การวิเคราะห์องค์ประกอบสำคัญของชุดแขนโยก: การวิเคราะห์เชิงลึก-จากโครงสร้างสู่ฟังก์ชัน

ส่วนประกอบแบบโยกเป็นองค์ประกอบหลักของระบบรางวาล์วของเครื่องยนต์ และความแม่นยำในการออกแบบส่งผลโดยตรงต่อกำลังขับของเครื่องยนต์ การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง และความทนทาน ในกรณีของรถบรรทุกตักของ Hyundai ชุดประกอบแขนโยกใช้โครงสร้างคันโยกที่แม่นยำเพื่อเปิดและปิดวาล์วเป็นระยะ ส่วนประกอบที่สำคัญ ได้แก่ ตัวแขนโยก เพลาแขนโยก บุชชิ่ง สปริงกำหนดตำแหน่ง และกลไกการปรับ ส่วนประกอบเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่มีประสิทธิภาพของระบบรางวาล์ว
I. ตัวแขนโยก: แกนคันโยกของระบบส่งกำลัง
ตัวโยกใช้การออกแบบก้านแขนทั้งสอง-ที่มีความยาวไม่เท่ากัน ปลายแขนที่สั้นกว่าสัมผัสกับพัตเตอร์หรือก้านไฮดรอลิก ในขณะที่ปลายแขนที่ยาวกว่าจะขับเคลื่อนก้านวาล์ว การเพิ่มประสิทธิภาพการส่งกำลังผ่านอัตราส่วนเลเวอเรจ ตัวอย่างเช่น แขนโยกของ Hyundai Porter II ได้รับการออกแบบให้เป็น 1.2-1.8 ด้วยการติดตั้งลิฟต์วาล์วและการปรับอัตราส่วนความยาวแขนโยก ภาระของเพลาลูกเบี้ยวจะลดลงและอายุการใช้งานของชิ้นส่วนสำคัญสามารถยืดเยื้อได้ เครื่องยนต์สมรรถนะสูงบางรุ่นได้รับการออกแบบด้วยแขนโยกแบบลอยได้ โดยปล่อยเพลาแขนโยกออกเพื่อให้เกิดวิถีการเคลื่อนที่ที่ยืดหยุ่นมากขึ้นผ่านจุดหมุนอิสระ แต่ต้องใช้กระบวนการผลิตที่แม่นยำยิ่งขึ้น
คุณสมบัติโครงสร้างทั่วไป:
การเลือกใช้วัสดุ: เหล็กโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงหรือวัสดุฐานเหล็กหล่อ, การชุบคาร์บูไรซิ่งที่พื้นผิว, ความแข็ง HRC52-58, ความต้านทานต่อการเสียดสีเพิ่มขึ้นมากกว่า 30%
การออกแบบพื้นผิวการทำงาน: ปลายแขนยาวที่มีพื้นผิวสัมผัสโค้ง โดยการสัมผัสโดยตรงกับหางก้านวาล์วเพื่อลดความเข้มข้นของความเครียดเฉพาะที่ ปลายแขนสั้นมีรูเกลียวสำหรับติดตั้งสกรูปรับระยะวาล์ว
เค้าโครงเส้นทางผ่านน้ำมัน: การเจาะท่อภายในเส้นผ่านศูนย์กลาง 2-3 มม. และการจัดตำแหน่งเพลาแขนโยกรูน้ำมันเพื่อให้แน่ใจว่ามีการหล่อลื่นอย่างต่อเนื่องของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว
ครั้งที่สอง Rocker Arm Shaft: รองรับคู่และตัวหล่อลื่น
เนื่องจากจุดศูนย์กลางการหมุนของแขนโยก เพลาแขนโยกจึงใช้โครงสร้างท่อกลวง และอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางภายในต่อเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกมักจะเป็น 0.6 -0.7 ซึ่งช่วยลดน้ำหนักในขณะที่มั่นใจในความแข็งแกร่ง คุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญ ได้แก่ :
โครงสร้างตำแหน่ง: ปลายทั้งสองของเพลาได้รับการแก้ไขบนหัวกระบอกสูบด้วยหมุดระบุตำแหน่งแบบเรียวเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ตามแนวแกน และ aa ร่องน้ำมันวงแหวนถูกจัดเรียงไว้ตรงกลางเพื่อรองรับการจัดตำแหน่งของรูน้ำมันกับเพลาแขนโยก ก่อให้เกิดการหล่อลื่นช่องช่องทางการไหลเวียนของน้ำมันหล่อลื่น
การรักษาพื้นผิว: พื้นผิวถูกดับด้วยความถี่สูงด้วยความแข็ง HRC45-50 ความต้านทานต่อการขัดถูเพิ่มขึ้น 50% และพื้นผิวด้านในถูกขัดให้ Ra0.8 ไมครอนเพื่อลดความต้านทานการไหลของสารหล่อลื่น
การออกแบบการซีล: ปลายทั้งสองของโอริง-ใช้เพื่อป้องกันการรั่วไหลของน้ำมันและทำงานที่อุณหภูมิระหว่าง -40 องศาถึง 150 องศา
ที่สาม บูชและลูกกลิ้งเข็ม: การหมุนด้วยแรงเสียดทานต่ำทำได้ผ่านบูชชิ่งระหว่างแขนโยกและเพลาโยก การออกแบบสมัยใหม่มักใช้บูชวัสดุคอมโพสิต:
บุชชิ่งที่ทำจากโลหะ-: ฐานทองแดง เคลือบ PTFE 0.02-0.05 มม. ลดค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีลงเหลือ 0.05-0.1 ยืดอายุการใช้งานได้มากกว่า 100,000 กม.
