что такое преднатяг клапанов
Немного «Физики», часть III Преднатяг
Доброго времени суток!
Продолжаю свой рассказ о важных параметрах подвески.
Сегодня речь пойдет о таком понятии, как «Преднатяг» пружины. Его определение, на что он влияет и так далее.
Начнем с понятия, что же такое преднатяг.
Преднатяг – сила, с которой пружина стремится расжаться в свободное состояние при полностью выдвинутом ограничителе.
Ограничителем в подвеске Lancer X выступает шток амортизационной стойки. Наглядно это можно увидеть на схеме.
Преднатяг у пружины нужен по следующим причинам:
1) Жесткая фиксация пружины в опорных чашках
2) Своевременное возвращение колеса на дорогу, иными словами в кратчайший срок обеспечить сцепление с дорогой
Преднатяг бывает нескольких видов:
1) Отрицательный
2) Нулевой
3) Слабый
4) Средний
5) Сильный
А теперь давайте кратко пробежимся о плюсах, минусах и описании этих преднатягов.
Но для начала поясню, что означает слово «Отбой»
«Отбой» — резкое расжимание амортизатора до максимума его хода, с характерным стуком. Отбой выводит амортизатор из строя. Отбой очень и очень нежелательная вещь.
Описание преднатягов:
Отрицательный – Пружина полностью расжата и болтается в чашках при максимально поднятом штоке амортизатора.
«+++» Нет никакого отбоя
«+++» Наименьший возможный клиренс
«—» Колесо не возвращается на дорогу с необходимой скоростью
«—» Вероятность того, что пружина выпадет при интенсивной езде
«—» Амортизатор начинает пробивать на сжатие, практически постоянно
«—» Подвеска вообще не работает так, как должна
«—» В горку не подниметесь по неровному покрытию, не будет сцепления с дорогой.
Нулевой – Пружина полностью расжата и от руки прокручивается в чашках при максимально поднятом штоке амортизатора.
«++» Нет отбоя
«++» Малый клиренс
«-» Колесо не возвращается на дорогу с необходимой скоростью
«-» Амортизатор периодически пробивает на сжатие
«-» Подвеска все еще не работает так, как должна, но уже получше.
«-» В горку подняться будет сложно, низкое сцепление с дорогой.
Слабый – Пружина расжата не полностью, не прокручивается в чашках при максимально поднятом штоке амортизатора.
«+» Практически нет отбоя
«+» Уменьшенный клиренс, относительно стока
«+» Колесо начинает возвращаеться на дорогу с необходимой скоростью
«+» Амортизатор редко пробивает на сжатие
«+» Подвеска начинает работать так, как должна в 2/3 от максимального диапазона
«0» В горку подняться можно с небольшого разгона, среднее сцепление с дорогой. Немного привычки, практики и все будет хорошо.
Средний – Пружина сжата в стойке при максимально поднятом штоке амортизатора.
«-» Появляется отбой
«0» Клиренс ставится заводским
«+» Колесо возвращается на дорогу с необходимой скоростью
«+» Амортизатор не пробивает на сжатие
«+» Подвеска начинает работать так, как была рассчитана заводом-изготовителем во всем диапазоне хода штока амортизатора. Якобы максимально обеспечивает сцепление с дорожным покрытием.
«+» В горку подняться можно будет как обычно, максимальное сцепление с дорогой.
Сильный – Пружина сильно зажата в стойке при максимально поднятом штоке амортизатора.
«—» Появляется постоянный и жесткий отбой
«-» Клиренс ставится выше заводского
«-» Колесо возвращается на дорогу быстрее рассчитанного
«++» Амортизатор никогда не пробивает на сжатие
«-» Подвеска начинает козлить и выпрыгивать вверх, скакать как перекаченный мячик (как УАЗик) и не работать так, как положено.
«-» В горку подняться будет сложно, крайне низкое сцепление с дорогой. Колеса прыгают по неровностям.
Исходя из всего, вышесказанного, желательно подбирать преднятаг пружины или «Слабым», или «Средним».
