Кулачки анфас и в профиль — журнал За рулем

КЛУБ

Автолюбителей

КУЛАЧКИ АНФАС И В ПРОФИЛЬ

Два года назад журнал рассказал о «резвом» распредвале для «москвичей» с уфимскими моторами (ЗР, 1995, № 4). Этот новый кулачковый вал заметно улучшает характеристики двигателя, в чем убедились многие читатели, ставшие клиентами фирмы-изготовителя «Мастер-Мотор». Вернуться к теме распредвалов побудили многочисленные письма автомобилистов, заинтересовавшихся новинкой. Наш корреспондент Антон ЧУЙКИН беседует с Анатолием РОЖКОВЫМ, разработчиком «резвых» валов и главным конструктором «Мастер-Мотора».

— Анатолий Павлович, какие цели вы преследуете, проектируя новый распредвал для старого (по конструкции) мотора?

— Задача — поднять кривую крутящего момента в области наиболее используемых рабочих режимов двигателя. Говоря проще, приблизить характеристики автомобиля к… троллейбусным. Это легкое троганье, уверенное движение при минимальных оборотах коленвала, хорошая приемистость и тяговитость.

— К слову, именно этим вы и соблазнили наших читателей. Автор одного письма — владелец «сорок первого» — отмечал, что с «резвым валом» его «Москвич» легче тянет груженый прицеп, по дороге на дачу переключать передачи можно значительно реже — машина уверенно берет подъемы на четвертой и даже пятой…

— Особенно внимательно мы относимся к «низам», то есть к частотам вращения коленвала от 1000 до 3500 об/мин, где и стремимся добиться наибольшего роста крутящего момента. В то же время стараемся не снизить мощность, хотя максимальное ее значение, как правило, представляет для обычного водителя только теоретический интерес — кто же ездит, держа стрелку тахометра за 5000 об/мин? А ведь максимальную мощность двигатель развивает, как правило, только в этом режиме. Впрочем, для спортсменов мы можем изготовить валы, прибавляющие именно мощность.

Чтобы получить желаемые результаты, мы выбираем оптимальные подъемы кулачков и их взаимное расположение на валу. Эта задача не слишком проста, достаточно упомянуть об ограничениях: кулачки и детали привода клапанов не должны испытывать контактные напряжения выше допустимых, рычаг (коромысло, толкатель) не должен отрываться от поверхности кулачка, клапанные пружины желательно не изменять, и т. д., и т.п.

Приведу интересный пример, иллюстрирующий разные подходы к проектированию распредвалов. Казалось бы, ясно, что впускные и выпускные клапаны должны работать по-разному — тем не менее на всех серийных двигателях ВАЗ и УЗАМ все кулачки на распределительном вале одинаковые (двигатели модернизированной «Нивы» VAZ 21213 и «Оки» не в счет — их валы проектировал ваш собеседник). На наших валах (и на некоторых «иномарочных») кулачки всегда разные.

— В чем же состоит ваш метод проектирования кулачков?

— В основе любой методики проектирования профиля (грубо говоря, формы кулачка) лежит своя теория расчета.

Раньше, когда под рукой не было точной вычислительной техники, способы расчета кулачка были, по сегодняшним меркам, простые. Широко использовали так называемый кулачок Курца — его профиль можно было рассчитать вручную. Естественно, он был далек от идеала.

Американцы придумали «полидайн» — кулачок, профиль которого описан полиномом (многочленом) высокой степени. Есть патент на профиль, в основе которого лежит ряд Фурье.

Меня к проектированию кулачков подвел известный лет 15-20 назад дефект «жигулевского» распредвала, страдавшего быстрым износом. Одна из причин была в негладкости профиля кулачка; моя задача — создать кулачок абсолютно гладкий, с плавным профилем, без резких переходов от одного участка к другому.

Вкратце скажу, что проектирование профиля «моего» кулачка начинается с его четвертой производной. Если она является гладкой кривой (а выбрать таковую в наших силах) — то и сам кулачок будет плавным и гладким «от природы».

— Выходит, новый профиль избавил «жигулевский» распредвал от ненормально быстрого износа?

— Да, в основном, хотя об этом широко не известно. Напомню — на рубеже 70-80-х годов вал для автомобилей ВАЗ стал лучшим подарком автолюбителю — дефицит этих деталей был страшный, а служили они очень недолго.

Кулачки первых двигателей закаливали ТВЧ, затем распредвал стали азотировать, наконец, применили отбел кулачков переплавом. Однако почему-то никто всерьез не рассматривал кинематику привода клапана, а между тем именно в ней была, считаю, причина всех бед. Изменение технологии только обнажило скрытый дефект.

Я в ту пору работал инженером на

ВАЗе и распредвалом, честно говоря, занялся случайно, как хобби. Анализ профиля кулачка показал, что на его вершине есть притупление, которое плохо влияет на работу всего механизма. Тщательные натурные исследования, эксперименты с тензометром и датчиком виброускорений тоже показали, что при прохождении вершины кулачка по рычагу привода клапана в механизме возникает повышенная вибрация, провоцирующая быстрый износ.

