Розуміння високоефективної технології Valvetrain - журнал Engine Builder
Деталі стають легшими, міцнішими та здатними виробляти більше кінських сил, ніж будь-коли раніше. Однією з рушійних сил цих досягнень стало поширення вторинних головок циліндрів, які потребують унікальних компонентів клапанного механізму. Крім того, нові автоматизовані технології проектування, моделювання та виготовлення полегшують та пришвидшують постачальникам деталей клапанного механізму розробку нових деталей за рекордні терміни. Додайте до цього нещодавні досягнення в галузі матеріалознавства та технології нанесення покриттів, і ви побачите, чому у виробників двигунів набагато ширший асортимент виробів із запірної арматури, з яких можна вибирати при побудові двигуна, що працює.
ПОСТАНОВКА КЛАПАНУ НА ДІЄТУ
Вага - це завжди основний фактор, який слід враховувати при виборі окремих компонентів клапанного механізму. Менша вага майже завжди краща, оскільки це зменшує навантаження на пружини клапанів і дозволяє двигуну обертати більше об/хв для більшої потужності.
Кожен грам зменшення ваги в клапані додає двигуну від 35 до 40 об/хв потенціалу. Отже, зменшення ваги на 10 грамів теоретично може додати на 350-400 більше об/хв двигуна без будь-яких інших змін в клапанній системі (ті ж пружини тощо).
Проте якщо компоненти клапанного клапана занадто легкі, це збільшує ризик чогось зігнути або зламати. Отже, вам потрібні максимально легкі деталі, які все ще достатньо міцні, щоб витримувати тиск пружини клапана та об/хв, які буде генерувати двигун.
Одним із способів зменшити вагу є заміна сталевих деталей клапанного механізму на елементи, виготовлені з більш легких матеріалів, таких як алюміній або титан. Сюди входять ковані або алюмінієві коромисла, титанові фіксатори пружинних клапанів, титанові клапани, навіть титанові пружини.
Алюмінієві коромисла, як правило, забезпечують деяке зменшення ваги порівняно із запасом штампованих сталевих коромисел і підвищену довговічність. Більшість із них мають точки опор голкових підшипників та наконечники роликів, щоб мінімізувати тертя та знос. Коли основні сталеві коромисла замінюються алюмінієвими коромислами, той самий коефіцієнт підйому часто додає додаткових 15 до 40 кінських сил лише завдяки зменшенню тертя. Якщо використовується більш високий коефіцієнт підйому, з двигуна можна видавити ще більше потужності, збільшивши ефективний підйом розподільного вала.
Збільшення коефіцієнта підйому додає кінських сил з незначними або відсутніми втратами при крутному моменті з низьким числом обертів, якості холостого ходу або вакуумі. Швидше відкриваючи і закриваючи клапани, двигун подає більше повітря за однакову кількість градусів тривалості клапана. Високо підйомні коромисла також зменшують кількість ходу підйомника, необхідного для відкриття клапанів, що зменшує тертя та інерцію підйомників і штовхачів, які повинні подолати пружини клапанів, щоб закрити клапани.
Проаналізувавши напруження та навантаження на коромисла за допомогою фантазійних комп'ютерних програм (аналіз кінцевих елементів), виробники знаходять нові способи, щоб випустити з ЧПУ ще більшу вагу, не жертвуючи міцністю чи довговічністю. Результат - ще кращий продукт, який витримує вищий тиск пружини та частоту обертання.
Ренді Беккер-молодший з Harland Sharp Custom Speed Parts Mfg. Co., в Стронгсвіллі, Огайо, говорить, що його компанія буде розширювати свою "Діамантову серію" надлегких коромислових озброєнь, додаючи коромисла для невеликих блок-шеві на початку 2007 року. "Ми вийшли з легкими коромислами Diamond Series для великих блоків Chevys приблизно рік тому, і зараз ми пропонуємо те саме для маленьких блоків. Рокери обробляються при 45 ° в місцях з низьким напруженням для видалення 8-10 грам ваги. Рокери серії Diamond будуть доступні у пропорціях запасів та вищих коефіцієнтах. Більшість людей хочуть вищих коефіцієнтів підйому. Я б сказав, що вони перевищують коефіцієнт запасів з перевагою 10 до 1 », - говорить Беккер.