Именно в этих двух случаях подвеска работает так, как должна. Наибольшее количество плюсов и естественно наивысшая надежность.
На этом у меня все, читайте, познавайте и до скорых встреч!
Жесткость пружин клапанов
При сборке спортивной головки блока цилиндров важную роль играют пружины клапана. При их выборе нужно понимать какой они жесткости, какой подъем распределительного вала возможно использовать с ними, хватит ли их жесткости для нормального закрытия клапана. На сегодняшний день на рынке есть три вида самых распространенных пружин клапанов для тюнинговых двигателей ВАЗ.
стандартные пружины ВАЗ для шестнадатиклапанных двигателей.
пружины от двигателя Opel c20xe
пружины Schrick
На рисунке два представлены все три образца. В самом низу стандартные пружины, посередине Opel, сверху Schrick. Даже по фотографии видно, что пружина schrick превосходит остальные по всем параметрам. Жесткость пружины клапана зависит от материала, из которого она сделана, длины, диаметра витка, а также толщины прутка. Но не всегда нужна большая жесткость пружины, можно обойтись без замены пружин клапанов, если вы сможете облегчить сам детали системы ГРМ: клапана, толкатели, тарелки клапанов.
Клапана ГРМ возможно дорабатывать на токарном станке, а возможно менять на клапана с меньшим диаметром стержня (это более эффективно). Например, используя увеличенный клапан ГРМ, но с меньшим диаметром стержня на 2 миллиметра, его вес может быть ниже на 30-40%.
Тарелки пружин клапанов делают легче за счет использования при изготовлении более легких материалов, таких как: титан, алюминиевые сплавы. Вес титановой тарелки клапана может быть ниже стандартной на 40%. Вес увеличенной титановой тарелки составляет 8,6 грамм.
Толкатели клапанов стандартного шестнадцатиклапанного двигателя ВАЗ имеют большой вес за счет механизма гидрокомпенсации тепловых зазоров клапанов. При установке спортивных механических толкателей этого механизма нет, и зазоры регулируются вручную мотористом.
Помимо жесткости пружин клапанов нужно понимать, с каким максимальным подъемом распределительный вал можно использовать. С помощью американского тестера пружин мы провели замеры и вывели данные по трем видам пружин клапанов, которые рассматривали.
Жесткость стандартной пружины 2112 (недоход до смыкания 2 мм) – 61 кг.
Для стабильной работы пружины необходимо использовать распределительные валы с подъемом клапана не выше 10,5 мм.
Жесткость пружины Opel (недоход до смыкания 2 мм) – 67 кг.
Для стабильной работы пружины необходимо использовать распределительные валы с подъемом клапана не выше 12,3 мм.
Жесткость пружины Schrick (недоход до смыкания 2 мм) – 92,5 кг
Для стабильной работы пружины необходимо использовать распределительные валы с подъемом клапана не выше 12,8 мм.
Преднатяг дифференциала винтовой блокировки. Нужен?
Преднатяг нужен! Но для других целей!
Главная › Преднатяг дифференциала винтовой блокировки. Нужен?
271 человек прочитали этот пост
Преднатяг нужен!
А зачем, я постараюсь объяснить в этой статье.
Небольшая мат.часть.
Усилие преднатяга создаёт набор стальных тарельчатых пружин:
Установлены пружины преднатяга в центральной части блокировки и распирают левую и правую шестерни полуосей в противоположные стороны, создавая их трение об корпус:
Располагаются пружины преднатяга друг относительно друга у разных производителей по-разному:
Многие Российские производители винтовых блокировок в результате так и не дали внятного ответа о правильном расположении пружин преднатяга, у остальных зачастую они стоят верно, но не в каждой выпущенной блокировке. Есть умельцы, располагающие в блокировках шайбы преднатяга таким образом:
что точно приведёт к быстрой поломке крайних шайб преднатяга, они раскрошатся и осколками со стружкой выведут из строя сателлиты или главную пару. Преднатяг соответственно исчезнет. Потребуется полная дефектовка редуктора и ремонт, замена тарельчатых пружин на новые с длительной работой по регулировке преднатяга.