Оказывается, в профиле кулачка таилась ошибка. Разработчик (фирма ФИАТ) «разрезал» кулачок по оси, проходящей через вершину, раздвинул половинки и вставил в промежуток кусок цилиндра протяженностью три градуса, слегка его загладив (рис. 1). Очевидно, целью было увеличение «времени-сечения» открытия клапанов и лучшее наполнение цилиндра рабочей смесью. Такие решения известны на тихоходных судовых двигателях, но здесь прием сыграл злую шутку — «кусочный» профиль в быстроходном механизме приводил к возникновению ударных нагрузок и, естественно, сокращал жизнь валу и рокерам.

В 1983 году кулачки стали делать с новым профилем, разработанным по описанному выше методу (авторское свидетельство № 1237778), и проблема «жигулевского» вала стала отступать (рис. 2). Тогда, при первом опыте внедрения такого профиля, подъем кулачка и фазы газораспределения были оставлены без изменений — стремились только повысить долговечность. Но потом стало интересно, как вообще влияет профиль на показатели двигателя, и я стал проектировать новые валы, чтобы улучшить характеристики моторов…

— И что же сейчас можете предложить автолюбителям?

— Фирма «Мастер-Мотор» делает целую гамму распредвалов для двигателей УЗАМ любого рабочего объема — от 1,5 до 2 л. Что они дают, видно по графикам на рис. 3, а. Здесь в качестве базового взят двигатель УЗАМ-3317 (рабочий объем 1,7 л), но подобная картина будет и на других моторах. Для УЗАМ мы предлагаем в первую очередь варианты, улучшающие характеристики при низких оборотах. Надо учитывать, что уфимские моторы не слишком любят, когда их «раскручивают» — хотя бы потому, что у них недостаточно уравновешенный коленвал. Не стоит выводить двигатель на предельные режимы.

Почти все валы требуют несколько измененных коромысел, поэтому при их замене приходится демонтировать головку блока цилиндров. Единственный вал, работающий с серийным коромыслом, хоть и проще установить, но получите вы меньший эффект — примерно 3/4 от того, что дают другие.

— А как насчет «жигулевских» моторов?

— Есть валы и для двигателей 21011, 2103, 2106. «Действие» одного из новых валов, например, в двигателе 2106 показано на рис. 3, б. Кстати, именно этот вал очень хорошо подходит к мотору 21213.

— Как же так, ведь на этом двигателе установлен изначально «ваш» распредвал?..

-…спроектированный больше 10 лет назад! Теперь я могу предложить нечто лучшее. Нынешний увеличивает крутящий момент на небольших оборотах; с таким двигателем езда спокойнее и приятнее.

Есть и другие валы для моторов 21213 и 2130 (1,7 и 1,8 л), увеличивающие крутящий момент на всех режимах. Однако при установке таких деталей, чтобы обеспечить больший ход клапана, надо зенковать рабочие фаски седел клапанов, что требует специального оборудования и квалификации.

— Последний вопрос — традиционный: каковы перспективы?

— Занимаемся моторами 2108 — им большая тяговитость на малых оборотах была бы очень кстати. Наработки есть, но пока они не увидели свет. Пробуем силы на ЗМЗ-402.

Кроме того, работаем над микропроцессорным зажиганием — правда, пока только для моторов УЗАМ. Эта новая система со специально подобранной характеристикой очень хорошо дополняет наши валы. Правда, сбыт разработок вызывает некоторые опасения — АЗЛК стоит уже давно, надеяться приходится на «Ижмаш», ВАЗ, ГАЗ. Судя по первым откликам клиентов, усилия наши востребованы и работаем мы не зря.

Рис. 1. Профили кулачков распредвала VAZ 2101 с эпюрами кривизны: а — исходный ФИАТ; б — ФИАТ без цилиндрического участка на вершине; в — новый профиль, разработанный А. Рожковым.

Рис. 2. Рекламации по износу кулачков «жигулевского» распредвала (на 1000 автомобилей в гарантийный период). После внедрения нового профиля летом 1983 года претензии пошли на убыль.

Рис. 3. Внешние скоростные характеристики двигателей УЗАМ (слева) и VAZ 2106. Черные линии — серийный вариант, цветные — с различными распредвалами «Мастер-Мотор».

НАША СПРАВКА. По многочисленным просьбам читателей публикуем заводские характеристики серийных двигателей Уфимского моторного производственного объединения. Обратите внимание на их обозначения: двигатель 412 имеет рабочий объем не 1,5, а 1,6 л — это новая модель со старым индексом. Двухлитровому мотору присвоено обозначение 248.

Перепрофилирование кулачков распредвалов импортных двигателей. — ОКБ Двигатель

Перепрофилирование кулачков распредвалов импортных двигателей.

• ОКБ Двигатель уже более 10 лет осуществляет услугу – перешлифовку распредвалов двигателей иномарок. Зачастую к тюнингу приводит и просто износ серийного распредвала. Стоимость нового вала может быть достаточно высока, а сроки поставки занимать длительное время. В данном случае ОКБ Двигатель предлагает заказчику не просто ремонт кулачков серийного распредвала, а попутно их замену на модифицированные оригинальным профилем, приводящим к улучшению характеристик двигателя. Такое решение вопроса становится отличной альтернативой новому серийному распредвалу. Модификация серийного распредвала может быть произведена в короткое время и вдвое меньше стоимости нового вала. В наплавке кулачков применяются твердые износостойкие легированные материалы, что позволяет обеспечить высокую твердость поверхности кулачка, превосходящую свойства отбеленного слоя серийных валов из чугуна. Использование специальных шлифовальных станков, применение разработанных на основе многолетнего опыта технологий обработки, позволяют выполнить новый профиль практически с сохранением базового диаметра кулачков (занижение всего 0,05 мм в радиусе). Что позволяет избежать дополнительных ощутимых затрат на современных импортных двигателях с применением дорогих жестких толкателей со специальным износостойким покрытием, стоимость которых доходит до 1000-1200 р./шт. Изменение параметров кулачка за счет нового оригинального профиля, защищенного авторским патентом, приводит к улучшению не только мощностных характеристик двигателя, но также к снижению шумности в работе, увеличению надежности, ресурса модифицированного вала.

