Valvetronic komponentu defekti
Šajā postā apskatīsim Valvetronic komponentu iespējamos defektus to nolietošanās rezultātā un šo defektu ietekmi uz vārsta pacēlumu.
Mēs pieņemam, ka BMW AG ir izgatavojis ideālas detaļas un tās ir bojātas tieši nolietojuma rezultātā.
Pirmā pamatlieta - komponenti, kas attiecas uz visiem cilindriem (piem., ekscentriskās vai sadales vārpstas gultņu brīvkustība), nekādi neradīs problēmas tikai vienā vai divos cilindros. Attiecīgi - ja tieši atsevišķiem cilindriem ir kādas problēmas, jāpēta komponenti, kas ir atsevišķi katram cilindram.
1. Sadales vārpsta (5). Sadales vārpstas virsma slīd pār Intermediate lever katrā ieplūdes ciklā, t.i.: berzes nolietojums - potenciāli liels. Tajā pat laikā - sadales vārpsta šajā konstrukcijā ir 'pirms' kustības pārveidotāja (t.i.: Intermediate lever), kas nozīmē - neliels sadales vārpstas nodilums problēmas neradīs. Ja, piemēram, Intermediate lever pārraides (transformācijas) koeficients ir 1/25 (0.04 - tukšgaitas režīms), 0.1mm sadales vārpstas nodilums radīs 0.1*0.04 = 4 mikronu vārsta gājiena samazinājumu. Šāda kļūda problēmas neradīs. Secinājums - ja nav būtisku (redzamu) sadales vārpstas defektu - tā nebūs iemesls nekorektai tukšgaitai;
2. Ekscentriskā vārpsta (14). Ekscentriskās vārpstas ietekme uz vārsta pacēlumu ir būtiska - tās virsmas defekti radīs ar šo defektu salīdzināmu vārsta pacēluma samazinājumu. Raksturīgi, ka 1:1 nodiluma un problēmas sakarība bija aktuāla Valvetronic 1.paaudzei. Valvetronic 2.paaudzei (pateicoties Gate block) ekscentriskās vārpstas defektu ietekme mazu vārstu atvērumu apgabalā ir samazināta vairākas reizes: Valvetronic 2.paaudzei varam pieņemt, ka vārpstas defekts 0.1mm radīs 0.02 .. 0.03mm vārsta kustības samazinājumu. Taču, Intermediate lever slīd pār ekscentrisko vārpstu tikai tad, kad mainās dzinēja režīms (jāmaina vārstu pacēlums). Šīs režīma izmaiņas notiek nesalīdzināmi retāk kā vārstu atvēruma cikli. Intermediate lever kustības, kas notiek šo detaļu saskarmes punktā katrā vārsta atvēršanās ciklā, ir ļoti nelielas, attiecīgi - par ekscentriskās vārpstas nodilumu varam neuztraukties - citas detaļas nodils ātrāk!
3. Intermediate lever (13) - tā saskarsmes vieta ar ekscentrisko vārpstu: nodils nenozīmīgi, jo (galvenā) kustība ar ekscentrisko vārpstu notiek tikai mainoties dzinēja režīmam, turklāt, šīs virsmas nodilumu kompensēs HVA. Saskarsmes virsma ar sadales vārpstu nodils straujāk (jo virsmas slīd viena pret otru katru vārsta atvēršanās ciklu), taču nodiluma ietekme samazinās atbilstoši Intermediate lever transformācijas koeficientam - problēma nepieaugs mazu vārsta atvērumu apgabalā. Intermediate lever apakšējā daļa, precīzāk - tās forma, nevis absolūtais nodilums (daļa, kas saskaras ar Roller cam follower) viskritiskāk ietekmē vārsta atvēršanos. Vēl precīzāk - šīs formas atbilstība sakritība starp cilindriem. Turklāt, šī virsma nodilst ātri - Intermediate lever slīd pār Roller cam follower katrā vārsta atvēršanās ciklā un saņem sitienus, ja HVA nestrādā korekti. Un atkal - šīs formas absolūto nodilumu kompensēs HVA;
Piezīme: eksentriskās vārpstas (īpaši raksturīgi Valvetronic Generation 1) un Intermediate lever (gan tā saskarsmes vietu ar ekscentrisko vārpstu, gan saskarsmes vietu ar Roller cam follower); Gate block (Generation 2) priekšlaicīgu bojāšanos izraisa HVA defekts - brīvkustība.