По таблице видно, как работают тарельчатые пружины преднатяга в зависимости от расположения друг относительно друга:
При грамотном выставлении пружин по типу, форме, толщине и материалам возможно получить прогрессивную характеристику пакета пружин преднатяга, примерно как на последнем примере.
Высокий преднатяг, от 7 кг/м и выше сильно перенапрягает пружины и с течением времени они начинают ослабляться тем быстрее, чем выше изначальный преднатяг. Сильное трение шестерён об корпус повышает температуру масла в редукторе выше допустимых 150 градусов, это может лишить масло его свойств, особенно смазывающих. Ну и соответственно заметно выше становится расход при высоком преднатяге, особенно при езде в населённых пунктах.
Правильно подбранные по виду, форме, толщине и расположению пружины преднатяга обладают колоссальным эффектом: блокировка мягко и быстро срабатывает, не перегревает масло, не издаёт лишних звуков, не повышает расход, преднатяг держится годами и пружины не могут сломаться по определению. Такое расположение пружин гарантирует малое падение преднатяга со временем и составит от 2 до 5% в год, как и предписывает их производитель. Кстати от производителя пружин преднатяга многое зависит, бывают Российские, Немецкие, Американские, Японские, Китайские. Бывают разных видов, толщин, размеров, типов исполнения, из разных сталей и материалов, углепластика например:
Выбрать наиболее подходящие возможно лишь долгими испытаниями, тестами и изучением рекомендаций производителей.
Как оказалось высокая цена не показатель высокого качества.
Известно, что максимальный крутящий момент двигателя НИВЫ в зависимости от модели составляет до 150 H/m = 15 килограмм / метр (кг/м). Не большое значение, но! С учётом передаточного числа первой передачи, момент вырастает х4 и равняется 60 кг/м. Проходя раздаточную коробку, он увеличивается в 4 раза и равняется 240 кг/м. И, наконец, главная пара в зависимости от передаточного числа увеличивает момент в 3,9-4,3 раза, итоговый максимальный момент на ведущем колесе может достигать 1032 кг/м! А это без преувеличения одна тонна, приложенная на рычаг длиною в 1 метр.
Теперь становится понятным, почему сворачиваются и ломаются полуоси. 
Тронутся автомобилю по идеально ровной асфальтированной дороге на накачанных шинах возможно имея момент, равных примерно 70-80 H/m, это 7-8 кг/м, проверял лично динамометрическим ключом. А тронуться на песке или из небольшой ямы в грунте на подспущенных колёсах, потребуется 200-600 H/m, равно от 20 до 60 кг/м.
Винтовая блокировка хорошо работает и без пружин преднатяга, коэффициент блокирования даёт исключительно угол наклона зубьев сателлитов. Чем угол шестерни сателлита круче, тем больший коэффициент блокирования, но это контент для следующего поста.
Недостатки у блокировок без преднатяга неоспоримо есть: звонкое дребезжание деталей внутри блокировки при езде по кочкам и большее время срабатывания, т.к. детали заранее не прижаты к рабочим плоскостям. Непосредственно о пружинах преднатяга и о самом преднатяге внедорожное общество узнало в своё время силами одного именитого производителя блокировок посредством одного не менее имениторго журнала об автомобилях. Преднатяг позиционировался как ключевой параметр, от которого зависит степень блокировки. В связи с тем, что не многие пользователи подкованы технически, все поверили «на слово». Сейчас этот производитель признал это и отказался от термина «Преднатяг», заменив на «Муфта комфорта», а коэффициент блокирования регулируется углом наклона зубьев. Можете проверить на оффициальном сайте. Это решение правильное и честное по отношению к покупателям, мы с командой его единогласно поддерживаем.
Статья защищена авторским правом. При копировании указать источник.