  В настоящее время из серийных РВ  методом перешлифовки модифицируются РВ:

  • для двигателей иномарок с прямым приводом на клапан — жесткие с регулировочными шайбами, цельные толкатели либо гидротолкатели, а так же с приводом через рокер и коромысло.
  • для отечественных двигателей ЗМЗ 402/410, УМЗ 417/421
  • для отечественных двигателей УЗАМ 331х…3320

  Основные правила выполнения заявки на перешлифовку.

  Наплавка и шлифовка новым профилем, близким к параметрам заказчика.

  (Только прямой привод-      кулачок — толкатель)

  Возможны поры, раковины не влияющие на эксплуатацию.

  Распредвал заказчика.
  Стоимость работ от 1550р 1 кулачок (занижение базового диаметра до
  1 мм., наплавка не более 2,0мм, угловое положение профиля относительно   серийного — произвольное).
  стоимость работ одного кулачка Н/П
  — наплавка перешлифовка по прайсу  —  1550р
  — занижение базового диаметра не более 0,2/0,5 мм — +250/100р
  — увеличение наплавленного слоя более 2,0 мм — +150р
  -выдерживание или определенное угловое смещение профиля относительно   серийного +- 30’/1гр. — 200/150р
  Укажите параметры:

  -Базовый диаметр Дб — ?

  -максимальное занижение Дб — ?

  -диаметр толкателя Дт — ?

  -подъем серийных валов Н_нап — Н_сер = величина наплавляемого слоя.
  -выдерживание углового расположение (значение или безразлично)

  Если есть сомнения в выборе параметров профиля, укажите четко по пунктам:
  марка и модель двигателя, объем, конфигурация, какой  впуск, выпуск,  регулировка зазоров (гидро или механика),
  максимальные обороты и в каком диапазоне оборотов (шириной 3000-3500) необходимо получить преимущество:
  желаемый диапазон 90% полки крутящего момента шириной в
  3000, напр.: 1500-4500, 3000-6000, …. и тд
  Напоминаем.
  —  Профиль —  выбор заказчика, исполнитель не несет ответственности за

  его дальнейшую доводку  на двигателе.

  — Допускается поры, раковины.не влияющие на эксплуатацию двигателя.
  — Биение базового диаметра относительно соседней шейки 0,03
  — биение шеек относительно крайних 0,045

Поиск подходящего распределительного вала — журнал Chevy High Performance Magazine

Информация, необходимая для выбора правильного стержня

Обратите внимание на распределительный вал. С одной стороны, это простая вещь, палка с шишками на ней. Он расположен над коленчатым валом, связан с ним цепью ГРМ и вращается со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала. Вращательное движение распределительного вала преобразуется с помощью подъемника, толкателя и коромысла в линейное движение. Вуаля, клапаны открываются и двигатель работает. Если бы это было так просто. Конфигурация этих выступов, более точно называемых лепестками, определяет рабочие характеристики двигателя внутреннего сгорания. Определяя, когда клапаны двигателя будут открыты и как долго они будут оставаться открытыми, распределительный вал определяет, какую мощность будет развивать двигатель. Это также диктует, где эта мощность будет производиться во всем диапазоне оборотов двигателя. И это только для начала. Распределительный вал часто называют мозгом двигателя, и этот мозг определяет, какая у вас будет силовая установка. На следующих нескольких страницах мы дадим вам информацию, необходимую для выбора распределительного вала, который создаст силовую установку, с которой вы сможете жить.

Чего мы не можем сделать, так это дать вам удобную формулу для выбора правильной камеры, потому что ее нет. Выбор распределительного вала зависит от множества переменных. Объем двигателя, степень сжатия, тип и размер головок цилиндров, размер карбюратора (или вы используете EFI?) и характеристики выхлопной системы имеют решающее значение для выбора кулачка, который оптимизирует работу двигателя. Но если вы не строите двигатель, который будет работать только на динамометрическом стенде, это только начало. Сколько весит ваш Шевроле? Вдобавок ко всему, тип трансмиссии, скорость остановки гидротрансформатора и передаточное число задней передачи имеют решающее значение, когда дело доходит до выбора распределительного вала. Учет всех этих переменных может свести с ума редуктора, но есть нечто более простое, что сбивает с толку большинство из нас.

Первым шагом в выборе камеры является честность, жестокая честность. «Моторные особенности важны, но не менее важны и постановка ваших целей и реалистичных целей», — говорит Джеймс Хамфри из Lunati. «Самая распространенная проблема, с которой мы сталкиваемся, заключается в том, что люди не думают о том, куда они направляются», — добавляет Билли Годболд, инженер Comp Cams. Нам всем нравится думать, что мы можем использовать автомобиль, который развивает мощность 500 л.с. при 6000 об/мин, но так ли это на самом деле? Предназначен ли рассматриваемый автомобиль для участия в гонках или это творение Pro Touring для поездок по пересеченной местности? Если это уличный/стриптиз-кар, сколько времени он будет проводить на полосе и сколько на улице? Или вы находитесь в категории производительных уличных автомобилей и просто ищете немного больше энергии в своем ежедневном вождении?