4. Vārsta (8) kāts. Vārsta kāts nebūs vainīgs, ja vien HVA ilgu laiku nav bijis katastrofāli bojāts un Roller cam follower nav to (vārsta kātu) deformējis tik ļoti, ka pat nomainīts un korekti strādājošs HVA vairs nespēj nodrošināt normālu mezgla darbību;
5. HVA (7). Kā jau minēts iepriekš, HVA ir kritiski svarīgs normālai Valvetronic darbības nodrošināšanai. Šī mezgla ietekme uz vārsta pacēlumu ir ļoti būtiska - tā samazina vārsta atvērumu par 1/2 no HVA brīvkustības, t.i.: kļūst ļoti nozīmīga tieši mazu vārsta pacēlumu režīmā (tukšgaitā), t.i.: pat niecīga - 0.1mm neatbilstība HVA darbībā radīs 0.05mm vārsta pacēluma samazinājumu (samazinās to par 15% tukšgaitas režīmā, savukārt, pilnas slodzes režīmā izmaiņas būs tikai 0.7% - problēmu nebūs);
6. Gate block (4) nebūs īstais vaininieks. Šajā punktā Intermediate lever veic pozīcijas maiņu tikai tad, ja mainās ekscentriskās vārpstas pozīcija - tas notiek relatīvi reti. Savukārt, rotācijas kustība šajā punktā ir ļoti nelielā amplitūdā. Un papildus visam - korekti strādājošs HVA kompensēs šī mezgla nodilumu;
7. Roller cam follower (12) kritiska virsma - daļa, pa kuru slīd Intermediate lever. Arī šeit (tāpat kā Intermediate lever) kritiska ir tieši formas maiņa (jo korektas formas gadījumā Intemediate lever/Roller cam follower izmēru atšķirības kompensēs HVA). Jāatzīmē, ka formas izmaiņas ietekme uz vārsta pacēluma nevienmērību ir būtiski mazāka kā Intermediate lever.
Īsais kopsavilkums:
Kritiskākās (no nodiluma viedokļa) pozīcijas, secībā - no mazāk kritiska līdz kritiskākajam:
a) Roller cam follower virsmas forma, kur tas saskaras ar Intermediate lever; ekscentriskā vārpsta;
b) Intermediate lever virsmas forma, kas saskaras ar Roller cam follower - ne bez iemesla tieši šis elements tiek pārdots ar vairākiem atšķirīgiem kodiem, atbilstoši tā nomērītajiem parametriem;
c) HVA korekta darbība - problēmas pieaugums raksturīgs tieši mazu vārsta pacēlumu - tukšgaitas režīma gadījumā (problēmas ietekme apgriezti proporcionāla maksimālajam vārsta atvērumam).
Un visbeidzot - attēls, kas grafiski parāda raksturīgāko bojājumu (konkrēta nodiluma, piemēram: 0.1mm) ietekmi uz vārsta gājienu
A: sadales vārpsta un Intermediate lever nodilums punktā, kas saskaras ar sadales vārpstu. Defekta ietekme nemainīga un relatīvi neliela visā diapazonā;
B: ekscentriskās vārpstas nodiluma ietekme Valvetronic 2.paaudzei;
C: HVA ietekme (pieaugoša, samazinoties vārsta atvērumam);
D: ekscentriskās vārpstas nodiluma ietekme Valvetronic 1.paaudzei.
