборотов двигателя, то тем самым добьемся компромисса. Закон простой — уменьшаем диаметр или увеличиваем обороты двигателя — повышаем скорость потока (воздушного заряда) НО ПРИ ЭТОМ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ СОПРОТИВЛЕНИЕ и на оборот.
Длина определят момент, когда процесс должен произойти. Длиннее ранер с каналом - дольше время необходимо для волны — меньше обороты двигателя и наоборот.

ПРОЦЕСС 3 — СЖАТИЕ

Здесь все просто. Начинается после закрытия ВК в то время пока поршень продолжает двигаться вверх сжимая при этом топливовоздушную смесь в цилиндре. Заканчивается в момент, когда свеча зажигает смесь — где-то 30 градусов перед ВМТ. Для постройки гоночного мотора — Ваша задача добиться наименьшего оптимального угла опережения зажигания. Много есть способов (в другой раз)

ПРОЦЕСС 4 — ЗАЖИГАНИЕ И РАСШИРЕНИЕ

маленькое отступление. Кто не знает, я много лет не живу в России и технический русский язык плохо знаю, поэтому много использую английские выражения. Просьба — если что не так, то поправьте.

Fuel Burning and Expansion. Процесс начинается сразу после зажигания, поршень продолжает двигаться вверх. Температура и давление повышается. пик приходится на 12-15 градусов после ВМТ. Это большое давление давит на верх поршня и толкает его вниз, газы продолжают расширятся. Процесс заканчивается сразу после того как выпускной клапан начинает открываться (exhaust valve cracks open) где-то 120* после ВМТ.

ПРОЦЕСС 5 — EXHAUST BLOWDOWN (ПРОДУВКА)

Начинается сразу после того, как выпускной клапан начинает открываться (exhaust valve cracks open) как раз в этот момент и происходит этот звук (который мы потом заглушаем). температура и давление все еще в цилиндре высокое, часть смеси продолжает еще гореть. В данный момент, при таком высоком давлении система выпуска не настраивается (продувка все снесёт на своем пути). Процесс важный (поговорим позднее), раньше открыл меньше мощность (эффект как от настройки опережения зажигания) … Заканчивается в момент, когда поршень достигает НМТ.

ПРОЦЕСС 6 — EXHAUST PUMPING (ОТКАЧКА)

Откачка. очень похож на ПРОЦЕСС 1 -. Только в обратном направлении. Начинается в момент, когда поршень меняет свое направление и начинает двигаться вверх. Выпускной клапан продолжает открываться и достигает своего максимума где-то 70* после НМТ. Поршень набирает свою максимальную скорость около 105* после НМТ. Выпускные газы благодаря процессу продувки уже не имеют такого высокого давления. Поршень выталкивает через выпускной канал и при этом разгонят отработанные газы, они опять начинают набирать кинетическую энергию. Процесс заканчивается в момент, когда впускной клапан начинает открываться где-то около ВМТ.

ПРОЦЕСС 7 — перекрытие (OVERLAP)

Процесс начинается, когда ВК открывается, а выпускной еще не закрыт. Очень важный процесс (рассмотрим внимательнее позднее). Процесс заканчивается в момент, когда выпускной клапан полностью закрывается.

В это момент настраивается два процесса для очищения и наполнения цилиндра. Цель создать давление на впуске и разрежение на выпуске.

Поршень разогнал выпускные газы, они набрали энергию и поэтому даже когда поршень начинает свое движение вниз, в выпускном коллекторе давление меньше чем в цилиндре и поэтому продолжается процесс высасывания, очищение камеры сгорания, цилиндров. Также это низкое давление помогает всасывать свежий заряд через открывающейся ВК. Часть этого заряда остается в цилиндре, а часть выходит с отработанными газами (очищение, ну и правда повышенный расход вам будет обеспечен)

Выпуск здесь необходимо настроить — организовать скорость потока в выпускных каналах, ранерах. Пик разрежения (и как следствие точка максимального момента или мощности) определяется длиной. С пиком здесь можно поиграть. Можем его сделать очень сильным или " размазать". За это отвечает коллектор, точнее его размер, длина, да или просто наличие. Скажем на дрегстерах часто можно встретить просто трубы от каждого цилиндра в воздух.

Но на этом настройка в 7 процессе не заканчивается. Здесь появляется еще один вид — резонансный тюнинг в момент открытия впускного клапана.

Как только выпускной клапан закрывается нам необходимо добиться чтобы в впускном канале образовалось давление. поймать, настроится на одну из волн, амплитуд с положительным экстримом. Это похоже на эхо, вот его нам и надо настроить.

Если все сделать правильно то можно добиться эффективной наполняемости до 130%.

К ПРИМЕРУ: если мы продолжим делать наш мотор форда дюратек. ГБЦ у него не плохая, впускной клапан 35 мм (это с потенциалом до 8200 оборотов двигателя) . Нет, не будем сильно модернизировать. Поршневая сток позволят крутить мотор до 7200 оборотов. Но для безопасности поменяем только шатунные болты на усиленные и тем самым сдвинем порог до 7700 оборотов. Теперь установим хорошие дросселя (свободный впуск) скажем проверенный и хорошо себя зарекомендовавший кит от Jenvey. Изготовим выпускной специально настроенный коллектор и конечно всю систему выпуска поменяем. Установим новые распредвалы. И без проблем мы получим 220 сил на 7200 оборотах, обыкновенном бензине, можно и больше, но это обороты повышать.