Имея в виду намерение, сделайте еще один шаг и спросите себя, каковы ваши цели. Вам нужен крутящий момент на низких оборотах или вам действительно нужна мощность на высоких оборотах? Важно ли качество холостого хода? Кулачковый шлифовальный станок по индивидуальному заказу Эд Кертис из FlowTech Industries подводит итог лучше, чем мы. «Вам нужна мощность там, где вы собираетесь ее вести», — говорит нам Кертис. «Вы хотите отказаться от пика ради красивой кривой мощности». Другими словами, выберите камеру, которая направит мощность туда, где вы сможете ее использовать.

Вооружившись этой информацией, вы можете сделать выбор, но опять же, немного честности имеет большое значение. «Самая большая ошибка, которую мы видим, — это несоответствие комбинаций», — говорит Нолан Джамора из Isky Racing Cams. «Кто-то читает статью, слышит от друга и находит коллектор на распродаже… Они думают, что у них лучшая комбинация, но это не работает». Это заявление бьет в самую суть вопроса. Распределительный вал важен, но общая комбинация, включая распределительный вал, еще важнее. Вот хорошая часть: каждая компания, с которой мы разговаривали, хочет поговорить с вами о вашем комбо и выборе правильной камеры для него. «У людей слишком много ресурсов, чтобы делать это в одиночку», — заявляет Годболд из Comp. «Получите совет», — повторяет Хамфри из Lunati. «У вас не может быть слишком много информации». Мы согласны, и в этом духе вот наш пример для распредвала.

Сколько времени слишком долго? Конечно, это субъективный вопрос, основанный на требованиях к конкретному комбо и его предполагаемом использовании. При этом продолжительность — время, в течение которого клапаны открыты, — оказывает существенное влияние на работу двигателя. Стандартные распределительные валы обычно имеют относительно короткий срок службы и подъемную силу; для малого блока мы говорим о продолжительности менее 200 градусов при подъеме 0,050 и подъеме менее 0,450 дюйма, что сделано в интересах плавного холостого хода и оптимального отклика на частичный дроссель. Что происходит, когда мы меняем это? Давайте на мгновение сосредоточимся на стороне впуска. Более длительная продолжительность всасывания открывает клапан раньше в цикле и закрывает его позже. На более низких оборотах двигателя это означает, что впускной клапан все еще открыт, а поршень начинает двигаться вверх, выталкивая смесь свежего воздуха и топлива из цилиндра. Кроме того, давление в цилиндре не может возрасти, пока не закроется впускной клапан. Результатом является двигатель с плохим откликом на низких и средних частотах. Но впускной клапан с поздним закрытием становится преимуществом при более высоких оборотах двигателя, когда более высокие скорости впуска воздуха продолжают наполнять цилиндры даже при позднем закрытии впускного клапана. Другими словами, увеличение продолжительности сдвигает кривую крутящего момента двигателя выше в диапазоне оборотов. Выбор рабочей камеры становится большим компромиссом; когда дело доходит до власти, вы должны отдать что-то, чтобы получить что-то. Каждая комбинация двигателей будет работать лучше всего с определенной величиной подъемной силы и продолжительностью, поэтому цель смены кулачков состоит в том, чтобы создать эту комбинацию. Выбор консервативного маршрута с показателями продолжительности может не дать наибольшей пиковой мощности, но он улучшит и сохранит диапазон крутящего момента двигателя, улучшив ускорение и приемистость в более широком диапазоне оборотов.

Увеличение скорости
Увеличение подъема клапана позволяет большему количеству воздушно-топливной смеси поступать в цилиндры и выходить большему количеству выхлопных газов, что обычно приводит к увеличению производительности двигателя. Теоретически, делая это без увеличения продолжительности, можно получить больше мощности без изменения характеристик кривой мощности. На самом деле увеличение подъемной силы почти всегда приводит к увеличению продолжительности, потому что увеличение подъемной силы лепестка требует большего расстояния для создания пандусов открытия и закрытия. И, как мы уже отмечали в другом месте, увеличение продолжительности не обязательно хорошо. Однако эта парадигма меняется с появлением современных компьютерных кулачков с асимметричным профилем. «Наши асимметричные кулачки имеют рампу открытия с высоким ускорением, в то время как сторона закрытия мягко опускает клапан, что способствует долговечности», — говорит Джамора из Isky. «Идея состоит в том, чтобы иметь мгновенное открытие, задержаться наверху, опустить его». Как это достигается? Рампа открытия или закрытия кулачка может выглядеть как одна секция, но компьютерные программы позволяют дизайнерам становиться намного более изощренными. «С помощью программного обеспечения мы можем спроектировать рампу с шестью или семью секциями», — отмечает Джамора.