Grafikā nav iezīmēta Intermediate lever (daļa, kas pieskaras Roller cam follower). Šī nodiluma ietekme ir specifiska:
a) absolūtais nodilums - to kompensē HVA, ietekme ir 0;
b) formas izmaiņas - ietekme ir 1:1 (augsta, analoga 1. paaudzes Valvetronic ekscentriskās vārsptas nodiluma ietekmei);
c) formas izmaiņas maina gan vārsta atvērumu, bet vēl būtiskāk maina atvēruma 'shape'.
1.paaudzes Valvetronic ekscentriskās vārpstas un Intermediate lever ('apakšējās' daļas formas) defekta ietekme ir visaugstākā (1:1), HVA seko ar 1:2; 2.paaudzes Valvetronic ekscentriskās vārpstas defekta ietekme samazinās vairākas reizes (līdz 1:3 .. 1:5) vārsta mazu atvērumu apgabalā, sadales vārpstas defekta nozīme ir maza visā vārsta darbības diapazonā (ap 1:20).
Te jāatcerās vēl viena būtiska nianse: aplūkojot vārpstu, Intermediate lever vai citu detaļu nodilumu, mēs parasti meklējam vismazākās (0.1mm un mazāk) nodiluma pazīmes, savukārt, HVA vizuāli neko nemanot var radīt daudz nopietnākas problēmas!
Lūk, kā mainās defekta ietekme, ja mēs problēmu aplūkojam no skatupunkta - paliekošs mehāniskās efektivitātes disbalanss starp cilindriem:
Kāda ir pieņēmuma būtība?
Cilindru mehāniskais disbalanss (Rough run dati) norāda uz ATŠĶIRĪBĀM cilindru darbībā. Attiecīgi - jāaplūko tieši atšķirības, nevis absolūtās vērtības.
Gan ekscentriskā vārpsta, gan Intermediate lever ir pakļauti VIENĀDA SKAITA cikliem. Piespiedējspēks (vārstu un return atsperu pretspēks) starp šīm detaļām ir līdzīgs; temperatūra u.c. apstākļi (tajā skaitā - detaļu sektori, kas pakļauti nodilumam) - līdzīgi. Pašsaprotami, ka nav iespējama situācija - viena cilindra detaļu nodilums ir maksimāls, bet otra cilindra detaļas nav nodilušas vispār. Es pieņemu, ka nodiluma atšķirība starp cilindriem sasniedz 25 .. 30% (t.i.: piemēram, pie absolūtā izdiluma 0.1mm atšķirības starp dažādu cilindru detaļu nodilumu ir līdz 0.03mm). Manas matemātikas un fizikas pamatzināšanas saka, ka 25 .. 30% varētu būt vidēji pesimistiska prognoze (t.i.: reāla situācija rādīs labāku nodiluma sakritību starp cilindriem). Absolūto izdilumu būtu jākompensē HVA - tas mūs neinteresē (jo cilindru efektivitātes disbalanss norāda uz atšķirībām tieši starp cilindru komponentiem). Attiecīgi: A; B; D tipa defektu ietekme samazinās līdz 25 .. 30% no sākotnējās.
Savukārt, HVA specifiski defekti (vārsta nehermētiskums, mikroskrāpējumi cilindra sienās, utml) būs individuāli tieši konkrētajam HVA! HVA 'nenodilst' līdzīgi visiem cilindriem kā metāla detaļas, tām slīdot X skaitu ciklu!
Kā redzam, ar vismaz divkāršu/trīskāršu ietekmes pārsvaru matemātiski vadībā izvirzās HVA!
Turklāt, šī dominance neņem vērā HVA 'vainu pastiprinošus apstākļus':
a) HVA tiek pakļauti slodzes izmaiņām katrā vārsta ciklā, nevis tikai tad, kad ekscentriskā vārpsta maina pozīciju;
b) HVA brīvkustību pierasts vērtēt 'tikšķēšanas' līmenī (un pārbaudīt - to saspiežot), nevis novērtēt tā darbības precizitāti ar kārtu 0.01mm;
c) HVA darbības problēmas nevar redzēt, īsti nevar nomērīt ne 'ārpus dzinēja', ne dzinējam darbojoties, to darbību ietekmē ārēji apstākļi: eļļas spiediens to šahtā (arī to nevar nomērīt) - defekts var labi 'noslēpties';
d) atšķirībā no nodiluma, HVA defekti var būt 'peldoši', t.i.: mainīties atkarībā no dzinēja temperatūras, eļļas kondīcijas, te pastiprināties, te - it kā bez iemesla samazināties.