Распредвал часть 2

Автор: Владимир Шарандин

 

Фазы газораспределения двигателя | Twokarburators.ru

Как известно работа двигателя внутреннего сгорания состоит из рабочих циклов. Рабочий цикл – это четыре такта (четыре перемещения вверх – вниз, от ВМТ к НМТ поршня в цилиндре). Существуют такты: впуск горючей смеси, сжатие, рабочий ход, выпуск отработавших газов. Каждый такт происходит за пол оборота коленчатого вала двигателя (180º), а весь рабочий цикл – это два оборота коленчатого вала.


Каждому такту (движению поршня) должно соответствовать закрытие, либо открытие впускных и выпускных клапанов цилиндра. Это и есть фазы газораспределения на правильной настройке и установке которых базируется работа всего двигателя автомобиля.

Фазы газораспределения по тактам работы двигателя

Впуск

Поршень движется вниз, засасывая горючую смесь, от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), коленчатый вал при этом поворачивается на 180º. Выпускной клапан закрывается. Впускной открывается с некоторым опережением (12º), еще до прихода поршня в ВМТ, для улучшения наполнения цилиндра горючей смесью. И будет открыт на протяжении всего такта впуска, пока поршень идет вниз.

Впуск
Сжатие

Поршень движется вверх, сжимая горючую смесь, от НМТ к ВМТ, коленчатый вал поворачивается еще на 180º. Выпускной клапан по прежнему закрыт. Впускной будет открыт еще на протяжении 40º вращения коленчатого вала, несмотря на движение поршня вверх. За счет инерции, через него в цилиндр еще поступит определенная порция горючей смеси. После чего впускной клапан закроется.

Сжатие
Рабочий ход

Поршень движется вниз от ВМТ к НМТ за счет энергии воспламенившейся в конце такта сжатия топливной смеси. При этом впускной клапан закрыт. Выпускной клапан начинает открываться еще до прихода поршня вниз, в НМТ и окончания рабочего хода (42º из 180º поворота коленчатого вала). Таким образом достигается лучшее удаление отработавших газов за счет имеющегося в цилиндре во время рабочего хода большого давления. Давление снижается, снижается и температура в цилиндре, двигатель не перегревается.

Рабочий ход
Выпуск

Поршень движется вверх от НМТ к ВМТ, выталкивая из цилиндра отработавшие газы, коленчатый вал поворачивается еще на 180º. Впускной клапан закрыт. Выпускной клапан открыт, при чем это открытие продолжается и после достижения поршнем ВМТ, еще 10º поворота коленчатого вала.

Выпуск

Синхронизация перемещения поршня (вращения коленчатого вала) и открытия-закрытия клапанов (вращение распределительного вала) происходит за счет выставления их положения относительно друг друга по установочным меткам. При их совмещении наступает окончание такта сжатия в четвертом цилиндре двигателя (поршень вверху) Установочные метки помимо определения фаз газораспределения используются при выставлении момента опережения зажигания (2105, 2107 и 2108, 2109, 21099).

Установочные метки в приводе ГРМ двигателя 21083

Метки ГРМ 2108

Установочные метки в приводе ГРМ двигателя 2103

Метки ГМ 2103

Имеющиеся на распределительном валу расположенные в определенном порядке кулачки при его вращении нажимают на имеющиеся в приводе клапанов рычаги или опорные стаканы (в зависимости от устройства двигателя) заставляя клапана открываться или закрываться.

В случае смещения этих меток (после ремонта, перескочил ремень, вытянулась цепь ГРМ) правильное взаиморасположение валов относительно друг друга изменяется, и двигатель перестает нормально работать. Смещение фаз газораспределения служит причиной таких неисправностей как невозможность запуска или затрудненный пуск двигателя, неустойчивые обороты холостого хода двигателя, падение мощности и приемистости двигателя, «стрельба» в глушитель или карбюратор и т.п.


Примечания и дополнения

— Существует такой момент в работе двигателя автомобиля, когда при достижении поршнем ВМТ открыты и впускной и выпускной клапан. Это так называемое перекрытие клапанов. Длится оно не долго и существенного влияния на работу двигателя не оказывает. При перекрытии отработавшие газы не проникают во впускной коллектор, наоборот их поток вызывает подсасывание дополнительного объема топливной смеси в цилиндр, улучшая его наполнение.

— Впуск топливной смеси растягивается по времени на несколько тактов и длится 232º поворота коленчатого вала. Выпуск также захватывает несколько тактов и длится 232º.

TWOKARBURATORS VK -Еще информация по теме в нашей группе ВКонтакте

Еще статьи по автомобильным двигателям

— Проверка и регулировка тепловых зазоров на двигателях автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107

— Регулировка клапанов на двигателях автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Замена ремня ГРМ на двигателях автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Длина цепи двигателей ВАЗ

— Проверка цепи двигателя ВАЗ 2101-2107, Нива

— Как рассухаривать клапана двигателя автомобиля?

Что такое синхронизация клапана? (с рисунком)

В двигателях внутреннего сгорания на каждый цилиндр приходится как минимум два клапана: впускной и выпускной. Чтобы двигатель работал должным образом, впускной клапан должен вовремя втягивать топливо и воздух, цилиндр загорается, а затем выпускной клапан должен открываться, чтобы сгоревшее топливо вышло, чтобы цикл мог повториться. Для правильной работы двигателя точное срабатывание этих клапанов в правильной последовательности - это синхронизация клапанов.

Выбор фаз газораспределения помогает цилиндрам работать в двигателе.