Godbold из Camp Cams разделяет эти идеи. «Раньше нам приходилось делать все на лепестках быстрее», — говорит он нам. «Теперь мы смотрим на каждую часть лепестка. Мы можем быстро оторваться от седла и создать большую площадь под кривой. Это делает кулачок маленьким и большим одновременно». У Crane были похожие идеи со своими Z-кулачками. В дополнение к тому, чтобы открыть клапаны как можно быстрее, Дэвид Блай обсуждает цели Крейна, когда речь идет о продолжительности. «Мы хотим, чтобы заявленное нами значение длительности было как можно меньше, а наша цифра продолжительности 0,050 дюйма — как можно больше. Идея состоит в том, чтобы распределительный вал «действовал» по-крупному, но также улучшал мощность на низких и средних частотах».

Открытый и закрытый
Функция распределительного вала фактически может быть сведена к четырем точкам: впускное отверстие (IO), впускное закрытие (IC), выпускное отверстие (EO) и выпускное закрытие (EC). Закрытие впуска имеет решающее значение, поскольку оно больше всего определяет, где возникает пиковый крутящий момент. Ранний IC улучшает крутящий момент на низких оборотах, но ограничивает мощность на высоких оборотах, поскольку он также ограничивает время для заполнения цилиндра. С другой стороны, более поздний IC дает больше времени для заполнения цилиндра при высоких оборотах, но ограничивает крутящий момент на низких оборотах, поскольку давление в цилиндре отбрасывается через впускное отверстие. Впускное отверстие играет большую роль в установлении перекрытия (когда и впускной, и выпускной клапаны открыты). Ранний IO увеличивает перекрытие и может привести к вялости двигателя, так как всасываемый заряд загрязнен выхлопными газами. Более поздний IO уменьшает перекрытие, улучшает качество холостого хода и увеличивает крутящий момент на низких скоростях. Выхлопное отверстие занимает второе место после закрытия впуска по влиянию на производительность двигателя. Ранний EO может ограничивать мощность на низких и средних оборотах, позволяя давлению в цилиндре, создающему крутящий момент, сбрасываться, но повышать производительность на высоких оборотах, создавая больше времени для выброса выхлопных газов. Закрытие выхлопа также влияет на перекрытие. Ранний EC уменьшает перекрытие. Время, в течение которого впускной и выпускной клапаны открыты, сокращается, улучшая холостой ход, но ограничивая мощность в среднем диапазоне. Поздний EC увеличивает перекрытие, что вредит холостому ходу, но помогает мощности на высоких оборотах. Вы найдете все эти цифры на типичной плате видеокамеры, которую обычно можно загрузить с веб-сайтов производителя перед покупкой. После этого нужно решить, какими характеристиками вы хотите обладать, и сделать соответствующий выбор.

Выбирайте сами
Перед подъемником стоит дилемма: плоский толкатель или роликовый, сплошной или гидравлический? Все они имеют свое место в современном мире производительности, и цена часто является решающим фактором. Вот краткий обзор со сравнительными примерами цен от Summit Racing.
* Гидравлический толкатель с плоским толкателем: Этот тип подъемника является саморегулирующимся благодаря управляемому клапаном плунжеру внутри корпуса подъемника. Давление моторного масла поддерживает предварительную нагрузку на толкатель, и, поскольку не требуется припуск на зазор, они работают тише, чем механические подъемники. С другой стороны, они могут плохо работать на высоких оборотах из-за невозможности стравить чрезмерное давление масла. Планируйте заплатить около 170 долларов за кулачок и подъемники.
* Механический плоский толкатель: этот тип толкателя также называют цельным, поскольку он представляет собой прочное соединение между выступом кулачка и толкателем. Они допускают больший потенциал оборотов, поскольку стравливание не вызывает беспокойства, но требуют, чтобы зазор или зазор был установлен между клапаном и коромыслом, чтобы обеспечить расширение при нагревании двигателя. Вы ищете около 200 долларов за комплект с кулачком и подъемником.
* Механический роликовый толкатель: Этот тип толкателя позволяет использовать самые агрессивные конструкции кулачков благодаря роликовому толкателю и подходит для работы на высоких оборотах, поскольку имеет прочную конструкцию корпуса. Как и его солидный брат с плоским толкателем, он требует настройки зазоров, которую необходимо со временем корректировать. Комплект модифицированного кулачка и подъемника с механическим роликом стоит около 550 долларов.
* Гидравлический роликовый толкатель: этот тип толкателя, используемый в небольших блоках OEM с 1987 года, позволяет использовать агрессивные формы кулачков, а также обеспечивает саморегулировку и бесшумную работу. Однако они также могут страдать от утечек на высоких оборотах. Вкладка подскочила почти до 700 долларов за модифицированный комплект кулачка и подъемника.

Одним из самых больших преимуществ роликового кулачка является то, что силы трения качения меньше, чем силы, вызываемые «скольжением» кулачка с плоским толкателем, что позволяет высвободить часть лошадиных сил. В общем, профили роликового толкателя могут быть более агрессивными; другими словами, в течение заданного периода времени можно использовать большую подъемную силу. С другой стороны, кулачок с плоским толкателем на самом деле ускоряет подъемник быстрее на начальном участке кривой подъема. При использовании кулачка с коротким ходом кулачок с плоским толкателем может на самом деле достигать большего подъема быстрее, чем роликовый кулачок. Опять же, все сводится к определению приоритетов и определению того, что будет лучше всего работать с вашей комбинацией.