Piemērs N1. Valvetronic 2.paaudze. Ekscentriskās vārpstas vidējais izdilums ap 0.1mm versus kāda cilindra HVA brīvkustība 0.1mm: HVA problēmu gadījumā cilindru mehāniskais disbalanss būs reizes 5 .. 8 (!!!) lielāks. Jeb: ap 0.02mm HVA defekts radīs tādu pašu disbalansu kā ekscentriskās vārpstas (aptuvens) 0.1mm liels izdilums.
Kexc = 0.3*0.2 (30% paredzamā formas atšķirība un 1/5 pārraides koeficients, pateicoties Gate)
Khva = 1*0.5 (pilnīgi neatkarīgs, jeb 100% defekts un 1/2 pāaraides koeficients, pateicoties Roller cam follower)
Piemērs N2. Valvetronic 2. paaudze. Atslēdzot cilindru X, Rough run menu uzrāda tā 0 efektivitāti, kas atbilst +6.0 vienībām. Ar ieslēgtu cilindru X: Rough run menu uzrāda tā efektivitāti +3.0 vienības (50% no vajadzīgās). Acīmredzot, bojātā cilindra ieplūdes vārsti atveras mazāk kā vajadzētu. Ļoti aptuveni varam pieņemt, ka vārstu atvēršanās augstums ir samazināts par 25 .. 50% (ja mezglā ir brīvkustība - samazinoties atvēršanās augstumam, samazinās arī atvēršanās laiks). Apskatīsim optimistiskāko (mazākā nodiluma) scenāriju. Pie atvēruma 0.4mm (tukšgaitas režīms) 25% katra ieplūdes vārsta atvēruma kritums būs 0.1mm.
HVA defekta gadījumā - brīvkustībai jābūt 0.2mm; ekscentriskās vārpstas formas atšķirībai starp cilindriem - virs 0.4 .. 0.5mm, paredzamais absolūtais nodilums: vairāki mm!
Intermediate lever apakšējās daļas formas atšķirībai starp cilindriem jābūt vismaz 0.1mm, prognozējamajam vidējam nodilumam - vismaz 0.3mm.
Ja pieņemam, ka bojāts ir viens, nevis abi ieplūdes vārsti, bojājuma apmēram jābūt vēl dramatiskākam. Ir skaidrs, ka šādus katastrofālus ekscentriskās vārpstas vai Intemediate lever bojājumus varēs identificēt ar 'neapbruņotu aci'. Savukārt, ja tādi dramatiski bojājumi nav redzami, acīmredzot - ne šo detaļu bojājums izraisa tādu mehāniskās efektivitātes kritumu.
Piemērs N3.
Viena ieplūdes vārsta gājiens relatīvi samazināts par 0.1mm, kas atbildīs efektivitātes kritumam ap 15% (ja vārstu gājiens ir 0.4mm - tukšgaitas režīms). Tabulā apkopots: nepieciešamais izdilums/defekta apmērs, kas nodrošinātu šādu vārsta gājiena samazinājumu.
(1) tiek pieņems, ka atšķirības starp vārstiem ir ap 30% no kopējā nodiluma;
n.a.: saprāta robežās - nevar izraisīt tik lielu novirzi no normas.
Piezīme: augstākminētie apgalvojumi un aprēķins, protams, ir vienkāršots. Es meklēju dominējošās komponentes konkrētajai problēmai. Es nešaubos, ka BMW AG rīcībā ir precīzi mehāniskie modeļi, milzīgs apjoms nodiluma simulācijas datu. Būtiskākais - manuprāt, milzīgs apjoms Valvetronic detaļu tiek mainīts, neapzinot problēmas galveno vainīgo: HVA.