В большинстве двигателей при срабатывании цилиндров они воздействуют на распределительный вал с силой, которая заставляет его вращаться и выполнять ряд функций. Он приводит в действие трансмиссию и другие компоненты автомобиля, такие как генератор и водяной насос.Кроме того, как следует из названия, распределительный вал имеет ряд кулачков по длине.

Эти кулачки давят на устройства, называемые толкающими стержнями, которые, в свою очередь, подталкивают вверх устройства, называемые коромыслами. Коромысла служат в качестве уровней для нажатия и подъема подпружиненных клапанов двигателя.Это действие открывает и закрывает клапаны в нужное время, чтобы двигатель работал плавно.

Механическая природа клапанных систем двигателя означает, что существует ограниченное количество способов регулировки фаз газораспределения. Обычно есть только один способ: разобрать двигатель и переставить кулачки на распределительном валу, которые начинают последовательность приведения в действие клапанов.Однако другие проблемы могут заключаться в неточной фазе газораспределения.

Изогнутый шток толкателя или вал клапана может привести к тому, что клапан не будет полностью открываться или закрываться при необходимости. Эти типы проблем на самом деле не связаны с фазами газораспределения, а только вызывают симптомы, которые кажутся связанными с синхронизацией.Клапаны должным образом приводятся в действие в нужное время; они просто не могут выполнять свои функции из-за физических повреждений. Эти проблемы также нельзя устранить, вместо этого требуется замена любых неисправных компонентов.

Опережение зажигания двигателя часто ошибочно считается причиной неправильной установки фаз газораспределения; Однако, это не так.Хотя верно, что неправильная установка угла опережения зажигания может привести к срабатыванию цилиндров, когда клапаны не находятся в их правильном положении, сама установка фаз газораспределения, которая устанавливается кулачками на распределительном валу, не виновата. Ошибка времени зажигания.

Время зажигания отвечает за передачу энергии на свечи зажигания, которые зажигают цилиндры двигателя.Системы зажигания знают, когда подавать питание на свечи, основываясь на настройках, которые информируют их о физическом расположении цилиндров и клапанов. При правильной настройке установка угла опережения зажигания приводит в действие цилиндры именно в тот момент, когда клапаны находятся в их правильном положении.

.

Регулируемые фазы газораспределения - Wikiwand

Variable Vallents - Wikiwand

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Регулируемые фазы газораспределения .

Подключено к:
{{:: readMoreArticle.title}}

Из Википедии, свободной энциклопедии

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}} Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
{{current.index + 1}} из {{items.length}}

Спасибо за жалобу на это видео!

Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
Спасибо! .

Что такое клапан? (с рисунками)

Клапан - это устройство, которое можно использовать для управления потоком жидкостей, газов и суспензий. Также известные как регуляторы, клапаны можно найти практически в любой ситуации. Они также сделаны в нескольких различных дизайнах, в зависимости от того, как они используются, и их можно найти в диапазоне размеров от мизинца до гигантских. Клапаны также различаются от очень простых до чрезвычайно сложных. Это одна из старейших механических конструкций, а основные из них используются уже тысячи лет.

Шибер поднимается или опускается в области горловины для управления потоком в задвижке.

Термин «клапан» может использоваться для обозначения анатомии человека, а также для обозначения механического устройства. Те, которые обнаруживаются по всему телу, регулируют поток крови, кислорода и биологических жидкостей.К ним относятся чрезвычайно важные сердечные клапаны, которые работают с сердцем, перекачивая кровь по телу. Людям с повреждениями сердца могут быть заменены искусственные сердца для выполнения этой жизненно важной функции. Многие клапаны в человеческом теле работают вместе, чтобы обеспечить бесперебойную повседневную жизнь человека.

Шаровые краны регулируют поток газа или жидкости, вращая сферическую поверхность внутри трубы.

Существует множество разновидностей механических модификаций, но следующие являются общими, которые большинство людей, вероятно, видят и используют ежедневно. Самым основным является задвижка, которая имеет два положения: открытое и закрытое. Седельный клапан немного сложнее, он регулирует не только поток жидкости, но и количество, и его еще называют дросселем.Например, большинство кранов имеют такую ​​форму, позволяющую пользователям включить воду и определить, сколько воды будет вытекать. Производители также делают обратные клапаны, предназначенные для ограничения потока вещества только в одном направлении, и предохранительные клапаны, которые могут сбрасывать опасные уровни давления.

Клапаны сердца человека открываются и сжимаются, чтобы контролировать кровоток.

Этим устройством можно управлять вручную, как кран, или управлять большой системой, как в случае в автомобиле, где они открываются и закрываются, позволяя горючему топливу попасть в цилиндр. В случае предохранительного клапана он может быть настроен на срабатывание при достижении определенного уровня давления или при отправке аварийного сигнала. Обычно такие устройства снабжены небольшими пружинами, которые удерживают их в закрытом состоянии, пока их не нужно будет открыть.В других случаях они могут контролироваться пользователями через компьютерную систему, как в случае с нефте-, газовыми и водопроводными трубопроводами, простирающимися на многие мили; Технические специалисты в центральном центре управления могут при необходимости открывать и закрывать клапаны дистанционно.

Шаровые краны можно использовать для регулировки количества газа или жидкости, протекающей в системе..

Диаграммы, типы, функции, заболевания и др.

Четыре сердечных клапана пропускают кровь в сердце и предотвращают ее течение в неправильном направлении. Клапаны открываются или закрываются каждый раз, когда сердце бьется. Это гарантирует, что в организме всегда будет достаточное кровоснабжение, и кровь будет двигаться должным образом.

