Разрезная шестерня распредвала №2

В продолжение к теме о новом распредвале

Когда мотор работает лучше — при фазах, сдвинутых вперед или назад? Такой вопрос не совсем верный. Фазы газораспределения должны быть эффективными, они обеспечивают оптимальные характеристики мотора. Применение разрезанной шестерни распредвала, дает возможность изменить положение распредвала относительно коленвала. Причем шаг настройки калибруется на десятые доли градуса.
Мощность и крутящий момент двигателя определяются его механической частью: рабочим объемом; проходными сечениями каналов и длиной систем впуска и выпуска; фазами — периодами открытого и закрытого состояния клапанов, выраженные в градусах поворота коленвала относительно верхней и нижней мертвых точек. Фазы обычно изображают в виде круговых диаграмм.

Как видим моменты открытия-закрытия клапанов несколько раньше прихода поршня в ВМТ (на 33гр), а закрывается значительно позже, чем поршень пройдет НМТ (на угол 77гр). Во впускном канале, перед клапаном, скорость потока топливовоздушной смеси переменная — от нуля при закрытом клапане до 80-90 м/c при открытом. Поэтому при завершении такта впуска, впускной клапан закрывается после достижения поршнем НМТ, когда он уже идет вверх, сжимая горючую смесь, при этом на высоких оборотах возникает эффект газодинамического наддува — инерционный подпор потока свежей смеси способствует уплотнению "заряда", улучшая наполнение цилиндра свежей рабочей смесью. Следовательно угол запаздывания закрытия после НМТ впускного клапана (Угол газодинамического наддува ГДН = 77гр) — один из основных параметров распредвала.
Если же впускной клапан отрыть позже (например на 3гр), то угол газодинамического наддува составит уже 77+3=80гр, что позволит "дозаряжать" цилиндр, улучшая наполнение на высоких оборотах. Необходимо также учитывать, что слишком позднее открытие впускных клапанов при работе на малых и средних оборотах, ухудшает наполнение цилиндров — выхлопные газы проникают во впускной коллектор и сильно обедняют свежую смесь. Поэтому, уменьшив в результате поворота распредвала на 3гр (грубо говоря — на четверть зуба шестерни) угол опережения открытия впускного клапана до ВМТ, улучшим воспламеняемость горючей смеси в режиме частичных нагрузок.
Не менее важный параметр — угол перекрытия клапанов (ПК = 33гр + 33гр = 66гр). Впускной клапан начинает открываться до достижения поршнем ВМТ, пока еще идет такт выпуска и поршень движется вверх, вытесняя из камеры сгорания отработавшие газы. При этом наступает перекрытие клапанов, когда впускной и выпускной клапан одновременно открыты и разрежение, которое создается в выпускном коллекторе "подхватывает" свежую смесь в цилиндр, улучшая его наполнение (в случае с более-менее настроенным выхлопом). Причем, возникающий при этом эффект "продувки" цилиндров, выражен тем сильнее, чем больше обороты двигателя. Применение разрезанной шестерни рекомендуется по 2 причинам:
1. При крупносерийном производстве двигателей отклонения размеров деталей от заданных чертежей неизбежны. За счет отклонения размеров деталей механизма газораспределения и кривошипно-шатунного механизма, фактические фазы двигателя одной модели мотора могут отличаться от номинальных до ±10гр по коленвалу, что составляет погрешность в пределах одного зуба на распределительной шестерне. Для компенсации такой погрешности установка разрезанной шестерни, позволяет изменить положение ее зубчатого части относительно ступицы с шагом 0гр, в отличии от заводской сплошной шестерни, которая фиксируется только в одном положении и отойти от него можно лишь на зуб вперед или назад с шагом 13гр (шестерня распредвала имеет 56 зубьев, делим 360 на 56 получаем 6,43гр на один зуб. По коленвалу имеем в 2 раза больше, т.е. около 13 градусов) по коленвалу. Как следствие — заметная потеря в мощности и моменте вместо предполагаемой прибавки.
2. Применение тюнинговых и спортивных распредвалов с увеличенным подъемом кулачков и измененным профилем. Установка такого вала со стандартной шестерней дает прибавку по мощности и моменту. Настройка на эффективные фазы при помощи разрезанной шестерни добавляет еще немного сил.
Настройка распредвала с регулируемой шестерней, может дать прибавку до 4-5% по мощности. Если мотор имеет два распредвала, то фазы настраивать можно отдельно для впуска и отдельно для выпуска. В таком случае прибавка может быть до 7%.

В прошлый раз я делал шестерню вот так.

Сделать новую было 2 веских причины.
Основная – почему то люфт между шестернями оказался огромным, когда я разобрал мотор. Возможно, он уже был, так как шестерня б/у. Как я такое допустил, поставив с таким люфтом, сам не понимаю. Ошибки допускают все =)
Вторая – необходимость установки счетчика для датчика фаз (распредвала). А наличие такого количества стальных элементов на шестерне – датчик нормально работать не будет. Поэтому конструкция будет иная. Наподобие, как делают ОКБшники, но с отличием.
Покупать у них за 1600р как то не хочется. Да и шестерня есть со старого заводского вала. Проверил старую шестерню. Люфта нет (есть только небольшое шевеление, как должно быть), ступица сидит на месте хорошо. Вывод — она пойдет под запил для разрезной =)).
Напрягать токаря немного уже надоедает, да и знакомый тоже решил сделать себе у себя на работе. Сделал и мне. За что ему спасибо.
Сделали проточку под конусную втулку как делают ОКБшники, но с другой стороны. Втулка одевается на вал, а затем сверху ставится шестерня. У ОКБ наоборот, ставишь шестерню и потом зажимается втулкой. Такое решение не совсем верное. Так как втулка должна сидеть на валу в натяг для регулировки нужно ослаблять не только болт, но и саму втулку. В нашем же случае при ослаблении болта шестерню можно крутить.

Чертеж

Вот так вот вышло

Втулка

Втулка ставится с внутренней стороны шестерни

Поворачивается на 360гр.

Далее что бы все нормально работало, вал не должен гулять вдоль оси вращения. Осевой зазор должен быть порядка 0,1-0,15мм. Достигается он за счет "распорного" кольца, которое ставится между шестерней (в моем случае конусная втулка) и р/валом. Она должна быть толще фиксирующего фланца распредвала на те самые 0,1-0,15мм. Если зазор большой, то мотор будет работать шумнее, износ толкателей и кулачков будет менее равномерный.

Зазор у меня был около 0,25-0,3мм (в максимальном допуске 0,325мм по-моему).
Что бы привести его в норму, можно сделать кольцо более тонким, обработав его на широком напильнике, либо подобрать самый толстый фиксирующий фланец. Кстати если ставить б/у фланец имеющий выработку от трения о ступицу шестерни, то его можно просто перевернуть, как я и сделал. При чем этот фланец был самый толстый из имевшихся 6-7шт в гараже.

Шлифанул кольцо на мелком напильнике и добился зазора 0,1мм.

Вот так втулка сидит на валу.

Ставим смазанный маслом вал в блок.

Шестерня ставиться в любом положении.

В дальнейшем шестерня зажимается болтом к втулке. В надежности такого исполнения у меня сомнений нет

Лучше конечно сперва совместить по заводским метакам, найти точную ВМТ по коленвалу и уже от нее дальше плясать с настройкой. Об этом позже будет запись как выставить вал по перекрытию клапанов для эффективной работы мотора.