Mēs pieņemam, ka BMW AG ir izgatavojis ideālas detaļas un tās ir bojātas tieši nolietojuma rezultātā.
Pirmā pamatlieta - komponenti, kas attiecas uz visiem cilindriem (piem., ekscentriskās vai sadales vārpstas gultņu brīvkustība), nekādi neradīs problēmas tikai vienā vai divos cilindros. Attiecīgi - ja tieši atsevišķiem cilindriem ir kādas problēmas, jāpēta komponenti, kas ir atsevišķi katram cilindram.
1. Sadales vārpsta (5). Sadales vārpstas virsma slīd pār Intermediate lever katrā ieplūdes ciklā, t.i.: berzes nolietojums - potenciāli liels. Tajā pat laikā - sadales vārpsta šajā konstrukcijā ir 'pirms' kustības pārveidotāja (t.i.: Intermediate lever), kas nozīmē - neliels sadales vārpstas nodilums problēmas neradīs. Ja, piemēram, Intermediate lever pārraides (transformācijas) koeficients ir 1/25 (0.04 - tukšgaitas režīms), 0.1mm sadales vārpstas nodilums radīs 0.1*0.04 = 4 mikronu vārsta gājiena samazinājumu. Šāda kļūda problēmas neradīs. Secinājums - ja nav būtisku (redzamu) sadales vārpstas defektu - tā nebūs iemesls nekorektai tukšgaitai;
2. Ekscentriskā vārpsta (14). Ekscentriskās vārpstas ietekme uz vārsta pacēlumu ir būtiska - tās virsmas defekti radīs ar šo defektu salīdzināmu vārsta pacēluma samazinājumu. Raksturīgi, ka 1:1 nodiluma un problēmas sakarība bija aktuāla Valvetronic 1.paaudzei. Valvetronic 2.paaudzei (pateicoties Gate block) ekscentriskās vārpstas defektu ietekme mazu vārstu atvērumu apgabalā ir samazināta vairākas reizes: Valvetronic 2.paaudzei varam pieņemt, ka vārpstas defekts 0.1mm radīs 0.02 .. 0.03mm vārsta kustības samazinājumu. Taču, Intermediate lever slīd pār ekscentrisko vārpstu tikai tad, kad mainās dzinēja režīms (jāmaina vārstu pacēlums). Šīs režīma izmaiņas notiek nesalīdzināmi retāk kā vārstu atvēruma cikli. Intermediate lever kustības, kas notiek šo detaļu saskarmes punktā katrā vārsta atvēršanās ciklā, ir ļoti nelielas, attiecīgi - par ekscentriskās vārpstas nodilumu varam neuztraukties - citas detaļas nodils ātrāk!
3. Intermediate lever (13) - tā saskarsmes vieta ar ekscentrisko vārpstu: nodils nenozīmīgi, jo (galvenā) kustība ar ekscentrisko vārpstu notiek tikai mainoties dzinēja režīmam, turklāt, šīs virsmas nodilumu kompensēs HVA. Saskarsmes virsma ar sadales vārpstu nodils straujāk (jo virsmas slīd viena pret otru katru vārsta atvēršanās ciklu), taču nodiluma ietekme samazinās atbilstoši Intermediate lever transformācijas koeficientam - problēma nepieaugs mazu vārsta atvērumu apgabalā. Intermediate lever apakšējā daļa, precīzāk - tās forma, nevis absolūtais nodilums (daļa, kas saskaras ar Roller cam follower) viskritiskāk ietekmē vārsta atvēršanos. Vēl precīzāk - šīs formas atbilstība sakritība starp cilindriem. Turklāt, šī virsma nodilst ātri - Intermediate lever slīd pār Roller cam follower katrā vārsta atvēršanās ciklā un saņem sitienus, ja HVA nestrādā korekti. Un atkal - šīs formas absolūto nodilumu kompensēs HVA;
Piezīme: eksentriskās vārpstas (īpaši raksturīgi Valvetronic Generation 1) un Intermediate lever (gan tā saskarsmes vietu ar ekscentrisko vārpstu, gan saskarsmes vietu ar Roller cam follower); Gate block (Generation 2) priekšlaicīgu bojāšanos izraisa HVA defekts - brīvkustība.