Четыре сердечных клапана:

  • митральный клапан
  • аортальный
  • трикуспидальный клапан
  • легочный клапан

Врачи называют митральный и трикуспидальный клапаны предсердно-желудочковыми клапанами, а аортальные клапаны - легочными и легочными. полулунные клапаны.

Продолжайте читать, чтобы узнать больше о каждом из четырех сердечных клапанов.

В здоровом сердце кровь течет только в одном направлении. Клапаны закрывают части сердца, предотвращая обратный ток крови.

  1. Процесс начинается, когда обедненная кислородом кровь (из рук, ног, тела и головы) попадает в правое предсердие. Это верхняя камера в правой части сердца и камера хранения.
  2. Затем кровь течет через трикуспидальный клапан в правый желудочек, который является нижней правой насосной камерой.
  3. Желудочек перекачивает эту кровь через легочный клапан в легочную артерию, где она поступает в легкие для насыщения кислородом.
  4. Богатая кислородом кровь повторно поступает в сердце через левое предсердие, которое является верхней левой камерой.
  5. Затем он проходит через митральный клапан в левый желудочек или в левую насосную камеру.
  6. Наконец, он проходит через аортальный клапан, а затем через аорту к остальной части тела.

Все четыре сердечных клапана играют роль в обеспечении того, чтобы кровь могла течь только в одном направлении.Четыре сердечных клапана:

Трехстворчатый клапан

Трехстворчатый клапан назван потому, что он имеет три створки, называемые створками или створками. Кровь течет через этот клапан после выхода из правого предсердия. Пройдя через трикуспидальный клапан, кровь попадает в правый желудочек.

Люди с редким заболеванием, называемым атрезией трикуспидального клапана, рождаются без трехстворчатого клапана. Атрезия трехстворчатого клапана означает, что кровь не может течь из правого предсердия в правый желудочек.

Трикуспидальная регургитация означает, что этот клапан не может полностью закрыться, в то время как стеноз трикуспидального клапана вызывает утолщение клапана, сужая его отверстие.

Легочный клапан

Легочный или легочный клапан - это следующий клапан, через который проходит дезоксигенированная кровь. Он закрывает правый желудочек и открывается, позволяя крови течь в легкие.

Стеноз легочного клапана приводит к тому, что этот клапан со временем утолщается, сужая его отверстие и замедляя кровоток.

Регургитация препятствует полному закрытию клапана, в результате чего кровь течет назад в правый желудочек.

Редкое заболевание клапана легочной артерии, называемое атрезией легочной артерии, означает, что человек рождается без этого клапана.

Митральный клапан

Митральный клапан закрывает левое предсердие, позволяя насыщенной кислородом крови из легких течь в левый желудочек.

Одним из наиболее распространенных типов проблем с митральным клапаном является пролапс митрального клапана (ПМК). Это приводит к тому, что створки митрального клапана плохо прилегают друг к другу или сгибаются назад, позволяя крови течь обратно в левое предсердие.

Некоторые заболевания соединительной ткани могут также повредить митральный клапан, вызывая ПМК.

Пролапс митрального клапана может привести к регургитации митрального клапана, что приводит к обратному току крови.Сердечный приступ или увеличение сердца могут вызвать раздвигание створок клапана, что приведет к митральной регургитации.

Стеноз митрального клапана укрепляет и утолщает стенки митрального клапана, сужая отверстие и заставляя кровь течь медленнее.

Аортальный клапан

Аортальный клапан - это последний клапан, через который проходит богатая кислородом кровь перед тем, как выйти из сердца и течь по остальному телу. Клапан предотвращает отток крови обратно в левый желудочек.

Аортальная регургитация или аортальная недостаточность означает, что аортальный клапан не закрывается полностью, позволяя крови течь назад.

Стеноз аорты означает, что аортальный клапан утолщается или затвердевает, сужая путь, по которому может течь кровь. Это задерживает или препятствует адекватному притоку крови к остальному телу.

Проблемы с сердечным клапаном делятся на две большие категории:

Регургитация

Когда клапан не закрывается полностью, кровь отрывается назад.Это может произойти, когда камеры сердца увеличиваются. Это также может произойти, когда две створки клапана не закрываются полностью, например, при пролапсе митрального клапана.

Когда проблема связана с клапаном, врачи называют его первичным клапанным. Когда проблема возникает в камерах сердца, таких как желудочки, врачи называют ее вторичной клапанной.

Стеноз

Стеноз возникает, когда ткань клапана утолщается, ограничивая кровоток. Это часто происходит, когда на створках клапана накапливаются кальций и другие отложения.

Сердце со временем утолщается, но кровоснабжения недостаточно, чтобы поддерживать сердце. Это может вызвать тяжелое заболевание и даже смерть.

При отсутствии лечения проблемы с сердечным клапаном могут вызвать одышку, особенно при физической нагрузке. Они также представляют собой риск сердечной недостаточности, инсульта и внезапной смерти.

Человек может родиться с проблемой клапана. Проблемы с клапанами также могут развиться из-за старения или повреждения хроническими заболеваниями, такими как диабет или другими заболеваниями, такими как карциноид.

Некоторые нездоровые образы жизни, такие как курение, также могут увеличить риск сердечных заболеваний, включая проблемы с клапанами.

Симптомы сердечного клапана аналогичны симптомам других сердечных заболеваний и включают:

  • головокружение или обморок
  • одышку
  • учащенное сердцебиение, которое случается, когда сердце пропускает удар
  • боль в груди
  • Необъяснимая опухоль в теле

В случае клапана, который не закрывается полностью, врач может порекомендовать операцию по восстановлению створок клапана.Врачи предпочитают операцию по поводу регургитации митрального или трикуспидального клапана.

