Κατασκευαστικά χαρακτηριστικά των ΜΕΚ

Βαλβίδες εισαγωγής αέρα - εξαγωγής καυσαερίων

ΜΕΚ|Κατασκευαστικά Χαρακτηριστικά Μ.Ε.Κ.

meri-balbidas_bare.jpg
  1. κεφαλή
  2. έδρα
  3. στέλεχος
  4. ουρά
  5. υποδοχή της έδρας
  6. οδηγός
  7. εσωτερικό ελατήριο
  8. εξωτερικό ελατήριο
  9. ασφάλεια
  10. ροδέλα
  11. διάκενο βαλβίδας (τζόγος)
  12. βίδα ρύθμισης διακένου
  13. ζύγωθρο (κοκοράκι)

1-4 : τα μέρη από τα οποία αποτελείται η βαλβίδα

5-13 : τα εξαρτήματα για την στήριξη, κίνηση και λειτουργία της βαλβίδας

Μέρη βαλβίδας και εξαρτήματα του κινητήριου μηχανισμού της
ekkentroforos-balbides_bare.jpg
  1. πληκτροφορέας (πιανόλα)
  2. ρυθμιστική βίδα
  3. ασφαλιστικό παξιμάδι
  4. ελατήριο βαλβίδας
  5. ωστική ράβδος (καλάμι)
  6. βαλβίδα εξαγωγής
  7. βαλβίδα εισαγωγής
  8. ωστήριο (ποτηράκι)
  9. εκκεντροφόρος άξονας
  10. έκκεντρο
  11. στροφαλοφόρος άξονας
  12. γρανάζι στροφαλοφόρου
  13. αλυσίδα (καδένα)
  14. γρανάζι εκκεντροφόρου
  15. διάκενο βαλβίδας (τζόγος)
  16. ζύγωθρο (κοκοράκι)
Βαλβίδες εισαγωγής—εξαγωγής και τα εξαρτήματα του κινητήριου μηχανισμού τους

Αυτορυθμιζόμενες βαλβίδες

ΜΕΚ|Κατασκευαστικά Χαρακτηριστικά Μ.Ε.Κ.

Το διάκενο των βαλβίδων δεν μένει σταθερό σε όλη τη διάρκεια της λειτουργίας τους. Στο ξεκίνημα του κινητήρα όταν αυτός είναι πιο κρύος το διάκενο είναι μεγάλο, ενώ όταν φτάσει στη θερμοκρασία κανονικής λειτουργίας του το διάκενο είναι μικρότερο (συνήθως — εξαρτάται και από τη θέση του εκκεντροφόρου).

Επίσης, μετά από πολλές ώρες λειτουργίας μιας ΜΕΚ μεταβάλλονται οι διαστάσεις των εξαρτημάτων του συστήματος κίνησης των βαλβίδων, με άμεσο αποτέλεσμα την μεταβολή του διάκενου των βαλβίδων εκτός των προβλεπομένων από τον κατασκευαστή ορίων.

Παράγοντες που επηρεάζουν τις διαστάσεις των εξαρτημάτων είναι:

  • η αύξηση της θερμοκρασίας κατά τη λειτουργία του κινητήρα
  • το υλικό κατασκευής των εξαρτημάτων
  • η φθορά των εξαρτημάτων κατά τη λετουργία του κινητήρα

Αποτελέσματα της αλλαγής των διαστάσεων των εξαρτημάτων είναι:

  • μεταβολή διακένου βαλβίδων
  • μεταβολή του χρονισμού των βαλβίδων (λόγω της μεταβολής του διακένου)
Προβλήματα από τη μεταβολή του διακένου βαλβίδας

Τα προβλήματα προκύπτουν σε περίπτωση που το διάκενο της βαλβίδας γίνει μικρότερο ή μεγαλύτερο από το κατασκευαστικά προβλεπόμενο.

διάκενο μικρότερο από το κατασκευαστικά προβλεπόμενο

(η βαλβίδα δεν κλείνει σωστά)

  1. απώλειες συμπίεσης
  2. μείωση της απόδοσης — αύξηση της κατανάλωσης
  3. καταστροφή της βαλβίδας από τα καυσαέρια
διάκενο μεγαλύτερο από το κατασκευαστικά προβλεπόμενο

(η βαλβίδα δεν ανοίγει σωστά)

  1. εισαγωγή μικρότερου μείγματος αέρα—καυσίμου (μείωση απόδοσης)
  2. εμποδίζεται η έξοδος των καυσαερίων
  3. μείωση της απόδοσης — αύξηση της κατανάλωσης (πατάμε γκάζι)
  4. αύξηση καταπόνησης βαλβίδας λόγω επιταχύνσεων
  5. θόρυβος
Υδραυλικά ωστήρια

Τα υδραυλικά ωστήρια χρησιμοποιούν λάδι από τον κινητήρα —το οποίο δεν είναι συμπιέσιμο— ώστε να διατηρείται σταθερό το διάκενο των βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής, ανεξάρτητα από τις μεταβολές του μήκους των εξαρτημάτων που συνεργάζονται με τις βαλβίδες.

Με τα υδραυλικά ωστήρια καταφέρνουμε:

  1. αντιστάθμιση της φθοράς των εξαρτημάτων
  2. αυτόματη ρύθμιση του διακένου στις διάφορες θερμοκρασίες
  3. μείωση της απαιτούμενης συντήρησης των βαλβίδων
  4. εξασφάλιση σωστής λειτουργίας για όλη τη διάρκεια ζωής του κινητήρα

Τα υδραυλικά ωστήρια δεν επισκευάζονται και όταν φθαρούν αντικαθίστανται.

Μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων

ΜΕΚ|Κατασκευαστικά Χαρακτηριστικά Μ.Ε.Κ.

Η επικάλυψη των βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής γύρω από το ΑΝΣ είναι επιθυμητή όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε υψηλές στροφές. Με τον τρόπο αυτό, εκμεταλλευόμαστε τη δυναμική της κίνησης των αερίων από και προς τους κυλίνδρους και εξασφαλίζουμε βελτιωμένη πλήρωση των κυλίνδρων και καλύτερη εξαγωγή των καυσαερίων.

Στις χαμηλές στροφές όμως και στο ρελαντί η δυναμική της κίνησης των αερίων είναι μειωμένη και ο χρόνος αρκετός ώστε να γίνεται διαφυγή καυσαερίων προς την πολλαπλή εισαγωγής και και καύσιμου μείγματος προς τη βαλβίδα εξαγωγής. Επομένως στις χαμηλές στροφές το ζητούμενο είναι μικρότερη επικάλυψη. Αυτό επιτυγχάνεται με τον μεταβλητό χρονισμό των βαλβίδων (VVT, Variable Valve Timing).

Ο μεταβλητός χρονισμός των βαλβίδων επιτρέπει την διαφοροποίηση των επικαλύψεων ανάλογα με τις στροφές του κινητήρα, ώστε να έχουμε:

  • αύξηση της επικάλυψης στις υψηλές στροφές του κινητήρα
  • μείωση της επικάλυψης στις χαμηλές στροφές του κινητήρα
  • το βύθισμα των βαλβίδων σε ορισμένες κατασκευές

Ο μεταβλητός χρονισμός των βαλβίδων χρησιμοποιείται για να πετύχουμε:

  • μεγαλύτερη ισχύ σε μεγαλύτερο εύρος στροφών
  • μεγαλύτερη ροπή στρέψης
  • χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου
  • χαμηλότερα επίπεδα εκπεμπόμενων ρύπων

Για την υλοποίηση του μεταβλητού χρονισμού των βαλβίδων υπάρχουν διάφορες κατασκευαστικές λύσεις, όπως:

  • γωνιακή μετατόπιση του εκκεντροφόρου εισαγωγής σε σχέση με τον εκκεντροφόρο εξαγωγής
  • γωνιακή μετατόπιση και των δύο εκκεντροφόρων
  • μεταβολή και του βυθίσματος των βαλβίδων

Συστήματα σε χρήση για τον μεταβλητό χρονισμό των βαλβίδων:

  1. Vario Cam — Σύστημα ρυθμιζόμενου τεντωτήρα αλυσίδας
  2. Vanos — Σύστημα μεταβολής προπορείας εκκεντροφόρου
  3. Honda — Σύστημα μεταβολής της κίνησης των βαλβίδων
  4. Σύστημα συνεχούς μεταβολής του χρονισμού
  5. Ηλεκτρομαγνητική κίνηση των βαλβίδων
  6. Υδραυλική κίνηση των βαλβίδων
Vario Cam

Ρυθμιζόμενος τεντωτήρας αλυσίδας. Το σύστημα αυτό αναπτύχθηκε από την Porsche. Στο σύστημα αυτό οι εκκεντροφόροι εισαγωγής και εξαγωγής συνδέονται με μια αλυσίδα (καδένα) χρονισμού. Η μεταβολή του χρονισμού γίνεται με υδραυλική μετατόπιση του τεντωτήρα της αλυσίδας από μιά ανώτερη θέση (χαμηλές στροφές) σε μιά κατώτερη θέση (υψηλές στροφές).

Vanos

Μεταβολή προπορείας εκκεντροφόρου. Το σύστημα αυτό αναπτύχθηκε από την BMW. Στο σύστημα αυτό μεταβάλλεται η γωνία προπορείας του εκκεντροφόρου άξονα που κινεί τις βαλβίδες εισαγωγής μέσω ενός συστήματος γραναζιών που παρεμβάλλεται ανάμεσα στο γρανάζι που δίνει κίνηση στους εκκεντροφόρους και τον εκκεντροφόρο εισαγωγής. Στο διπλό Vanos που αναπτύχθηκε αργότερα, μετατοπίζονται και οι δύο εκκεντροφόροι.

VTEC

Μεταβολή της κίνησης των βαλβίδων. Το σύστημα αυτό αναπτύχθηκε από τη Honda.

Συνεχής μεταβολή χρονισμού

Το σύστημα αυτό αναπτύχθηκε από τη Fiat.

Ηλεκτρομαγνητική κίνηση των βαλβίδων
Υδραυλική κίνηση των βαλβίδων

Συντονισμός αυλών πολλαπλής εισαγωγής

Πολλαπλή εισαγωγής

Συντονισμός πολλαπλής εισαγωγής

Συντονισμός με μεταβλητούς αυλούς εισαγωγής

Συστήματα υπερπλήρωσης (μηχανικά - turbo)

Βασικές αρχές

Μηχανικοί υπερσυμπιεστές

Στροβιλοσυμπιεστές

Ψύξη του παρεχόμενου αέρα (intercooler)

Ρύθμιση της παρεχόμενης πίεσης

Στροβιλοσυμπιεστές με ρυθμιζόμενα πτερύγια

Βαλβίδα ανακύκλωσης (σκάστρα)

Unless otherwise stated, the content of this page is licensed under Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 License