Technika / Autó / A bütyökgeometria és hatása

Linkajánló

És ha ezt gyorsulás-problémát az erők irányából közelítjük meg, F=m*a összefüggésből látszik, hogy végtelenhez tartó gyorsulás ugyanilyen mértékű erőt is hoz létre. Ezeket a végtelenbe tartó erőket ugyan az anyag rugalmassága valamelyest tompítja, de ez a periodikus igénybevétel fárasztó igénybevételként jelentkezik, ami előbb-utóbb valamelyik alkatrész törésével végződhet.

Ezen a ábrán azzal az első képen látható kezdetleges OHV vezérléssel kísérletezgettem, milyen bütyökprofilra van szükség ahhoz, hogy a szelepek szinuszosan mozogjanak. Természetesen a töltetcsere szempontjából az ideális az lenne, ha nulla szelepnyitási és szelepzárási időkkel lehetne számolni és közöttük pedig végig maximális lökettel lennének nyitva a szelepek. De ez nem valósítható meg, és a mechanikus igénybevételek miatt szép "lágy" mozgást kell megvalósítani, aminek mondjuk egy szinuszos mozgás meg is felel. Az én legnagyobb meglepetésemre (is) ez nem szimmetrikus bütyökprofilt feltételez. Ennek a bütyöknek a görbületén jól látszik, hogy a görbületi vonal mindenhol folytonos, csak nem mindenhol érintőleges. Ez a bütyökprofil már másodrendben is érintőleges, mivel a rádiuszok értékének a változásában nincs ugrás, teljesen folytonos. Ezzel gyakorlatilag már teljesen ki vannak küszöbölve a "függőleges események", így nincsenek túlterhelve mechanikusan a vezérműrészek.

Ezen a képen egy homorú fel- és lefutási oldalú bütyök látható. Ezt onnan lehet tudni, hogy a görbület átmegy negatív tartományba is. Ennek a görbének az óriási hátránya, hogy csak görgős szelepemelővel használható, hiszen ha egy homorú bütyöknek kellene egy sík felületen végigcsúsznia, akkor a homorú részek között nem futna végig minden ponton, volna egy olyan szögállás, amikor a szelepemelő egyszerre két, egymástól több mm-re lévő ponton egyszerre feküdne fel, s így a két pont között egy jelentős részt átugrana. És a homorú felület átugrását követően a másik ponton folytatná az emelést, ami olyan extrém gyorsulást hozna létre, ami miatt talán egy-két órás járás után biztos, hogy valami törne. Tehát homorú bütyök csak görgős emelővel! A miértjére választ lehet kapni egy kicsit elemezgetve a második képet. És ami viszont óriási előnye ennek a bütyöknek, hogy egy lágy, de gyors felfutás után a lehető legjobban van nyitva, majd egy lágy lefutással fut le. Eredménye a csendes járás és a nagy nyitás miatt többlet-teljesítmény a hagyományos bütykökhöz képest.

Ez a kép a fenti bütyök által megvalósított mozgásjellemzőket ábrázolja. A közel szinuszos folyamatos vonal a szelepnyitás görbéje. A diagram tengelymetszetén átmenő szaggatott vonal a szelep sebesség-görbéjét, míg a pontvonal a szelep gyorsulásgörbéjét ábrázolja. A vízszintes tengely alatt a rugóerő látszik. Amit érdemes kielemezgetni egy kicsit, az a gyorsulásgörbe. Látható, hogy a szelep nyitásakor és a szelep zárásakor lép fel a legnagyobb gyorsulás. A szelep nyitásakor azért, mert az álló szelepet kell viszonylag rövid idő alatt mozgásra kényszeríteni, és ha a szeleprészek között akár csak 0.2mm hézag is van (ez nem azonos a beállítandó szelephézag értékével, ez az üzemi körülmények között megmaradó hézag), akkor 7000-es percenkénti fordulatnál simán felléphet egy impulzusszerű 30000G-s (!!!) gyorsulás. (Számszerűen: 5 ezred másodperc alatt nulláról több, mint 500km/h!!!) (Vagy úgy kézzel foghatóbb, hogy 0.1mp alatt nulláról 10800km/h...?!?) Mondanom sem kell, hogy ezt azért nem sok minden bírja ki. Ez persze elméleti görbe, és ez a gyorsulásérték még talán ezredmásodpercekig sem tart, s a valóságos anyagoknak van rugalmasságuk is, tompítják ezt, de túl csúnyák az eredeti értékek ahhoz, hogy ebből egy megnyugtató értéket kaphassunk. És körülbelül ilyen gyorsulásértékekről beszélhetünk akkor is, ha homorú bütyköt használunk görgős emelő nélkül. A szelepzáráskor pedig azért van nagy gyorsulás, mert a szelep közel egyenletes sebességgel zár és közelít a szelepülékhez, majd hirtelen kell megállnia, amit egyrészt a bütyök vége próbál lassítani, amit pedig nem sikerül, az csattan, majd pattog a szelepüléken.

Nos, eme rövid kis elméleti bevezető után egy kicsit át lehet értékelni a szelepvezérlés és bütykök kialakításának az egyszerűségéről gondoltakat...

Szerző: Dáloki Gergely (Geree)
Forrás: Ford Klub Magyarország

Előző oldal Előző oldal
© halmaz.hu