Когда хирургическая операция не позволяет восстановить клапан, хирург может выполнить процедуру замены клапана сердца. Искусственный клапан работает так же, как и естественный клапан.

Хирургия может быть сложной, но иногда хирург может выполнить ее с помощью минимально инвазивной процедуры.

Человеку также может потребоваться лечение любых сопутствующих заболеваний. Это может включать прием лекарств от диабета или изменение лекарств, которые они принимают при некоторых заболеваниях, таких как волчанка.

Изменение образа жизни может снизить риск дальнейшего повреждения клапана и других проблем со здоровьем сердца. Поговорите с врачом или поставщиком медицинских услуг о том, чтобы бросить курить, больше заниматься спортом или внести изменения в рацион.

Проблемы с любой частью сердца могут стать опасными для жизни.

Сердце обеспечивает постоянный приток крови, богатой кислородом, а клапаны открываются и закрываются каждый раз, когда сердце бьется, и гарантируют, что кровь течет в правильном направлении.

Когда они не работают должным образом, сердце должно работать больше, что увеличивает риск сердечных заболеваний и осложнений.

Людям с проблемами сердечного клапана следует проконсультироваться с врачом о вариантах безопасного лечения их симптомов.

.

Что это такое и как работает

Сердце имеет четыре клапана - по одному на каждую камеру сердца. Клапаны удерживают кровь в правильном направлении через сердце.

Митральный клапан и трехстворчатый клапан расположены между предсердиями (верхними камерами сердца) и желудочками (нижними камерами сердца).

Аортальный клапан и легочный клапан расположены между желудочками и основными кровеносными сосудами, выходящими из сердца.

Митральный клапан

Клапаны сделаны из прочных тонких лоскутов ткани, называемых створок или створок .

Листочки открываются, позволяя крови двигаться вперед через сердце в течение половины сердечного сокращения. Они закрываются, чтобы кровь не текла назад во время второй половины сердечного сокращения.

Митральный клапан имеет только две створки; аортальный, легочный и трикуспидальный клапаны - по три. Листочки прикреплены к кольцу из жесткой волокнистой ткани, называемой кольцом, и поддерживаются ею.Кольцо помогает поддерживать правильную форму клапана.

Створки митрального и трикуспидального клапанов также поддерживаются:

  • Сухожильные хорды: жестких волокнистых нитей. Они похожи на струны, поддерживающие парашют.
  • Папиллярные мышцы: часть внутренних стенок желудочков.

Сухожильные хорды и сосочковые мышцы обеспечивают устойчивость створок, предотвращая отток крови назад.

Митральный клапан

Аортальный клапан

Как работают клапаны

Четыре клапана открываются и закрываются, чтобы кровь могла течь через сердце. Следующие шаги показывают, как кровь течет через сердце, и описывают, как работает каждый клапан, поддерживая движение крови.

1. Открытый трикуспидальный и митральный клапаны
Кровь течет из правого предсердия в правый желудочек через открытый трехстворчатый клапан и из левого предсердия в левый желудочек через открытый митральный клапан .

2. Закрытые трикуспидальный и митральный клапаны
Когда правый желудочек заполнен, трехстворчатый клапан закрывается и не дает крови течь назад в правое предсердие, когда желудочек сокращается (сжимается).
Когда левый желудочек заполнен, митральный клапан закрывается и предотвращает обратный ток крови в левое предсердие при сокращении желудочка.

3. Открыть легочный и аортальный клапаны
Когда правый желудочек начинает сокращаться, легочный клапан открывается с силой.Кровь откачивается из правого желудочка через легочный клапан в легочную артерию в легкие.
Когда левый желудочек начинает сокращаться, аортальный клапан принудительно открывается. Кровь откачивается из левого желудочка через аортальный клапан в аорту. Аорта разветвляется на множество артерий и снабжает организм кровью.

4. Закрытые клапаны легочной артерии и аорты
Когда правый желудочек прекращает сокращаться и начинает расслабляться, пульмональный клапан закрывается.Это не дает крови течь обратно в правый желудочек.
Когда левый желудочек прекращает сокращаться и начинает расслабляться, аортальный клапан закрывается. Это предотвращает отток крови обратно в левый желудочек.

Эта модель повторяется, заставляя кровь непрерывно течь к сердцу, легким и телу. Четыре нормально работающих сердечных клапана гарантируют, что кровь всегда течет свободно в одном направлении и что нет обратной утечки.

Последний раз проверял медицинский работник Cleveland Clinic 12.04.2018.

Получите полезную, полезную и актуальную информацию о здоровье и благополучии

е Новости

Клиника Кливленда - некоммерческий академический медицинский центр.Реклама на нашем сайте помогает поддерживать нашу миссию. Мы не поддерживаем продукты или услуги, не принадлежащие Cleveland Clinic. Политика

.

Какие основные и дополнительные средства вентиляции на танкерах?

Вы знаете старое выражение «то, что вошло, должно выйти».

Это касается и танкеров, но не буквально.

При погрузке груза на нефтяные танкеры, когда груз входит в грузовой танк, он замещает воздух (или инертный газ) внутри танка.

Простая физика, правда?

Этот воздух (или инертный газ) должен выходить из танка, чтобы давление внутри грузового танка было в допустимых пределах.