9004 5

Степени разделения
Угол разделения кулачков распределительного вала (LSA) отшлифован в кулачок и не может быть изменен. Помимо увеличения или уменьшения перекрытия, LSA оказывает множество эффектов на то, как и где двигатель вырабатывает мощность.
Более узкий LSA	Более широкий LSA
Увеличенное перекрытие	Уменьшенное перекрытие
Увеличенная частота вращения	Улучшенный
Крутящий момент	Максимальная мощность
Более узкий диапазон мощности	Более широкий диапазон мощности
Снижение качества холостого хода	Улучшенный холостой ход
	Качество
Увеличенный пусковой момент	Уменьшенный пусковой момент
сжатие	сжатие
Уменьшено	Увеличено
поршень-клапан	поршень-клапан
зазор	зазор

ФРАЗА: ОБЛАСТЬ ПОД КРИВОЙ
Если вы участвовали в каких-либо исследованиях распределительных валов или в гонках на стенде, скорее всего, вы слышал термин «площадь под кривой». Это Святой Грааль кулачкового дизайна, но что это значит? Сам термин описывает, как будет выглядеть цикл подъема клапана, если его изобразить на графике, где время в градусах коленчатого вала будет идти по горизонтали, а подъем клапана в тысячных долях дюйма — по вертикали. Чем быстрее клапан открывается и остается в этом положении, тем больше расстояние от открытия до закрытия или под кривой. Выгода, по словам Годболда из Comp, заключается в длительном увеличении продолжительности подъема без продолжительности низкого подъема, что обеспечивает лучшую производительность на всех оборотах.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ ДЛЯ РАСПРЕДВАЛОВ
Осевые линии
Осевая линия впуска — это точка наибольшего подъема на впускном лепестке, выраженная в градусах после верхней мертвой точки (ВМТ). Осевая линия выхлопа — это самая высокая точка подъема этого лепестка, выраженная в градусах до верхней мертвой точки (ВМТ). Осевая линия используется для привязки фаз газораспределения к вращению коленчатого вала.

Продолжительность
Так как подъем относится к тому, насколько далеко открывается клапан, продолжительность относится к тому, как долго он остается открытым. Время открытия выражается в градусах поворота коленчатого вала, поэтому кулачок, рассчитанный на продолжительность 230 градусов, означает, что клапан остается открытым в течение 230 градусов поворота коленчатого вала.
Изготовители кулачков обычно используют два типа длительности:
* Заявленная длительность — это число градусов коленчатого вала, на которое толкатель кулачка поднимается над своим гнездом более чем на заданную величину. Стандарт SAE составляет 0,006 дюйма. Таким образом, рекламируемая продолжительность — это число градусов коленчатого вала, при котором клапан открыт не менее чем на 0,006 дюйма. Однако не все производители используют стандарт SAE.
* Длительность на расстоянии 0,050 дюйма, с другой стороны, измеряет перемещение толкателя кулачка в градусах коленчатого вала от точки, где он впервые поднимается на 0,050 дюйма от базовой окружности на открытой стороне кулачка, до точки, где он опускается до 0,050 дюйма от основного круга на закрывающей стороне. Этот отраслевой стандарт особенно ценен для сравнения кулачков разных производителей.
Подъемник
Кулачковый подъемник, также известный как толкатель или толкатель, вступает в непосредственный контакт с выступами кулачка и повторяет контур или профиль кулачка. Мы обсудим это более подробно позже, но существует четыре типа толкателей: гидравлический плоский толкатель, сплошной плоский толкатель, механический роликовый толкатель и гидравлический роликовый толкатель.

Подъем кулачка
Распределительный вал восьмицилиндрового двигателя Chevy имеет 16 эксцентриков или кулачков, которые опираются на окружность (отсюда и название «базовая окружность»). Высота кулачка выше этого радиуса составляет подъем кулачка кулачка.

Угол разделения кулачков (LSA)
Это измерение показывает угол в градусах распределительного вала между точками максимального подъема на впускном и выпускном кулачках. Разделение лепестков обычно рассчитывается путем сложения осевой линии впуска и осевой линии выпуска, а затем деления на два. Например, кулачок с осевой линией впуска под углом 106 градусов и осевой линией выпуска под углом 114 градусов имеет LSA 110 градусов [(106 + 114) / 2 = 110].

Перекрытие
Перекрытие — это время, измеряемое в градусах коленчатого вала, в течение которого впускной и выпускной клапаны открыты. Такая ситуация возникает в конце такта выпуска и начале такта впуска. Увеличение продолжительности или уменьшение угла разделения лепестков — или выполнение и того, и другого — увеличивает перекрытие. Кулачок с точкой закрытия выпуска 4 градуса до ВМТ и точкой открытия впуска 8 градусов до ВМТ имеет 12 градусов перекрытия.

одинарная и двойная
* Одинарная схема: в этом типе кулачка профили впускного и выпускного лепестков идентичны, используются равные продолжительность и подъемная сила. Например, кулачок Comp Cams 270 Magnum (PN 12-211-2) имеет заявленную продолжительность 270 градусов, продолжительность 224 градуса при 0,050 дюйма и подъем 0,470 дюйма как на впускной, так и на выпускной сторонах.
* Двойная схема: Этот тип распределительного вала имеет разные профили впуска и выпуска. В общем, выхлопной лепесток будет использовать большую подъемную силу и продолжительность, чтобы помочь эвакуировать выхлопные газы из цилиндров. Например, кулачок Lunati Voodoo (номер по каталогу 60130) имеет заявленную продолжительность 261/267 градусов (впуск/выпуск), продолжительность 0,231/0,237 при 0,050 и подъемную силу 0,555/0,566 дюйма.

