Zweck, Gerät, Zeitablauf. Verbrennungsmotor: Gasverteilungsmechanismus

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-19 13:27

Der Gasverteilungsmechanismus eines Autos ist einer der komplexesten Mechanismen im Motorenbau. Die Steuerung der Ein- und Auslassventile der Brennkraftmaschine liegt ausschließlich an der Steuerzeit. Der Mechanismus steuert den Füllvorgang der Zylinder mit einem Kraftstoff-Luft-Gemisch durch rechtzeitiges Öffnen des Einlassventils beim Einlasshub. Das Timing steuert auch die Entfernung von bereits Abgasen aus dem internen Brennraum – dazu öffnet das Auslassventil beim Auslasstakt.

Timing-Mechanismus

Teile des Zeitmechanismus erfüllen verschiedene Funktionen:

• Nockenwelle öffnet und schließt Ventile.
• Der Antriebsmechanismus treibt die Nockenwelle mit einer bestimmten Drehzahl an.
• Ventile schließen und öffnen die Ein- und Auslasskanäle.

Die Hauptteile der Steuerzeiten sind die Nockenwelle und die Ventile. Die Nockenwelle oder Nockenwelle ist das Element, an dem sich die Nocken befinden. Es wird angetrieben und dreht sich auf Lagern. Zum Zeitpunkt des Einlass- oder Auslasshubs befinden sich die Nocken auf der Welle während der Drehungauf die Ventilstößel drücken.

Der Steuermechanismus befindet sich am Zylinderkopf. Der Zylinderkopf hat eine Nockenwelle und Lager davon, Kipphebel, Ventile und Ventilstößel. Der obere Teil des Kopfes wird mit einem Ventildeckel verschlossen, der mit einer speziellen Dichtung montiert wird.

Funktion des Zeitmechanismus

Das Timing ist vollständig mit Zündung und Kraftstoffeinspritzung synchronisiert. Einfach ausgedrückt, in dem Moment, in dem Sie das Gaspedal betätigen, öffnet sich die Drosselklappe und lässt Luft in den Ansaugkrümmer strömen. Dadurch entsteht ein Kraftstoff-Luft-Gemisch. Danach beginnt der Gasverteilungsmechanismus zu arbeiten. Das Timing erhöht den Durchsatz und setzt Abgase aus der Brennkammer frei. Für die korrekte Ausführung dieser Funktion ist es erforderlich, dass die Häufigkeit, mit der die Einlass- und Auslasszeitsteuerventile öffnen, hoch ist.

Ventile werden von der Nockenwelle des Motors angetrieben. Wenn die Kurbelwellendrehzahl zunimmt, beginnt sich auch die Nockenwelle schneller zu drehen, was die Häufigkeit des Öffnens und Schließens der Ventile erhöht. Dadurch steigen Motordrehzahl und -leistung.

Durch die Kombination von Kurbelwelle und Nockenwelle kann der Verbrennungsmotor genau die Menge an Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennen, die für den Betrieb des Motors in dem einen oder anderen Modus erforderlich ist.

Funktionen des Steuertriebs, Kette und Riemen

Das Antriebsrad der Nockenwelle befindet sich außerhalb des Zylinderkopfs. Um zu vermeidenÖlleckagen aufgetreten sind, befindet sich am Wellenhals ein Wellendichtring. Die Steuerkette treibt den gesamten Steuertrieb an und verschleißt einerseits am angetriebenen Kettenrad bzw. Riemenrad und überträgt andererseits die Kraft von der Kurbelwelle.

Die richtige und konstante Anordnung von Kurbelwelle und Nockenwelle zueinander hängt vom Ventilriementrieb ab. Schon kleine Positionsabweichungen können dazu führen, dass die Steuerzeiten ausfallen, der Motor ausfällt.

Als zuverlässigster gilt ein Kettenantrieb mit Steuerrolle, jedoch gibt es einige Probleme bei der Sicherstellung der erforderlichen Riemenspannung. Das Hauptproblem, mit dem Fahrer konfrontiert sind und das für die Kette des Mechanismus typisch ist, ist ihr Bruch, der häufig die Ursache für das Verbiegen der Ventile ist.

Zu den zusätzlichen Elementen des Mechanismus gehört die Steuerrolle, die zum Spannen des Riemens verwendet wird. Zu den Nachteilen des Steuerkettenantriebs gehören neben der Bruchgefahr auch ein hoher Geräuschpegel während des Betriebs und die Notwendigkeit, ihn alle 50-60.000 Kilometer zu wechseln.

Ventilmechanismus

Das Design des Ventilmechanismus umfasst Ventilsitze, Ventilführungen, Ventildrehmechanismus und andere Elemente. Die Kraft von der Nockenwelle wird auf den Schaft oder auf das Zwischenglied übertragen - die Ventilwippe oder die Wippe.