То же самое при разгрузке груза на танкеры. Когда груз удаляется из грузового танка, образовавшаяся пустота должна быть заменена воздухом или инертным газом.

Устройства и система, предусмотренные на танкерах для выпуска воздуха из грузового танка, называются вентиляционной системой.

В этом посте я расскажу о первичных и вторичных способах удаления воздуха на танкерах.

Первичные средства вентиляции

В соответствии с правилом 11 главы II-2 Конвенции СОЛАС.6.1,

Вентиляционные устройства должны быть спроектированы и эксплуатироваться таким образом, чтобы ни давление, ни вакуум в грузовых танках не превышали проектные параметры…

Для этого и предназначена система вентиляции.

Итак, как во время погрузки и разгрузки резервуары поддерживаются на оптимальном уровне давления?

Каким бы ни было это устройство, оно становится основным средством вентиляции.

Давайте обсудим некоторые из основных средств вентиляции, используемых на танкерах.

1. Подъем мачты

Мачтовый подъемник обычно устанавливается на танкерах для перевозки сырой нефти, поскольку эти суда всегда будут нести однородный груз во всех танках.

Поскольку танкеры для перевозки сырой нефти перевозят однородный груз, грузовые танки этих судов имеют общий выпускной трубопровод для грузовых танков.

Все эти вентиляционные трубопроводы грузового танка ведут к стояку мачты.

Мачтовый стояк представляет собой вертикальную трубу, присоединенную к общим вентиляционным трубопроводам всех грузовых танков.

Подъемник мачты оборудован клапаном (так называемый клапан подъема мачты).

При загрузке давление внутри грузового танка сбрасывается через подъемник мачты путем открытия клапана подъемника мачты.

Контролируется давление в грузовом танке, и при необходимости дросселируется мачтовый подъемный клапан для поддержания давления в грузовом танке на определенном уровне.

Во время разгрузки мы не должны допускать, чтобы резервуары опустились до отрицательного давления. Для этого в грузовые танки непрерывно подается инертный газ.

Дежурный устанавливает желаемое давление на CCR, и это давление будет автоматически поддерживаться за счет автоматической регулировки двух клапанов в системе IG.

Один из этих клапанов предназначен для выпуска IG в атмосферу, а другой - для подачи IG в грузовые танки.

В соответствии с требованиями СОЛАС высота подъема мачты должна быть не менее 6 метров. Это необходимо для того, чтобы пары груза, выходящие из грузовых танков через подъемник мачты, не накапливались на палубе.

2. Клапаны давления и вакуума (PV) (вентиляционные отверстия с высокой скоростью)

Мачтовый стояк - хороший вариант для вентиляции танкеров, перевозящих однородные грузы, таких как танкеры с сырой нефтью.

Но для кораблей разного класса это не лучший вариант.

Это просто потому, что грузы могут быть повреждены, если парам разных сортов разрешено смешаться, имея соединение между паровыми пространствами танков.

PV-клапана, установленные на каждом резервуаре, решают эту проблему. PV-клапаны также называют высокоскоростными вентиляционными отверстиями.

Каждый резервуар имеет свой собственный PV-клапан, и удаление воздуха происходит через PV-клапаны по мере загрузки или разгрузки резервуаров.

Как следует из названия, PV-клапан состоит из двух клапанов

  • Напорный клапан, который поднимается (активируется) при установленном положительном давлении
  • Вакуумный клапан, который поднимает (активирует) при установленном вакууме (отрицательном) давлении

Вот видео, которое показывает самые основные операции PV-клапанов. Несмотря на то, что видео показано для фотоэлектрического клапана, установленного на береговом резервуаре, принцип действия такой же, как и для фотоэлектрических клапанов, установленных на кораблях.

Обычно все клапаны PV настроены на активацию на

  • Давление: 2000 мм водяного столба
  • Вакуум: -350 мм водяного столба

Учтите это.Начинаем погрузку в цистерну, которая закрыта по всем параметрам. Поскольку мы не позволяем воздуху выходить из резервуара, давление внутри резервуара будет увеличиваться по мере увеличения количества груза внутри резервуара.

Когда это давление достигнет 2000 мм вод. Ст., Нагнетательный клапан PV клапана поднимется и позволит воздуху (или промежуточному газу) внутри резервуара выйти.

Когда давление значительно упадет ниже установленного давления PV клапана 2000 мм вод. Ст., Клапан давления PV клапана снова закроется.

То же самое происходит, когда судно выгружает свой груз. В этом случае при разгрузке в грузовом танке создается разрежение.

Когда вакуум достигает установленного отрицательного давления PV клапана (обычно -350 мм вод. Ст.), Диск на стороне вакуума PV клапана поднимается и позволяет воздуху проникать внутрь грузового танка для уменьшения вакуума.

Этот проход воздуха внутри резервуаров разрешен только в том случае, если резервуары не находятся в инертном состоянии.

Когда мы перевозим легковоспламеняющиеся грузы и нам нужно поддерживать уровень кислорода в резервуаре ниже 8%, мы должны убедиться, что в резервуар не попадает воздух.

В этом случае мы никогда не позволяем грузовому танку находиться в вакууме в любое время за счет непрерывной подачи инертного газа в грузовой танк во время разгрузки.

Вторичные средства вентиляции

Прежде чем я начну обсуждать вторичные средства вентиляции, мы должны понять, зачем они нам нужны в первую очередь.

Рассмотреть возможность вентиляции танкера для сырой нефти. Как мы уже говорили, основным средством вентиляции на танкерах с сырой нефтью является мачтовый стояк.