Doctor Drive
Регулировка клапанов: что это, зачем нужно, и что будет, если ее не делать
Если вы становились свидетелем сцены, когда опытный автомобилист деловито открывал капот машины (вашей или своей), некоторое время вслушивался в звук работающего мотора, а потом многозначительно произносил фразу «клапаны надо отрегулировать», но при этом для вас его слова были не понятнее звука двигателя, который он слушал, то сегодня мы попробуем этот пробел восполнить. Что такое регулировка клапанов, зачем она нужна, когда ее нужно делать, и что будет, если ее не делать совсем? И почему на многих машинах регулировка клапанов вообще не нужна? Давайте разберемся.
Р абота обычного поршневого двигателя предполагает подачу в цилиндры топливовоздушной смеси и отвод из них отработавших газов. Обе функции выполняют клапаны – соответственно, впускные и выпускные, попеременно открываясь в нужное время для наполнения и опорожнения цилиндра. Управляет их работой распределительный вал, имеющий специальные кулачки, которые воздействуют на верхнюю часть клапана, открывая его в цилиндр. Конструкций приводного механизма существует несколько – распредвал может воздействовать на клапаны почти непосредственно, надавливая кулачком на толкатели, или, к примеру, через специальные коромысла, толкая один их конец, в то время как другой давит на клапан. Но в любом из случаев в конструкции есть интересующая нас особенность: тепловой зазор между кулачком распредвала и деталью клапанного механизма, которая открывает клапан. Ведь рабочая температура деталей двигателя, особенно клапанного механизма и собственно клапанов, очень высока, а при нагревании металл имеет свойство расширяться, что приводит, в частности, к удлинению клапана. Именно для компенсации этого расширения нужен тепловой зазор, а регулировка этого зазора и называется «регулировкой клапанов»
Да, с логической точки зрения формулировка «регулировка клапанов» не совсем верна. Клапан при нормальных условиях, когда на него не давит кулачок распредвала, закрыт: тарелка клапана плотно прижата пружиной к седлу в головке блока цилиндров, а должная герметичность обеспечивается фасками на обоих элементах. Соответственно, никакая регулировка клапану здесь не требуется – а вот тепловой зазор должен быть правильным. То есть, более корректно говорить не «регулировка клапанов», а «регулировка теплового зазора привода клапанов».
Если представить себе комбинацию «клапан – толкатель – распредвал» без теплового зазора – то есть, плотно прилегающими друг к другу при неработающем двигателе, то несложно понять, что при выходе на рабочую температуру на удлинившийся клапан, «вытягиваемый пружиной из цилиндра» в сторону распредвала, из-за температурного расширения начнет постоянно давить этот самый распредвал, приводя к небольшому сжатию пружины и неплотному закрытию клапана. То есть, при достижении рабочей температуры клапан фактически перестанет полноценно выполнять одну из своих функций: плотно закрываться для герметизации камеры сгорания и ее изоляции от впускного или выпускного тракта.
Подобное может произойти, к примеру, из-за износа седел и тарелок клапанов. Соответственно, в этом случае регулировка клапанов нужна, чтобы обеспечить нужный тепловой зазор для обеспечения полного закрытия клапанов.
Второй вариант – увеличение теплового зазора: например, из-за износа поверхностей кулачков распредвала и элементов привода клапанов. В этом случае даже после достижения двигателем рабочей температуры между распредвалом и клапанным механизмом будет оставаться зазор, а касаться они будут ударно и только в момент воздействия кулачка. Это уже пагубно влияет на ресурс клапанного механизма, но есть и другие последствия: клапан будет открываться чуть позже и не полностью – а значит, ухудшится наполняемость цилиндра топливовоздушной смесью.
Если не регулировать клапаны своевременно, это приведет к изменению теплового зазора. При этом и увеличение, и уменьшение теплового зазора, как мы уже поняли, негативно влияет на ресурс и работу двигателя. Уменьшение зазора означает неполное закрытие клапанов, которое приводит к ряду последствий. Негерметичность камеры сгорания из-за приоткрытого клапана приводит к падению компрессии и прорыву раскаленных газов во впускной или выпускной тракт (в зависимости от того, впускной или выпускной клапан приоткрыт).