Es ist nicht ungewöhnlich, Timing-Modelle zu finden, die eine ständige Anpassung erfordern. Solche Konstruktionen haben spezielle Unterlegscheiben und Schrauben, deren Drehung eingestellt istnotwendige Freigaben. Manchmal werden die Lücken automatisch beibeh alten: Ihre Position wird durch hydraulische Kompensatoren angepasst.

Management der Gasverteilungsstufen

Moderne Motormodelle haben sich erheblich verändert und neue Steuersysteme auf Mikroprozessorbasis - die sogenannte ECU - erh alten. Im Bereich des Motorenbaus ging es vor allem darum, nicht nur die Leistung, sondern auch die Effizienz der produzierten Triebwerke zu steigern.

Nur durch den Einsatz von Zeitsteuersystemen war es möglich, die Leistung von Motoren zu steigern und gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch zu senken. Der Motor mit solchen Systemen verbraucht nicht nur weniger Kraftstoff, sondern verliert auch nicht an Leistung, wodurch sie überall in der Automobilproduktion eingesetzt werden.

Das Funktionsprinzip solcher Systeme besteht darin, dass sie die Drehzahl der Nockenwelle steuern. Im Wesentlichen öffnen die Ventile etwas früher, da sich die Nockenwelle in Drehrichtung dreht. Tatsächlich dreht sich bei modernen Motoren die Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle nicht mehr mit konstanter Drehzahl.

Die Hauptaufgabe bleibt die effizienteste Füllung der Motorzylinder, je nach gewählter Betriebsart. Solche Systeme überwachen den Zustand des Motors und korrigieren die Zufuhr des Kraftstoffgemischs: Beispielsweise wird das Volumen im Leerlauf auf ein nahezu Minimum reduziert, da Kraftstoff nicht in großen Mengen benötigt wird.

Timing-Laufwerke

Je nachdemKonstruktionsmerkmale des Automotors und des Gasverteilungsmechanismus, insbesondere die Anzahl der Antriebe und deren Art, können variieren.

• Kettenantrieb. Etwas früher war dieser Antrieb am weitesten verbreitet, wird aber heute in der Diesel-Zeitsteuerung verwendet. Bei dieser Konstruktion sitzt die Nockenwelle im Zylinderkopf und wird von einer vom Getriebe ausgehenden Kette angetrieben. Der Nachteil eines solchen Antriebs ist der umständliche Wechsel des Riemens, da dieser sich im Inneren des Motors befindet, um eine konstante Schmierung zu gewährleisten.
• Getriebe. Es wurde in die Motoren von Traktoren und einigen Autos eingebaut. Sehr zuverlässig, aber extrem schwierig zu warten. Die Nockenwelle eines solchen Mechanismus befindet sich unterhalb des Zylinderblocks, wodurch das Nockenwellenrad am Kurbelwellenrad haftet. Wurde ein solcher Steuertrieb unbrauchbar, wurde der Motor fast komplett gewechselt.
• Riemenantrieb. Der beliebteste Typ, eingebaut in Benzinmotoren in Personenkraftwagen.

Riemenantrieb Vor- und Nachteile

Der Riemenantrieb erlangte seine Popularität aufgrund seiner Vorteile gegenüber ähnlichen Antriebstypen.

• Trotz der Tatsache, dass die Herstellung solcher Strukturen schwieriger ist als Ketten, kostet es viel weniger.
• Benötigt keine ständige Schmierung, weshalb der Antrieb außen am Aggregat platziert wurde. Der Austausch und die Diagnose des Timings wurden dadurch erheblich erleichtert.
• Weil der Riemenantrieb keine Metallteile hatwie in einer Kette miteinander interagieren, hat sich der Geräuschpegel während des Betriebs deutlich verringert.

Trotz der Vielzahl an Vorteilen hat der Riemenantrieb auch seine Nachteile. Die Lebensdauer des Riemens ist um ein Vielfaches kürzer als die der Kette, was dazu führt, dass sie häufig ausgetauscht werden muss. Bei einem Riemenbruch muss mit hoher Wahrscheinlichkeit der gesamte Motor repariert werden.

Die Folgen eines gerissenen oder losen Zahnriemens

Wenn die Steuerkette reißt, erhöht sich der Geräuschpegel bei laufendem Motor. Im Allgemeinen verursacht ein solches Ärgernis im Gegensatz zum Zahnriemen nichts Unmögliches für die Reparatur. Wenn der Riemen gelöst wird und über einen Zahnradzahn springt, tritt eine leichte Verletzung der normalen Funktion aller Systeme und Mechanismen auf. Infolgedessen kann dies zu einer Abnahme der Motorleistung, einer Zunahme der Vibrationen während des Betriebs und einem schwierigen Starten führen. Wenn der Riemen über mehrere Zähne auf einmal gesprungen ist oder komplett gerissen ist, können die Folgen am unberechenbarsten sein.

Die harmloseste Möglichkeit ist eine Kollision zwischen einem Kolben und einem Ventil. Die Aufprallkraft reicht aus, um das Ventil zu biegen. Manchmal reicht es schon, das Pleuel zu verbiegen oder den Kolben komplett zu zerstören.