У этого мачтового стояка есть ручной клапан, который открывается только тогда, когда нам нужно сбросить давление из грузовых танков.

Или, когда мы загружаем груз, в этом случае он постоянно остается открытым и дросселируется в зависимости от скорости загрузки.

А что, если мы начали погрузку и забыли открыть клапан подъема мачты. Или если запорный клапан IG грузового танка по ошибке остается закрытым.

Давление в грузовом танке продолжит расти, и грузовые танки разорвутся.

Чтобы преодолеть подобные ситуации, СОЛАС требует наличия дополнительных средств вентиляции, которые активируются в случае отказа основного средства вентиляции.

Согласно главе II-2 СОЛАС, Правило 11.6.3.2

Должны быть предусмотрены вторичные средства для обеспечения полного сброса потока паров, воздуха или смесей инертных газов для предотвращения избыточного или пониженного давления в случае выхода из строя первичных средств вентиляции.

Теперь, когда мы знаем назначение вторичных средств вентиляции, давайте обсудим оборудование, которое может действовать как вторичные средства вентиляции.

PV клапан

Да, PV-клапан, установленный на отдельном резервуаре, может действовать как вторичное средство вентиляции.

Например, если клапан подъема мачты непреднамеренно остается закрытым во время погрузки, срабатывают клапаны PV грузовых танков.

А что, если на кораблях нет мачтового подступенка, как на танкере-химовозе? Может ли PV-клапан, установленный на каждом резервуаре, действовать как вторичное средство вентиляции?

Нет и да будет мой ответ.

Нет, потому что, если PV-клапан является основным средством вентиляции на судне (например, на танкерах-химовозах), то он не может также выступать в качестве вторичного средства вентиляции.

И да, потому что, если в каждом резервуаре есть два PV-клапана, установленные на каждом резервуаре, один из этих PV-клапанов будет действовать как основное средство, а другой как вспомогательное средство вентиляции.

Если вас интересует возможность установки двух фотоэлектрических клапанов на каждом грузовом танке, позвольте мне прояснить ситуацию, сказав, что я видел довольно много танкеров-продуктовозов с такой компоновкой.

Датчики давления

Наиболее распространенным вторичным средством вентиляции, установленным на современных автоцистернах, являются датчики давления.

И если вы видите, это не совсем способ вентиляции. Но все же они могут действовать как второстепенные средства вентиляции.

Назначение этих датчиков давления состоит в том, чтобы предупредить оператора (дежурного) с помощью сигнала тревоги, если основной метод вентиляции не работает.

СОЛАС позволяет рассматривать датчики давления, установленные на каждом баке, в качестве альтернативы вторичным средствам вентиляции.

Согласно правилу II-2 Конвенции СОЛАС, правилу 6.3.2

В качестве альтернативы датчики давления могут быть установлены в каждом танке, защищенном первичными средствами вентиляции, с системой мониторинга в судовой диспетчерской или в том месте, откуда обычно выполняются грузовые операции.

Такое контрольно-измерительное оборудование должно также обеспечивать сигнализацию, которая активируется при обнаружении избыточного давления или давления в резервуаре.

Эти датчики давления установлены на каждом из грузовых танков.

Но для своевременного оповещения дежурного о неисправности основного способа вентиляции необходимо точно и правильно установить уровень срабатывания сигнализации датчиков давления.

Разберемся, какими должны быть настройки датчиков давления.

1. Цистерны без инертного газа

Допустим, что основной способ вентиляции - через PV-клапаны. Рабочее давление для клапанов PV составляет

  • Давление: 2000 мм водяного столба
  • Вакуум: -350 мм водяного столба

Если клапаны PV работают правильно, давление внутри грузового танка никогда не превысит эти уровни.

Дежурный может быть предупрежден только в том случае, если давление внутри резервуара возрастет до значения, превышающего уставки PV клапана.

Таким образом, при погрузке дежурный хотел бы получить предупреждение, когда давление внутри цистерны превышает 2000 мм вод. Ст.

И при выгрузке дежурный хотел бы получить предупреждение, когда вакуум внутри резервуара превышает -350 мм вод. Ст.

Но хотели бы мы быть предупрежденными, когда давление в грузовом танке чуть выше подъемного давления PV клапана, скажем, на уровне 2010 мм вод. Ст.?

Конечно, нет.

Может быть много причин для небольшого отклонения в поддержании уровней давления в грузовых танках с помощью клапанов PV.

Итак, сколько вариаций можно допустить?

OCIMF рекомендует, чтобы это отклонение составляло максимум 10% от установленного давления PV клапана.

Значит, сигнализация датчиков давления должна быть установлена ​​на

Давление: 2200 мм вод. Ст.

Вакуум: -385 мм WG

Пока не сработает сигнализация, это будет означать, что давление внутри грузовых танков меньше этих значений и дежурному офицеру не о чем беспокоиться.

Если срабатывает аварийный сигнал для цистерны, дежурному необходимо уменьшить скорость загрузки (или разгрузки) в этой цистерне и выяснить причину избыточного давления в цистерне.

2. Инертные цистерны

Когда судно перевозит легковоспламеняющиеся грузы, уровень кислорода в танках поддерживается на уровне ниже 8% по объему.

Это делается путем инертизации баков.

Когда резервуары находятся в инертном состоянии, мы не можем позволить воздуху попадать внутрь резервуара, иначе уровень кислорода внутри резервуаров повысится.

Таким образом, при загрузке резервуары будут находиться под положительным давлением, а избыточное давление будет вентилироваться либо через мачту-стояк, либо через PV-клапаны.