Кроме того, стоит отметить значительно увеличивающуюся тепловую нагрузку на клапаны. Ведь плотный контакт закрытого клапана с седлом – это одно из важных условий его охлаждения, а если клапан неплотно прилегает к седлу, охлаждение ощутимо ухудшается. Особенно это касается выпускных клапанов: впускные дополнительно охлаждаются поступающей в цилиндры топливовоздушной смесью, а вот выпускные обеспечивают выход отработавших газов крайне высокой температуры, и для них охлаждение в зоне контакта с седлом имеет критическую важность. В крайнем случае плохое охлаждение клапана из-за малого теплового зазора может привести к его перегреву и разрушению – так называемому прогару. Кроме того, прорыв горящей топливовоздушной смеси в выпускной тракт повышает нагрузку на катализатор (а при его разрушении абразивная пыль может повредить и цилиндры).
Последствия увеличения теплового зазора несколько иные. Как было сказано выше, оно приводит к ударному воздействию распредвала на клапанный механизм, что негативно сказывается на его ресурсе, а также к несвоевременному и неполному открытию клапана. Ухудшение наполнения цилиндра топливовоздушной смесью при этом означает нарушение фаз газораспределения и снижение отдачи мотора: то есть, он будет хуже тянуть.
Величина теплового зазора определяется производителем для конкретного двигателя: если конструкция мотора предусматривает регулировку клапанов, показатели обычно указываются в руководстве по эксплуатации. — Kolesa.Ru (@Kolesa_Ru) 3 июня 2019 г.
В целом величина теплового зазора, разумеется, очень невелика, это десятые доли миллиметра – примерно 0,1-0,4 мм. При этом ее обычно определяют с помощью набора щупов с шагом в 0,05 мм и менее – то есть, соблюдается точность до сотых. Стоит отметить, что тепловой зазор для впускных и выпускных клапанов различается: как мы уже знаем, выпускные клапаны нагреваются сильнее – а следовательно, сильнее увеличиваются в размерах и требуют большего теплового зазора.
На практике знать конкретные значения теплового зазора нужно только для регулировки – то есть, если вы не занимаетесь ей самостоятельно, эти цифры вам не слишком пригодятся.
Периодичность регулировки клапанов, если она предусмотрена конструкцией мотора, указывается в руководстве по эксплуатации автомобиля. В целом эта процедура выполняется не так часто – обычно это каждые 50-80 тысяч километров. Однако и более частая проверка не повредит – особенно если машина оснащена газобаллонным оборудованием, так как газовое топливо повышает тепловую нагрузку на мотор.
Второй способ узнать о необходимости регулировки клапанов – это характерный звук: стук или цоканье при работе мотора, не проходящее по мере его прогрева.
Ну а если автомобиль приобретен не новым, и его пробег уже немаленький, то регулировка теплового зазора точно не будет лишней – нужно лишь выяснить, предусмотрена ли она конструкцией.
Существует несколько конструктивных вариантов регулировки теплового зазора. К примеру, один из вариантов – это подбор шайб нужной толщины, которые вставляются между толкателем клапана и кулачком распредвала. Для регулировки зазора он сначала замеряется с имеющейся шайбой, а потом шайба при необходимости заменяется на другую, большей или меньшей толщины. Альтернативный вариант при схожей конструкции – подборка не регулировочных шайб нужной толщины, а самих толкателей с необходимыми параметрами.
Еще одна вариация — это регулировка теплового зазора с помощью винтового механизма. В этом случае ничего подбирать не нужно: зазор измеряется щупом и затем при необходимости настраивается вкручиванием или выкручиванием регулировочного болта, который затем фиксируется контргайками — Kolesa.Ru (@Kolesa_Ru) 3 июня 2019 г.
Такой метод регулировки мы наглядно показывали в отдельном материале на примере Renault Logan.
