Десмодромный механизм.
Десмодромный механизм - это тип газораспределительной системы, предназначенный для управления и контроля клапанами двигателя. О каких конструктивных особенностях данного устройства следует знать? По каким принципам работает десмодромнвый механизм? Какие проблемы могут возникнуть в процессе эксплуатации и каким образом их устранить? На эти и ряд других вопросов дает ответ наша статья.
Стоимость ремонтаНайти запчасть


Десмодроный механизм ГРМ - сравнительно новая разработка, которая возникла с внедрением электроники в автомобили, применением бортовых компьютеров и перекладыванием ответственности за управление двигателем на ЭБУ. Работа электромагнитной клапанной системы гарантирует смену режимов касательно команд, отдаваемых микропроцессором. В итоге снимается часть мощности с мотора и снижается расхода топлива.

Если говорить в общем, то десмодромный клапанный привод - механизм ГРМ, обеспечивающий прямое открытие и закрытие клапанов посредством действия распредвала. В чем же особенности этого устройства? Из чего состоит, и как работает десмодромный механизм? Какие плюсы и минусы? Рассмотрим каждый из вопросов более подробно.



Что нужно знать?

Десмодромный механизм - особый тип ГРМ, отличающийся прямым управлением процессами опускания и подъема клапанов. Данная особенность обеспечивает открытие и закрытие устройств на каждом из оборотов коленвала силового узла. Название «десмодромный» произошло с греческого языка. Слово сформировано с двух частей:

  • «desmos» - в переводе означает контроль, связь или управление;
  • «dromos» переводится, как движение или действие.

Таким образом, общий перевод слова «десмохромный» звучит как управляемое движение.

Впервые новая схема ГРМ была испробована еще в 1950-х годах и пользовалась спросом только на гоночных авто производителях Мерседес-Бенца. Сегодня десмодромный механизм применяется в ДВС и монтируется на двухколесном  транспорте производителя Дукати. К слову, для мотоциклов Ducati применение «десмодрома» уже давно стало визитной карточкой. В международной практике такая система носит название - Desmodromic. Такое же название узел носит и в технической литературе.

ГРМ десмодромного типа - механизм, четко контролирующий процессы движения клапанов, что позволяет добиться идеального выбора времени открытия (закрытия) для каждого из оборотов коленвала.



Особенности устройства

Чтобы понять принцип действия Desmodromic, важно знать особенности его конструктивного исполнения. Здесь ничего сложного нет, а набор узлов почти классический. В состав входит - привод, распредвал, клапана, толкатели, клапанные уплотнения, коромысла, штанги, зажим, пружина и кулак распредвала. Кроме этого, есть пара коромысел (для открытия и закрытия клапана) и шайбы (снова-таки, для открытия и закрытия клапанов).

Все перечисленные элементы взаимодействуют между собой таким образом, чтобы обеспечить стабильную угловую скорость на 50% превышающую угловую скорость коленвала. Управление движением клапанов берет на себя десмохромный механизм ГРМ, работающий благодаря специальному приводу. Последний состоит из следующей группы узлов:

  • Распределительного вала, имеющего особую форму и с установленными на нем кулаками;

  • Парой коромысел, функцией которых является закрытие и открытие клапанов;

  • Группой соединительных элементов, которые носят название шайб коромысел.

Применение системы Desmodromic позволило защититься от наибольшей проблемы, с которой сталкиваются мастера в процессе ремонта ДВС - зависания клапанов. Последнее возможно в случае превышения частоты вращения коленчатого вала мотора, резонанса, в который входят пружины, а также инерции клапанов.


Неисправность в виде зависания клапанов несет целый ряд негативных моментов:

  • Происходит перегрев клапанов, из-за чего возможно разрушение или появление дефекта на детали;

  • Поршень и клапана сталкиваются, что приводит к деформации или разрушению узлов;

  • Горючая смесь, которая должна поступать в мотор, воспламеняется раньше положенного времени. Как следствие, снижается давление сгоревших газов, уменьшается мощность мотора и растет объем вредных выбросов, попадающих в атмосферу.


Описанная выше проблема может быть устранена следующим образом:

  • Применением новых материалов или сплавов, необходимых для создания клапанов или пружин. Такая хитрость способствует снижению общей массы изделия;

  • Применением группы пружин, способных погасить возникающие колебания;

  • Использованием пневматического привода для управления движением клапанов.


Принцип действия

Знание устройства Desmodromic позволяет лучше понять принцип действия механизма ГРМ. Итак, кулачковый вал распределительного механизма приводит клапана в движение - обеспечивает их закрытие и открытие. Изготавливается узел из качественных сплавов, что гарантирует максимальную надежность конструкции. Главная особенность исполнения вала - постепенное снижение диаметра опорных шеек. При этом сам кулачковый вал приводится в действие посредством получения момента от вращающегося звена вала.

В классических моторах, которые имеют четыре такта работы, за один проход коленвала производится два проворота вращающейся детали. За это время клапана выпуска цилиндров открываются по разу, поэтому и кулачковый вал также проворачивается единожды. Шестерня кулачкового вала имеет важную конструктивную особенность - в два раза большее число зубцов (если сравнивать с колесом коленвала). Следовательно, вал с кулачком проворачивается в два раза медленнее, чем коленчатый.

