tel +86-0576-8727 7300
email info@camshaft.cc
Качество Производительность Надёжность

Коромысло: схема, детали, функция, материал и применение

В этой публикации подробно рассматриваются коромысла: схема, детали, функция, материал, типы, преимущества и применение, с иллюстрациями.

Что такое коромысла?

Коромысла — это центральные рычаги клапанного привода двигателя, которые передают движение штанги для открытия клапанов двигателя. Приводятся в движение толкательной штангой от распределительного вала, они вступают в прямой контакт с толкателями и движением вала. Один конец контактирует с толкателем, а другой соединён с впускным и выпускным клапанами. Когда распределительный вал приводит их в движение, коромысло опускается и открывает клапан, чтобы внутрь поступили воздух и топливо.

Этот процесс применяется к обоим клапанам двигателя. Прочная пружина поддерживает перемещение и возвращает клапаны в исходное положение на высоких оборотах, сохраняя постоянный контакт с коромыслами. Коромысла легковых автомобилей обычно изготавливают из штампованной стали или алюминия — в случае высокооборотистых моделей. Некоторые коромысла с роликом включают подшипник в точке контакта, чтобы минимизировать износ и трение.

коромысло

Определение коромысла

Коромысло — это деталь, ответственная за передачу движения распределительного вала на впускные и выпускные клапаны двигателя.

Компоненты коромысла

Ниже перечислены основные компоненты коромысла:

  • Толкательная штанга
  • Толкатель
  • Коромысло
  • Клапанная пружина
  • Кулачок
  • Клапан

Толкательная штанга

В верхней части двигателя толкательная штанга нажимает на одну сторону коромысла, заставляя его поворачиваться. Этот поворот открывает клапан, перемещая его верхнюю часть вниз.

толкательная штанга

Толкатель

В двигателях внутреннего сгорания толкатель — это механические детали между распределительным валом и клапаном. Эти детали преобразуют вращательное движение распределительного вала в возвратно-поступательное движение седлового клапана для его открытия и закрытия.

толкатель

Коромысло

Используемое в двигателях внутреннего сгорания, коромысло передаёт движение толкательной штанги на соответствующий впускной/выпускной клапан.

коромысло

Клапанная пружина

Клапанная пружина помогает удерживать клапан закрытым, создавая противодавление на коромысла и на кулачковый толкатель в двигателях с верхним расположением клапанов.

клапанная пружина

Кулачок

Распределительный вал преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное, заставляя клапаны открываться и закрываться в нужный момент. Коромысла — рычаги, закреплённые на точке опоры, — получают движение толкательной штанги, приводимой в движение толкателем, расположенным на кулачке распределительного вала.

кулачок

Клапан

Кулачок распределительного вала опускает коромысло, позволяя клапану открыться, чтобы смесь топлива и воздуха поступила в камеру сгорания. Это происходит как для впускных, так и для выпускных клапанов.

клапан

Функции коромысел

схема коромысла
коромысло
  • Функция коромысла имеет решающее значение для понимания его роли в автомобилях.
  • Выступает в роли рычага, который перемещает детали двигателя, такие как толкательные штанги, клапаны и толкатели.
  • Поворот коромысла взаимодействует с кулачками распределительного вала — структурами в форме кулачка, — создавая движение вверх-вниз.
  • Этот процесс преобразует механическую энергию в усилие, надавливая на клапаны двигателя гидравлическим или пружинным давлением.
  • Клапаны регулярно открываются и закрываются, обеспечивая контролируемый выброс оставшихся топлива и воздуха во время сгорания в каждом цилиндре.

Типы коромысел

Ниже перечислены основные типы коромысел:

  • Коромысло с роликом на наконечнике
  • Штампованное стальное коромысло
  • Коромысло на оси
  • Полное роликовое коромысло

Коромысло с роликом на наконечнике

Похожие на штампованные стальные коромысла, эти модели включают ролик на конце клапана для снижения трения, небольшого повышения мощности и уменьшения износа наконечников клапанов. Коромысло с роликом на наконечнике по-прежнему использует гайку и шпильку шкворневого шарнира для простоты конструкции и может изготавливаться из стали, алюминия, литья или механически обработанных деталей.