Подъем клапана
Это измерение относится к расстоянию, измеренному в тысячных долях дюйма, на которое клапан поднимается со своего седла в самой высокой точке кулачка кулачка. Помните, что вращательное движение кулачка преобразуется в прямолинейное с помощью подъемника, толкателя и, наконец, коромысла. Таким образом, подъем клапана равен подъему кулачка, умноженному на передаточное отношение коромысла. Например, если у нас есть кулачок размером 0,334 дюйма с передаточным числом коромысла 1,5: 1, 0,334 x 1,5 = 0,501 дюйма подъема клапана. Работа коромысла 1,6: 1 создает подъем клапана 0,534 дюйма.

ВОПРОСЫ С НОЛАНОМ ДЖАМОРА ИЗ ISKY RACING CAMS
CHP: Isky известен как один из настоящих старых хот-родов. Тем не менее, что нового?
Нолан Джамора: Иски по-прежнему славится своими хот-родами, но за последние пять лет мы вышли на передовые позиции в области технологий. ЧПУ, Spintron, программное обеспечение для проектирования кулачков — чтобы идти в ногу со временем, вы должны инвестировать в технологии.

CHP: Откуда сейчас большая часть бизнеса Иски?
NJ: Я бы сказал, что 60 процентов — это хардкорные гонки, а 40 процентов — уличные гонки, и три четверти из них по-прежнему приходится на традиционные малые и большие блоки. В прошлом году мы представили 200 новых дробилок для SBC, как с гидравлическими, так и со сплошными валками. Мы сейчас на материале LSX.

CHP: Что вы видите на рынке LSX?
Нью-Джерси: Street/strip and drag – вот где мы наблюдаем рост. Там есть блоки, и автомобили выходят из гарантии… Есть потенциал.

CHP: Что побудило Isky представить все эти новые помолы для традиционных маленьких блоков?
NJ: Доступность головок и коллекторов с хорошим потоком никогда не была лучше. Некоторые готовые головы просто фантастические. Вам нужна камера, которая может использовать этот поток. Ты не можешь использовать камеру 15-летней давности. То же самое и с большими блоками.

CHP: Над чем еще работает Isky?
NJ: Мы обнаружили, что должны поставлять весь комплект: подъемники, пружины и толкатели. Вещи должны совпадать. Делая одно за другим, вы создаете слабое звено.

CHP: Какую информацию вы хотели бы сообщить общественности?
Нью-Джерси: Важна комбинация. Если вы улучшите свои головы, вы можете использовать больше кулачков. Но лучший совет – позвонить нам. Очень редко главный парень знает комбинации, но парень с распределительным валом должен знать, что работает.

ОСНОВНЫЕ ЦЕННОСТИ
В общем, то, что делает OEM, движет вторичным рынком. Одним из примеров этого является увеличенный диаметр сердечника распредвала, который GM использует в двигателях LSX. К преимуществам 55-мм сердечника относится его прочность по сравнению с традиционными кулачками, и он в основном используется в более экстремальных, мощных дрэг-рейсингах. Отклонение распределительного вала под нагрузкой при кручении может фактически изменить значения продолжительности — это происходит меньше с кулачком большего диаметра. Но, по словам Дэвида Блая из Crane, у него есть и более функциональное преимущество. «Вся камера увеличена, что позволяет использовать более современные профили лепестков». Нолан Джамора из Isky соглашается: «Мы получаем постоянный поток запросов. Это часть эффекта просачивания от новых технологий». Кулачки с большим сердечником не поместятся в традиционный малый блок, но они поместятся в блоки послепродажного обслуживания. По мере того, как эти части станут основой для большего количества сборок, все больше из них будут использовать преимущества 55-миллиметрового сердечника».0005

Вопросы и ответы с Эдом Кертисом из FLOWTECH INDUCTION
CHP: Итак, расскажите нам о FlowTech Induction.
Эд Кертис: Большая часть того, на чем я концентрируюсь в своем бизнесе, это работа с избранными дилерами, которым нужен комплект клапанов и головок.

CHP: И частью этого является создание пользовательских камер?
EC: Если вы позвоните в одну из крупных компаний, вы не получите по телефону технического специалиста, который является дизайнером. Вот где я вхожу.

CHP: Как вы создаете собственную камеру?
EC: Одно дело — термин «индивидуальная камера». Если это есть в каталоге, это не заказ. Крупные компании заперты в своих конструкциях лопастей. Я пойду к тому, кто даст мне то, что я хочу. Несколько поставщиков дают мне несколько вариантов, и большинство из них также настраивают некоторые вещи для меня.

CHP: Что ищут люди, когда приходят к вам за индивидуальной камерой или пакетом?
EC: Люди хотят всего. Power Tour произвел большое впечатление, поэтому им нужны колеса, подвеска и двигатель мощностью 450 л.с., расходующий 20 миль на галлон. Я разбираюсь с клапанным механизмом.

CHP: Что отличает ваши кулачки, помимо выбора нескольких лепестков?
EC: Многие знают, что происходит только при 0,050. Что я ценю, так это площадь под кривой, хотя это слишком часто используемый термин.