4. Vārsta (8) kāts. Vārsta kāts nebūs vainīgs, ja vien HVA ilgu laiku nav bijis katastrofāli bojāts un Roller cam follower nav to (vārsta kātu) deformējis tik ļoti, ka pat nomainīts un korekti strādājošs HVA vairs nespēj nodrošināt normālu mezgla darbību;
5. HVA (7). Kā jau minēts iepriekš, HVA ir kritiski svarīgs normālai Valvetronic darbības nodrošināšanai. Šī mezgla ietekme uz vārsta pacēlumu ir ļoti būtiska - tā samazina vārsta atvērumu par 1/2 no HVA brīvkustības, t.i.: kļūst ļoti nozīmīga tieši mazu vārsta pacēlumu režīmā (tukšgaitā), t.i.: pat niecīga - 0.1mm neatbilstība HVA darbībā radīs 0.05mm vārsta pacēluma samazinājumu (samazinās to par 15% tukšgaitas režīmā, savukārt, pilnas slodzes režīmā izmaiņas būs tikai 0.7% - problēmu nebūs);
6. Gate block (4) nebūs īstais vaininieks. Šajā punktā Intermediate lever veic pozīcijas maiņu tikai tad, ja mainās ekscentriskās vārpstas pozīcija - tas notiek relatīvi reti. Savukārt, rotācijas kustība šajā punktā ir ļoti nelielā amplitūdā. Un papildus visam - korekti strādājošs HVA kompensēs šī mezgla nodilumu;
7. Roller cam follower (12) kritiska virsma - daļa, pa kuru slīd Intermediate lever. Arī šeit (tāpat kā Intermediate lever) kritiska ir tieši formas maiņa (jo korektas formas gadījumā Intemediate lever/Roller cam follower izmēru atšķirības kompensēs HVA). Jāatzīmē, ka formas izmaiņas ietekme uz vārsta pacēluma nevienmērību ir būtiski mazāka kā Intermediate lever.
Īsais kopsavilkums:
Kritiskākās (no nodiluma viedokļa) pozīcijas, secībā - no mazāk kritiska līdz kritiskākajam:
a) Roller cam follower virsmas forma, kur tas saskaras ar Intermediate lever; ekscentriskā vārpsta;
b) Intermediate lever virsmas forma, kas saskaras ar Roller cam follower - ne bez iemesla tieši šis elements tiek pārdots ar vairākiem atšķirīgiem kodiem, atbilstoši tā nomērītajiem parametriem;
c) HVA korekta darbība - problēmas pieaugums raksturīgs tieši mazu vārsta pacēlumu - tukšgaitas režīma gadījumā (problēmas ietekme apgriezti proporcionāla maksimālajam vārsta atvērumam).
Un visbeidzot - attēls, kas grafiski parāda raksturīgāko bojājumu (konkrēta nodiluma, piemēram: 0.1mm) ietekmi uz vārsta gājienu
A: sadales vārpsta un Intermediate lever nodilums punktā, kas saskaras ar sadales vārpstu. Defekta ietekme nemainīga un relatīvi neliela visā diapazonā;
B: ekscentriskās vārpstas nodiluma ietekme Valvetronic 2.paaudzei;
C: HVA ietekme (pieaugoša, samazinoties vārsta atvērumam);
D: ekscentriskās vārpstas nodiluma ietekme Valvetronic 1.paaudzei.