коромысло с роликом на наконечнике

Штампованное стальное коромысло

Наиболее распространённый тип обычно изготавливают из штампованной стали, что обеспечивает простой и экономичный процесс производства штамповкой из единой металлической заготовки. Коромысло фиксируется на месте с помощью шкворневого шарнира с округлённой гайкой в основании, что обеспечивает простое вертикальное движение и гарантирует устойчивость.

штампованное стальное коромысло

Коромысло на оси

Построенные на основе полных роликовых коромысел, коромысла на оси включают соединительный вал. В некоторых случаях вал проходит через все коромысла; в других — он может проходить только через два, в зависимости от конструкции головки блока цилиндров.

Ось важна для жёсткости, так как обеспечивает надёжный клапанный привод, минимизируя прогиб и предотвращая неконтролируемые движения, особенно на высоких оборотах.

коромысло на оси

Полное роликовое коромысло

Полное роликовое коромысло, в отличие от штампованного стального, обычно изготавливают из обработанной стали или алюминия. В этом типе подшипники заменяют шкворневой шарнир, обеспечивая улучшенные характеристики.

Хотя они по-прежнему используют шпильку шкворневого шарнира, они обходятся без гайки. Вместо этого небольшая ось, плотно завинченная на своём месте, имеет подшипники на обоих концах внутри коромысла, обеспечивая плавное вращение.

полное роликовое коромысло

Материалы коромысла

В прошлом серийно выпускаемые автомобильные двигатели предпочитали штампованные стальные коромысла из-за их экономичности. Эти коромысла выдерживают возвратно-поступательную массу клапанного привода, что может быть проблематично на высоких оборотах, в результате чего высокоскоростные двигатели переходят на алюминиевые версии.

В этих случаях также обычны улучшенные подшипники для точки опоры коромысла. Дизельные двигатели грузовиков обычно используют для коромысел кованую углеродистую сталь или высокопрочный чугун.

Признаки неисправного коромысла

Ниже перечислены основные признаки неисправного коромысла:

Стук или тиканье

Изношенные коромысла обычно проявляются стуком или тиканьем, которое часто слышно из верхней части двигателя.

Горит сигнальная лампа неисправности двигателя

Сигнальная лампа неисправности двигателя указывает на различные проблемы, включая поломку коромысел и связанные с ними неисправности. Такие коды, как P2647 или P2646, указывают на то, что модуль управления силовым агрегатом (PCM) зарегистрировал коды неисправностей, связанных с коромыслом.

Пропуски зажигания в двигателе

Повреждённое коромысло может привести к остановкам или пропускам зажигания в процессе сгорания топлива вашего автомобиля.

Преимущества коромысла

Ниже перечислены основные преимущества коромысла:

  • Передаёт движение распределительного вала для открытия клапанов.
  • Преобразует вращательное движение распределительного вала в вертикальное движение для управления клапанами.
  • Распределяет износ и нагрузку на распределительный вал.
  • Предотвращает прямое воздействие кулачков распределительного вала на клапаны, уменьшая износ и возможный преждевременный отказ.
  • Некоторые конструкции включают регулируемые коромысла для точной регулировки зазора клапана.
  • Упрощает и делает компактной геометрию клапанного привода.
  • Уменьшает общую инерцию по сравнению с системами прямого привода клапанов, улучшая отклик двигателя, особенно на высоких оборотах.

Недостатки коромысла

Ниже перечислены основные недостатки коромысла:

  • Частое движение и контакт с другими деталями двигателя подвергают коромысла износу и трению, что требует более частого технического обслуживания.
  • Коромысла увеличивают сложность клапанного привода двигателя.
  • Дополнительный вес коромысел заставляет инженеров по автомобилям уделять приоритетное внимание снижению веса для достижения оптимальных характеристик и расхода топлива.
  • Снижение веса может способствовать шуму клапанного привода, особенно в двигателях с агрессивными профилями кулачков и большим подъёмом клапана.
  • Постоянное движение и нагрузки на коромысла могут в конечном итоге привести к усталости и отказам.
НАВЕРХ