Неоднократное уточнение о том, что регулировка клапанов должна быть предусмотрена конструкцией мотора, весьма важно: ведь многие двигатели этой процедуры не требуют. Зависит это от того, оснащен ли мотор гидрокомпенсаторами: это устройства, предназначенные для автоматической регулировки теплового зазора. Они работают за счет масла, поступающего в них из двигателя (поэтому, собственно, и называются « гидро компенсаторами») и полностью исключают необходимость периодической ручной регулировки клапанов. Сами они, конечно же, тоже не вечны – о необходимости их проверки и замены говорит все тот же цокающий стук, не исчезающий вскоре после запуска, а порой даже после прогрева двигателя. Однако главное, что нужно знать в контексте этого материала – это то, что моторам, оснащенным гидрокомпенсаторами, регулировка клапанов не нужна.
Таблица сравнения усилия и высоты пружин клапанов
Таблица сравнения усилия и высоты пружин клапанов (версия 1.0)
Данная таблица была составлено мною для обобщения информации по длине пружины под усилием. Для того чтоб выбрать нужную пружину нужно знать её параметры.
1. Есть рекомендация что для хорошей долгой и надёжной работы пружина должна иметь расстояние между витками не меньше 1.5 мм при полном подъёме клапана, если сделать меньше то есть большая вероятность обламывания пружины (кстати это же написано на сайте ОКБ)
2. Чтоб чётко выставить усилие на клапан в засухареном состоянии необходимо знать при какой высоте пружина развивает то или иное усилие.
3. Из практики (то что было снято с рабочих моторов и сравнивалось) на моторах ВАЗ (Классика и Самара) желательно чтоб в засухареном состоянии пружина имела преднатяг 38 – 42 кг, если клапан лёгкий и применяется тарелка из Д16т то можно сделать преднатяг 38 кг, если всё стандартное то лучше делать 42 кг (сравнение на эту тему рассматривается в видео
)
4. Также в данной таблице представлены гибриды, например наружная пружина BMW M10 (M30 старого) а внутренняя с ВАЗ-2108, или наружная пружина ВАЗ-2101 а внутренняя с Ford Sierra 2.0 л
Примеры подбора и регулировки пружины под распредвал с большим подъёмом:
1. Есть ВАЗ-2101, распредвал М38 с подъёмом 11.5 мм. Берём пружины с Ford Sierra 2.0 л, до смыкания витков при зазоре в 1.5 мм между ветками пружина имеет высоту 28.0 мм, прибавляем к ней 11.5 мм подъёма распредвала и получаем что в засухареном состоянии она должна иметь 39.5 мм, смотрим в таблицу – при высоте 39.5 мм пружина должна развивать усилие примерно 39 кг. При применении более легкого клапана и дюралевой тарелочки – то что нужно.
2. Есть ВАЗ 21083, распредвал MS-08 c подъёмом 11.5 мм. На этот мотор пружину с Ford Sierra 2.0 л уже не поставишь так как она ну входит в стакан (толкатель). Смотрим по таблице гибрид — наружная пружина BMW M10 (M30 старого) а внутренняя с ВАЗ-2108. До смыкания витков при зазоре между витками в 15 мм пружина сжимается до высоты 25.6 мм, прибавляем 11.5 мм подъём распредвала и получаем высоту пружины 37.1 мм, при этом она развивает усилие (преднятяг) 38 кг – то что нужно.
Может появится вопрос:
«почему нельзя поставить на классику те же пружины что и на 2108, видь подъём у распредвалов одинаковый и там и там?»
— ответ:
потому что на классику желательно поставить пружину которая приближается по усилию к 40 — 42 кг, а на 2108 можно ограничится пружиной на пару килограмм меньше, 37 – 38 кг (особенность конструкции)
П.С. сравнение всей системы по площади шляпы со стороны седла, мессе всего возвратно-поступательного механизма и усилию пружины должно быть в отдельной таблицы. Данная таблица относится ТОЛЬКО к верхнераспредвальным двигателям.