Grafikā nav iezīmēta Intermediate lever (daļa, kas pieskaras Roller cam follower). Šī nodiluma ietekme ir specifiska:
a) absolūtais nodilums - to kompensē HVA, ietekme ir 0;
b) formas izmaiņas - ietekme ir 1:1 (augsta, analoga 1. paaudzes Valvetronic ekscentriskās vārsptas nodiluma ietekmei);
c) formas izmaiņas maina gan vārsta atvērumu, bet vēl būtiskāk maina atvēruma 'shape'.
1.paaudzes Valvetronic ekscentriskās vārpstas un Intermediate lever ('apakšējās' daļas formas) defekta ietekme ir visaugstākā (1:1), HVA seko ar 1:2; 2.paaudzes Valvetronic ekscentriskās vārpstas defekta ietekme samazinās vairākas reizes (līdz 1:3 .. 1:5) vārsta mazu atvērumu apgabalā, sadales vārpstas defekta nozīme ir maza visā vārsta darbības diapazonā (ap 1:20).
Te jāatcerās vēl viena būtiska nianse: aplūkojot vārpstu, Intermediate lever vai citu detaļu nodilumu, mēs parasti meklējam vismazākās (0.1mm un mazāk) nodiluma pazīmes, savukārt, HVA vizuāli neko nemanot var radīt daudz nopietnākas problēmas!
Lūk, kā mainās defekta ietekme, ja mēs problēmu aplūkojam no skatupunkta - paliekošs mehāniskās efektivitātes disbalanss starp cilindriem:
Cilindru mehāniskais disbalanss (Rough run dati) norāda uz ATŠĶIRĪBĀM cilindru darbībā. Attiecīgi - jāaplūko tieši atšķirības, nevis absolūtās vērtības.
Gan ekscentriskā vārpsta, gan Intermediate lever ir pakļauti VIENĀDA SKAITA cikliem. Piespiedējspēks (vārstu un return atsperu pretspēks) starp šīm detaļām ir līdzīgs; temperatūra u.c. apstākļi (tajā skaitā - detaļu sektori, kas pakļauti nodilumam) - līdzīgi. Pašsaprotami, ka nav iespējama situācija - viena cilindra detaļu nodilums ir maksimāls, bet otra cilindra detaļas nav nodilušas vispār. Es pieņemu, ka nodiluma atšķirība starp cilindriem sasniedz 25 .. 30% (t.i.: piemēram, pie absolūtā izdiluma 0.1mm atšķirības starp dažādu cilindru detaļu nodilumu ir līdz 0.03mm). Manas matemātikas un fizikas pamatzināšanas saka, ka 25 .. 30% varētu būt vidēji pesimistiska prognoze (t.i.: reāla situācija rādīs labāku nodiluma sakritību starp cilindriem). Absolūto izdilumu būtu jākompensē HVA - tas mūs neinteresē (jo cilindru efektivitātes disbalanss norāda uz atšķirībām tieši starp cilindru komponentiem). Attiecīgi: A; B; D tipa defektu ietekme samazinās līdz 25 .. 30% no sākotnējās.
Savukārt, HVA specifiski defekti (vārsta nehermētiskums, mikroskrāpējumi cilindra sienās, utml) būs individuāli tieši konkrētajam HVA! HVA 'nenodilst' līdzīgi visiem cilindriem kā metāla detaļas, tām slīdot X skaitu ciklu!
Kā redzam, ar vismaz divkāršu/trīskāršu ietekmes pārsvaru matemātiski vadībā izvirzās HVA!
Turklāt, šī dominance neņem vērā HVA 'vainu pastiprinošus apstākļus':
a) HVA tiek pakļauti slodzes izmaiņām katrā vārsta ciklā, nevis tikai tad, kad ekscentriskā vārpsta maina pozīciju;
b) HVA brīvkustību pierasts vērtēt 'tikšķēšanas' līmenī (un pārbaudīt - to saspiežot), nevis novērtēt tā darbības precizitāti ar kārtu 0.01mm;
c) HVA darbības problēmas nevar redzēt, īsti nevar nomērīt ne 'ārpus dzinēja', ne dzinējam darbojoties, to darbību ietekmē ārēji apstākļi: eļļas spiediens to šahtā (arī to nevar nomērīt) - defekts var labi 'noslēpties';
d) atšķirībā no nodiluma, HVA defekti var būt 'peldoši', t.i.: mainīties atkarībā no dzinēja temperatūras, eļļas kondīcijas, te pastiprināties, te - it kā bez iemesla samazināties.