Eine der schlimmsten Autopannen ist ein gerissener Zahnriemen. In diesem Fall muss der Motor entweder überholt oder komplett ausgetauscht werden.

Zahnriemenservice

Die Höhe der Riemenspannung und ihr allgemeiner Zustand ist einer der am häufigsten überprüften ZeitpunkteAuto Wartungsfaktoren. Die Häufigkeit der Inspektion hängt von der jeweiligen Marke und dem Modell der Maschine ab. Verfahren zur Kontrolle der Zahnriemenspannung: Der Motor wird inspiziert, die Schutzabdeckung wird vom Riemen entfernt, danach wird letzterer auf Verdrehung überprüft. Während dieser Manipulation sollte es sich nicht um mehr als 90Grad drehen. Andernfalls wird der Riemen mit einer speziellen Vorrichtung gespannt.

Wie oft wird der Zahnriemen gewechselt?

Der Riemen wird alle 50-70.000 Kilometer des Autos komplett ausgetauscht. Bei Beschädigungen oder Anzeichen von Delamination und Rissen kann sie öfter durchgeführt werden.

Je nach Art der Steuerzeiten ändert sich auch die Komplexität des Riemenwechsels. Bisher werden in Autos zwei Arten von Gasverteilungsmechanismen verwendet - mit zwei (DOHC) oder einer (SOHC) Nockenwelle.

Austausch des Gasverteilungsmechanismus

Um den SOHC-Zahnriemen zu ersetzen, reicht es aus, ein neues Teil und einen Satz Schraubendreher und Schlüssel zur Hand zu haben.

Zunächst wird die Schutzhülle vom Gürtel entfernt. Die Befestigung erfolgt entweder mit Riegeln oder Bolzen. Nach dem Entfernen der Abdeckung öffnet sich der Zugang zum Gürtel.

Vor dem Lösen des Riemens werden Steuermarken am Nockenwellenrad und an der Kurbelwelle gesetzt. Auf der Kurbelwelle sind Markierungen auf dem Schwungrad angebracht. Die Welle wird gedreht, bis die Steuermarkierungen am Gehäuse und am Schwungrad übereinstimmen. Wenn alle Markierungen übereinstimmen, lockern und entfernen Sie den Riemen.

Zum Abziehen des Riemens vom Kurbelwellenrad muss die Zahnriemenscheibe demontiert werden. Zu diesem Zweck wird das Auto aufgebockt und das rechte Rad davon entfernt, wodurch der Riemenscheibenbolzen zugänglich wird. Einige von ihnen haben spezielle Löcher, durch die die Kurbelwelle befestigt werden kann. Wenn sie nicht vorhanden sind, wird die Welle an einer Stelle fixiert, indem ein Schraubendreher in die Schwungradkrone eingesetzt und gegen das Gehäuse gedrückt wird. Danach wird die Riemenscheibe entfernt.

Der Zugang zum Zahnriemen ist vollständig geöffnet und Sie können mit dem Aus- und Einbau beginnen. Das neue wird auf die Kurbelwellenräder gesteckt, dann haftet es an der Wasserpumpe und wird auf die Nockenwellenräder gesteckt. Bei der Spannrolle wird der Riemen in der allerletzten Windung aufgewickelt. Danach können Sie alle Elemente in umgekehrter Reihenfolge an ihren Platz zurückbringen. Es bleibt nur noch, den Riemen mit dem Spanner zu spannen.

Vor dem Starten des Motors empfiehlt es sich, die Kurbelwelle mehrmals zu drehen. Sie tun dies, um die Übereinstimmung der Markierungen zu überprüfen und nach dem Drehen der Welle. Erst dann springt der Motor an.

Merkmale des Zahnriemenwechsels

Bei einem Auto mit DOHC-System wird der Zahnriemen etwas anders gewechselt. Das Prinzip des Austauschs des Teils ist ähnlich wie oben beschrieben, jedoch ist der Zugang dazu für solche Maschinen schwieriger, da an den Bolzen Schutzabdeckungen angebracht sind.

Beim Ausrichten der Markierungen ist zu beachten, dass sich im Mechanismus zwei Nockenwellen befinden und die Markierungen auf beiden vollständig übereinstimmen müssen.

Für solche Autos zusätzlich zuFührungsrolle gibt es auch eine Stützrolle. Trotz der zweiten Rolle wickelt sich der Riemen jedoch bei der allerletzten Umdrehung hinter der Umlenkrolle mit dem Spanner auf.

Nach Einbau des neuen Riemens werden die Markierungen auf Übereinstimmung geprüft.

Gleichzeitig mit dem Riemenwechsel werden auch die Rollen gewechselt, da deren Lebensdauer gleich ist. Es ist auch ratsam, den Zustand der Lager der Flüssigkeitspumpe zu überprüfen, damit der Ausfall der Pumpe nach dem Einbau neuer Steuerteile keine unangenehme Überraschung wird.