При выгрузке груза нельзя допускать подъема вакуумной стороны клапана PV. Мы подаем инертный газ в грузовые танки, чтобы поддерживать в них положительное давление.

Итак, что касается датчиков давления, дежурный должен быть предупрежден, когда

  • Положительное давление больше, чем давление подъема PV клапана при погрузке груза. Таким образом, настройка для положительной стороны будет на 10% больше, чем давление подъема PV клапана.
  • При выгрузке груза в цистерне вакуум.Таким образом, настройка для стороны вакуума будет иметь любое положительное значение, близкое к нулю. Обычно в этом случае устанавливается 100 мм вод. Ст.

3. При использовании линии возврата пара

Линия возврата паров используется, когда пары груза считаются токсичными. Иногда он также используется для нетоксичных грузов из-за требований терминала.

Паропровод обеспечивает соединение между паровым пространством судового резервуара и паровым пространством берегового резервуара.

Паровые пространства корабельных и береговых резервуаров всегда находятся в равновесии.

Мы используем паропровод с целью недопущения выброса паров груза в атмосферу.

Это означает, что мы не можем позволить PV-клапанам подняться в любое время.

Итак, какие настройки сигнализации мы должны иметь для датчиков давления в этом случае.

Дежурный хочет получить предупреждение до того, как давление внутри резервуаров достигнет давления подъема PV-клапанов.

Таким образом, для напорной стороны, ФЭ клапан подъема давления 2000 мм вод, дежурный офицер хотел бы быть предупрежден до того, что давление в баке достигает этого уровня.

Не только это.

Тревога должна дать дежурному достаточно времени для принятия корректирующих действий до подъема PV клапана.

Промышленная практика считает, что уставка датчика давления на 10% ниже, чем давление подъема PV клапана, имеет достаточно времени для принятия мер.

Таким образом, в этом случае настройка датчика давления на стороне нагнетания должна быть 1800 мм вод. Ст.

Для вакуумной стороны установка аварийного сигнала будет зависеть от того, недостаточно инертированы резервуары или нет.

Если резервуары инертированы, мы не можем допустить, чтобы в резервуарах было отрицательное давление. В этом случае настройка датчика давления будет положительной (предпочтительно 100 мм вод. Ст.).

Если резервуары не инертированы, цель состоит в том, чтобы не допустить подъема стороны вакуума PV клапана в любое время.

Почему?

Поскольку паровое пространство корабля и берега находится в равновесии, и любое аномальное давление в корабле или береговых резервуарах будет означать что-то не так в паропроводе.

Если во время разгрузки в судовых резервуарах создается вакуум, это означает, что пары из береговых резервуаров не возвращаются в судовые резервуары.

Это также означает, что береговые резервуары будут находиться под высоким давлением.

Если мы позволим вакууму в резервуарах корабля наполняться воздухом (позволяя клапану PV подниматься), то давление в береговых резервуарах будет продолжать расти по мере передачи груза с корабля.

В какой-то момент береговым резервуарам потребуется сбросить избыточное давление в атмосферу.

Это может рассматриваться как серьезный инцидент, учитывая токсичность груза.

Итак, суть в том, что в этом случае мы не должны позволять PV-клапану подниматься.

В этом случае настройка датчика давления должна быть на 10% ниже, чем давление подъема PV клапана.

Таким образом, если давление подъема PV клапана составляет -350 мм вод. Ст., Тогда аварийный сигнал будет установлен на -315 мм вод. Ст. Или меньше этого значения. Обычно в этом случае предпочтительно -200 мм вод. Ст.

Прерыватель давления-вакуума (PV)

Прерыватель

PV - это еще один механизм, который действует как вторичное средство вентиляции на танкерах с сырой нефтью.

Выключатель

PV расположен и подключен к общей линии IG судна.

Прерыватель

PV работает по принципу залитого в него водяного столба. Это позволяет сбросить давление из общей линии IG за счет слива воды, залитой в фотоэлектрический выключатель.

Он также позволяет нарушить вакуум, пропуская воздух внутрь резервуаров через общую линию IG.

Однако, согласно недавней поправке к СОЛАС, танкеры, построенные после 1 января 2017 года, должны иметь независимую вторичную вентиляцию для каждого резервуара.

Для этих кораблей PV Breaker не может рассматриваться как вторичное средство вентиляции.

Заключение

На танкерах груз загружается в закрытом помещении. Но при погрузке или разгрузке грузов воздух (или пары / инертный газ) должен поступать в цистерны или выходить из них.

Устройства, предусмотренные для этого обмена воздухом / парами / инертным газом, представляют собой вентиляционные устройства на танкерах.

В основном используемые механизмы представляют собой «основные средства вентиляции».Эти устройства обычно представляют собой либо стояк мачты, либо PV-клапаны (высокоскоростные вентиляционные отверстия).

Устройства вентиляции, предусмотренные для автоматического включения в случае отказа основных средств вентиляции, называются «Вторичные средства вентиляции».

Вторичным средством вентиляции может быть 2-й PV-клапан на каждом резервуаре, PV-прерыватель или датчики давления, установленные на каждом резервуаре с аварийным сигналом в CCR.

Датчики давления являются наиболее распространенными вторичными средствами вентиляции на цистернах.

Дежурные должны знать необходимые настройки сигнализации для датчиков давления в зависимости от условий эксплуатации.

Согласно поправке к СОЛАС, фотоэлектрический выключатель не считается второстепенным средством вентиляции танкера, построенного после 1 января 2017 года.

.

Смотрите также