Толкатели имеют специальные углубления, обеспечивающие полноценную работу штанг. Они перемещаются в блоке цилиндров в пределах направляющих отверстий. Штанги производятся с применением дюралевого прута, имеющего стальные наконечники. С одной стороны конструкция вставляется в стержень толкателя, а с другой - в болтовое соединение коромысла. Как следствие, обеспечивается передача внутренней силы от стержня толкателя в направлении к коромыслу.

Дальше за работу берется само коромысло, которое передает напряжение от штанги к клапанам. Из-за большой нагрузки на коромысло узел выполняется из стали. Конструктивная особенность детали - разные по величине плечи. То плечо, которое расположено в удалении от клапана, является более длинным. Благодаря такой конструкции, высота подъема толкателя и штанги снижается. Второе плечо (то, которое короче) имеет специальный винт, позволяющий регулировать тепловой зазор.

Задача гидрокомпрессора - толкание клапанов, а также поддержание нормального уровня теплового зазора посредством регулирования давления масла.

Клапана берут на себя классическую функцию открытия и закрытия отверстий, связывающих камеры сгорания с остальными узлами мотора. Конструктивно клапан представляет собой металлический стержень с плоским диском на краю (тарелкой). Головка выпускного клапана имеет больший размер, чем у клапана выпуска, что повышает качество и скорость наполнения камер сгорания блоков, отличающихся плоскостью цилиндрической формы.

Клапанные седла являются вставными и сделаны из качественного чугуна. Они запрессованы в выточки крышки цилиндров. Угол фаски клапана составляет 45 градусов Цельсия, поэтому обработка рабочей поверхности (если она необходима) должна осуществляться особо тщательно.

В клапанном стержне есть выточка, в которую устанавливаются «сухари» - устройства, обеспечивающие укрепление клапана, шайбы и пружинки. Специальная втулка конической формы охватывает «сухари». Пружина выполняет поджимающую функцию и упирается в нижний край шайбы.

Маслоотражающий колпак изготавливается из специальной, стойкой к воздействию масла резины. Устройство монтируется на стрежне впускного элемента. При помощи такой конструкции останавливается процесс подсасывания смазывающего состава через промежуток в направляющей втулке и стержень клапана впуска.



Проблемы в процессе эксплуатации

Как показывает практика, механизм Desmodromic вызывает ряд сложностей в эксплуатации. Главная проблема такого устройства ГРМ состоит в компенсации зазоров, возникающих из-за износа узла в процессе эксплуатации. Именно эта проблема исключает массовое внедрение  технологии.

Откуда же берется тепловой зазор? Можно ли его устранить? Для нормальной работы приводного механизма клапана наличие приводного зазора является обязательным. При достижении наибольшей мощности температура в клапане впуска достигает уровня 750-850 градусов Цельсия. Одновременно с этим температура нижних элементов мотора с ОЖ находится на уровне 100-200 градусов Цельсия.

Стержень клапана имеет особенность удлиняться больше, чем другие элементы основания цилиндров. Как следствие, тепловой зазор становится меньше. Если клапан перегревается, к примеру, из-за позднего зажигания, износа или неправильной регулировки, то уменьшается плотность сжатия и повышается риск прогорания клапана. Размер теплового зазора и кулачковый профиль для исключения стука выбирается таким образом, чтобы момент работы приводного режима или кулака толкателя всегда был в пределах нормы.

Определение теплового зазора мотора автомобиля производится с помощью специального устройства (щупа), имеющего плоский профиль. В процессе измерений стоит учитывать множество различных факторов - износ поверхностей, особенности конструкции мотора, требования производителя и так далее. Снизить вес двигающихся элементов, обеспечивающих движение клапанов, проще всего с помощью толкателей. Процесс измерения зазора должен производиться при замене вставок цилиндра.

Если величина зазора меньше допустимой величины, то возможно подгорание плоскости клапанов, утечка газов, низкое качество посадки клапанов. При увеличении параметра возможно ухудшение очистки цилиндров, недостаточно качественное наполнение, неполное открытие, повышение ударной нагрузки, чрезмерный износ деталей и так далее.



Недостатки схемы

Стоит отметить, что десмодромный механизм ГРМ имеет ряд существенных недостатков, которые не позволяют ему стать популярным для всех авто:

  • Появление сильного шума во время работы.

  • Высокая стоимость узлов, что сразу бьет по кошельку.

  • Массивная конструкция, что позволяет применить систему только в моторах мотоциклов.

  • Проблемы с облуживанием.

При достижении 9000 об/мин пружины классического механизма ГРМ уже не способны обеспечить безопасную скорость срабатывания, что может привести к выходу мотора из строя. Что касается десмодромного механизма, то в нем  таких ограничений нет, ведь скорость срабатывания зависит от частоты проворачивания коленвала.



Итоги

Десмодромный механизм - перспективная разработка, способствующая оптимизации работы силового узла. Но на данном этапе из-за упомянутых выше недостатков ее массовое использование невозможно. Есть надежда, что в ближайшее время это удастся изменить.

Стоимость ремонтаНайти запчасть

Десмодромный механизм.