CHP: Какая область составляет основную часть вашего бизнеса Chevy?
EC: Пакеты LSX являются лидерами продаж. В Gen I большинство людей просто берут книгу. Они не ищут эти последние 10-15 процентов. Но парень высокого класса, парень, который тратит 30-40 тысяч долларов, тратит.

CHP: И вот куда вы пришли?
EC: Мои шлифовки стоят немного дороже, но ненамного. Я вложил немного больше времени, и это работает. Удивительно, как много людей хотят источник, и я могу работать с ними один на один, чтобы дать им настоящую нестандартную камеру.

Популярные страницы

• Toyota Camry 2024: все, что мы знаем о новом седане

• Новый трехрядный внедорожник Lexus TX вмещает до 8 пассажиров0286

  Мы платим 650 долларов в год за подписку на наш Ford F-150 Lightning

• Новые фотографии показывают, что Lexus GX следующего поколения выглядит чертовски крутым

• Сколько стоит новый среднеразмерный грузовик Ford Ranger 2024 года?

Рекомендуемые истории MotorTrend

У полноприводного Chevy Corvette E-Ray есть чит-код для выгорания

Eric Tingwall| 17 января 2023 г.

2024 Chevrolet Corvette E-Ray Первый взгляд: гибрид AWD быстрее, чем Z06!

Алиса Приддл | 17 января 2023 г.

Столкновение NASCAR 2023 года в Лос-Анджелесском Колизее стало еще одним хитом

Justin Banner| 7 февраля 2023

Победа и разочарование Corvette Racing в Себринге

Ричард Принс| 5 апреля 2023 года

Анатомия стритрейсера: Chevy Camaro SS 396 1967 года выпуска клон

Джонни Ханкинс | 5 апреля 2023 г.

Вы поверите, что эта женщина пережила, чтобы вернуть свой украденный классический автомобиль

Моника Гондерман | 12 мая 2023 г.

Trending Pages

• 2024 Toyota Camry: все, что мы знаем о новом седане

• 8 пассажиров

• Мы Платим 650 долларов в год за подписку на наш Ford F-150 Lightning

• Новые фотографии показывают, что Lexus GX следующего поколения выглядит чертовски крутым

• Сколько стоит новый среднеразмерный грузовик Ford Ranger 2024 года?

Спецификации распределительных валов и терминология

Гараж

Тележка

Счет

К
Джейсон Лабкен

21. 09.2016

Добавить статью в список

Теги: Технология, Двигатель, Видео, Распределительные валы

Насколько важен распределительный вал?

Некоторые называют распределительный вал мозгом или сердцем двигателя. Он определяет, когда, как долго и насколько далеко открываются и закрываются клапаны по отношению к поршням. За каждые два оборота коленчатого вала распределительный вал делает один оборот. На большинстве двигателей с верхним расположением клапанов есть два основных типа распределительных валов: распределительный вал с плоскими толкателями или распределительный вал с роликами. Независимо от того, собираете ли вы двигатель впервые или просто ищете повышение производительности, понимание технических характеристик и конструкции распределительного вала является обязательным. Существует множество цифр и терминов, используемых для описания конструкции распределительного вала, и важно знать, как эти цифры повлияют на работу вашего двигателя.

Понимание конструкции кулачка

Терминология

Базовая окружность

Базовая окружность представляет собой круглую часть выступа кулачка, где производится регулировка зазора клапана. Небольшое возвышение на базовой окружности называется биением базовой окружности.

Кулачковый подъемник

Это максимальное расстояние, на которое кулачок толкает подъемник. Поскольку передаточное отношение коромысла увеличивает общий подъем клапана, его не следует путать с подъемом клапана.

Профиль кулачка

Профиль кулачка — это реальная форма выступа распределительного вала. Распределительный вал с плоским толкателем немного более заострен на носовой части кулачка, в то время как распределительный вал с роликовым подъемом имеет более округлый профиль на носовой части кулачка.

Выравнивание распределительного вала

Это процесс синхронизации распределительного вала с коленчатым валом. Для наилучшей работы двигателя строители используют градусное колесо для набора этого измерения. Большинство производителей указывают точные характеристики каждой камеры на плате камеры.

Продолжительность

Продолжительность времени, в течение которого клапан удерживается вне седла клапана от кулачка кулачка. Измеряется в градусах поворота коленчатого вала.

Продолжительность при подъеме 0,050 дюйма

Это расстояние, измеренное в градусах поворота коленчатого вала, от момента открытия клапана на 0,050 дюйма до момента его закрытия на 0,050 дюйма.

Общий подъем (подъем клапана)

Обычно производители распределительных валов указывают это значение путем умножения подъемной силы кулачка на передаточное отношение стандартного коромысла, обычно 1,5:1. Например, если подъем кулачка равен 0,319и вы используете соотношение коромысел 1,5: 1, вы можете взять 0,319 x 1,5, что составляет 0,479 дюйма общего подъема клапана.

Угол разделения кулачков

Это угол в градусах между центральными линиями впускных и выпускных кулачков. Угол разделения лепестков 112 градусов означает, что точки пикового открытия впускных и выпускных лепестков разнесены на 112 градусов. Это измерение является еще одним способом выражения перекрытия клапанов, которое представляет собой количество времени, в течение которого оба клапана на одном и том же цилиндре открыты.