ВАЛОВІ КРОЛІКИ
Ще однією зміною, яка відбувається сьогодні в коромислах, є повернення до шахтних коромисел. У міру підвищення тиску на пружину, коромисла, що кріпляться на шпильках, як правило, згинаються і ламаються. Встановлення шпилькового пояса над коромислами додає додаткову підтримку і жорсткість клапанної магістралі, але також заважає регулюванню клапанів і вимагає більш високих кришок клапанів.
Для порівняння вали, встановлені на валу, міцніші, оскільки вал забезпечує ту саму жорстку опору, що і шпильковий пояс. Вал також утримує коромисла в кращому вирівнюванні, усуваючи необхідність в окремій направляючій пластині для штовхачів. Це зменшує згинання клапана при високих обертах для кращого контролю клапана. Вал може також подавати тиск масла на коромисла для поліпшення змащення та зменшення тертя, трохи знижуючи точку повороту коромисел щодо клапанів та штоків. Покращена геометрія коромисел, встановлених на валу, зменшує тертя між кінчиками важелів і верхньою частиною клапанів, і, як правило, добре для додаткових 15-20 кінських сил без інших змін.
Дейв Гроб з Jesel Inc., Лейквуд, штат Нью-Джерсі, каже, що його компанія цього року додала до своєї номенклатури 50 нових комплектів коромисел. Сюди входять нові додатки для коромисел J2K в стилі балка, рокерів серії Pro, рокерів серії Comp та рокерів Sportsman Series.
Jesel використовує унікальну конструкцію коромисла, яка встановлює коромисла на коротких окремих балках, а не на довгій коромислах. Голкоподібні алюмінієві коромисла встановлюються на оброблюваних сталевих стендах із ЧПУ і доступні в різних зміщеннях та пропорціях підйому до 2,4: 1, які використовуються деякими гонщиками NASCAR та Pro Stock.
"Рокери з високими підйомниками популярні серед багатьох людей, але ми також спостерігаємо тенденцію до зниження коефіцієнта коромисла в деяких випадках. Сьогодні постачальники пружин клапанів пропонують пружини, які можуть доставити до 500 фунтів. закритого тиску в сидінні і 1500 фунтів. відкритого тиску. Отже, використання коромисла з меншим співвідношенням зменшує навантаження на штоки, підйомники та кулачкові лопатки ".
Гроб заявив, що Jesel також представляє два нових сталевих коромисла у своїй лінійці серії Pro, включаючи 4-осьові оброблені легкі сталеві коромисла J25 для застосувань, що вимагають додаткової міцності, та 5-осьові сталеві коромисла J35 з ЧПУ, які спочатку були розроблені для NASCAR. Він каже, що сталеві коромисла насправді легші за багато алюмінієвих коромисел і мають менший момент інерції.
Ще одним новим продуктом Jesel є сталеві підвісні кулачки для двигунів Ford OHC. Перероблені вішалки можна встановити без необхідності знімати розподільні вали.
Для вимогливих до високих температур T&D Machine має нову лінійку легких сталевих коромисел для випускних клапанів. "Це в першу чергу для застосувань на витривалість, де життя від втоми має важливе значення", - сказала Лорен Крек. “Рокери трохи важчі, ніж алюмінієві, але їхні сили обертання приблизно однакові. Рокери доступні в різних пропорціях підйому і можуть використовуватися зі стандартними штовхачами. "
ДЕ ЗНИЖЕННЯ ВАГИ ДОПОМОГАЄ НАЙБІЛЬШЕ
Зменшення ваги коромисел зменшує поршневу масу клапана. Але зниження ваги на стороні клапана коромисел, як правило, більше впливає на потенціал оборотів двигуна, ніж зменшення ваги на стороні штовхача. Ось чому: зміщення коромисла створює ефект важеля, який збільшує економію ваги на стороні клапана на коефіцієнт підйому коромисла. На невеликому блоці Chevy із запасом коромисла 1,5: 1 кожен грам ваги, знятий з боку клапана, коштує 150% будь-якої економії ваги на боці штовхача.
Отже, відрізання 6 грамів ваги з боку клапана клапанної ланцюга за допомогою легких фіксаторів пружин клапана або легших клапанів має такий самий ефект, як різання 4 грамів ваги з підйомників чи штовхачів.
Більш високі частоти обертання вимагають більш жорстких пружин клапанів та/або декількох пружин клапанів, які надають більші навантаження на коромисла, штовхачі, підйомники та кулачкові стулки. Отже, зменшення ваги клапанного клапана означає, що ви можете досягти однакових об/хв з меншим тиском пружини, меншим тертям і меншим зносом.