Piemērs N1. Valvetronic 2.paaudze. Ekscentriskās vārpstas vidējais izdilums ap 0.1mm versus kāda cilindra HVA brīvkustība 0.1mm: HVA problēmu gadījumā cilindru mehāniskais disbalanss būs reizes 5 .. 8 (!!!) lielāks. Jeb: ap 0.02mm HVA defekts radīs tādu pašu disbalansu kā ekscentriskās vārpstas (aptuvens) 0.1mm liels izdilums.
Kexc = 0.3*0.2 (30% paredzamā formas atšķirība un 1/5 pārraides koeficients, pateicoties Gate)
Khva = 1*0.5 (pilnīgi neatkarīgs, jeb 100% defekts un 1/2 pāaraides koeficients, pateicoties Roller cam follower)
Piemērs N2. Valvetronic 2. paaudze. Atslēdzot cilindru X, Rough run menu uzrāda tā 0 efektivitāti, kas atbilst +6.0 vienībām. Ar ieslēgtu cilindru X: Rough run menu uzrāda tā efektivitāti +3.0 vienības (50% no vajadzīgās). Acīmredzot, bojātā cilindra ieplūdes vārsti atveras mazāk kā vajadzētu. Ļoti aptuveni varam pieņemt, ka vārstu atvēršanās augstums ir samazināts par 25 .. 50% (ja mezglā ir brīvkustība - samazinoties atvēršanās augstumam, samazinās arī atvēršanās laiks). Apskatīsim optimistiskāko (mazākā nodiluma) scenāriju. Pie atvēruma 0.4mm (tukšgaitas režīms) 25% katra ieplūdes vārsta atvēruma kritums būs 0.1mm.
HVA defekta gadījumā - brīvkustībai jābūt 0.2mm; ekscentriskās vārpstas formas atšķirībai starp cilindriem - virs 0.4 .. 0.5mm, paredzamais absolūtais nodilums: vairāki mm!
Intermediate lever apakšējās daļas formas atšķirībai starp cilindriem jābūt vismaz 0.1mm, prognozējamajam vidējam nodilumam - vismaz 0.3mm.
Ja pieņemam, ka bojāts ir viens, nevis abi ieplūdes vārsti, bojājuma apmēram jābūt vēl dramatiskākam. Ir skaidrs, ka šādus katastrofālus ekscentriskās vārpstas vai Intemediate lever bojājumus varēs identificēt ar 'neapbruņotu aci'. Savukārt, ja tādi dramatiski bojājumi nav redzami, acīmredzot - ne šo detaļu bojājums izraisa tādu mehāniskās efektivitātes kritumu.
Piemērs N3.
Viena ieplūdes vārsta gājiens relatīvi samazināts par 0.1mm, kas atbildīs efektivitātes kritumam ap 15% (ja vārstu gājiens ir 0.4mm - tukšgaitas režīms). Tabulā apkopots: nepieciešamais izdilums/defekta apmērs, kas nodrošinātu šādu vārsta gājiena samazinājumu.
n.a.: saprāta robežās - nevar izraisīt tik lielu novirzi no normas.
Piezīme: augstākminētie apgalvojumi un aprēķins, protams, ir vienkāršots. Es meklēju dominējošās komponentes konkrētajai problēmai. Es nešaubos, ka BMW AG rīcībā ir precīzi mehāniskie modeļi, milzīgs apjoms nodiluma simulācijas datu. Būtiskākais - manuprāt, milzīgs apjoms Valvetronic detaļu tiek mainīts, neapzinot problēmas galveno vainīgo: HVA.
Komentāri
Ierakstīt komentāru