โครงสร้างแบริ่งลูกกลิ้งเข็ม: เครื่องยนต์สมรรถนะสูง-บางตัวใส่แบริ่งเข็มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2-3 มม. เข้าไปในบุชชิ่ง เปลี่ยนแรงเสียดทานจากการเลื่อนเป็นแรงเสียดทานจากการกลิ้ง ลดการสูญเสียแรงเสียดทานลง 60% แต่ต้องมีการควบคุมความแม่นยำในการประกอบที่เข้มงวดมากขึ้น
IV. บทนำ บทนำ สปริงกำหนดตำแหน่ง: รับประกันความยืดหยุ่นสำหรับการวางตำแหน่งตามแนวแกน
สปริงกำหนดตำแหน่งทำจากเหล็กสปริง 65Mn ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางลวด 1.5-2.0 มม. และการออกแบบแรงดึง 50-100N เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรตามแนวแกนของแขนโยกเมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง วิธีการติดตั้งได้แก่:
ตัวยึดด้านข้าง: สปริงติดตั้งอยู่ที่ด้านหนึ่งของแขนโยกและเชื่อมต่อกับโครงยึดแขนโยกด้วยอุ้งเท้า เหมาะสำหรับเครื่องยนต์ขนาดเล็กที่มีพื้นที่จำกัด
ตัวยึดด้านบน: สปริงติดตั้งอยู่ด้านบนของแขนโยก ยึดด้วยแผ่นดัน ซึ่งจะทำให้มีพรีโหลดมากขึ้นแต่ต้องเพิ่มความสูงของฝาสูบด้วย
V. กลไกการปรับ: ควบคุมระยะวาล์วได้อย่างแม่นยำ
กลไกการปรับระยะวาล์วเป็นโมดูลฟังก์ชันหลักของชุดประกอบแขนโยก การปรับเกลียว + โครงสร้างน็อตล็อคที่ใช้กันทั่วไปในการออกแบบที่ทันสมัย:
สกรูแบบปรับได้: ข้อกำหนด M6-M8, ระยะพิทช์ 0.75-1.0 มม., พื้นผิวด้านท้ายกลึงเป็นรูปทรงทรงกลมหรือทรงกรวย, สัมผัสกับก้านกระทุ้งหรือจุดหางเพื่อลดข้อผิดพลาดในการติดตั้ง
น็อตล็อค: น็อตล็อคในตัว-หรือน็อตฝังไนลอนที่ออกแบบให้มีแรงบิด 15-25 นิวตันเมตรเพื่อป้องกันการสั่นสะเทือน
ตัวปรับระยะห่างทางไฮดรอลิก: เครื่องยนต์ระดับสูง-บางรุ่นมีก้านไฮดรอลิกที่จะชดเชยการขยายตัวทางความร้อนผ่านแรงดันน้ำมันโดยอัตโนมัติ โดยรักษาระยะห่างของวาล์วไว้ที่ 0 มม. แต่ต้องมีการออกแบบวงจรน้ำมันที่แม่นยำยิ่งขึ้น
วี. บทนำ บทนำ การออกแบบแขนโยกพิเศษสำหรับระบบ VTEC
เครื่องยนต์ VTEC ของฮอนด้ามีการผสมผสานการโยกเยกสามเท่าพร้อมระบบควบคุมไฮดรอลิกสำหรับการสลับโหมดความเร็วต่ำ/สูง:
แขนโยกหลัก: ขับเคลื่อนวาล์วไอดีหลัก ไดรฟ์ความเร็วต่ำใช้ลูกเบี้ยวความเร็วต่ำ แขนโยกกลางเข็มขัดความเร็วสูง
แขนโยกรอง: ขับเคลื่อนวาล์วไอดีรอง เปิดด้วยความเร็วต่ำเพื่อป้องกันการสะสมของเชื้อเพลิงและประกอบแขนโยกรองด้วยความเร็วสูง
แขนโยกระดับกลาง: ติดตั้งลูกเบี้ยวความเร็วสูง-ที่เชื่อมต่อแขนโยกหลัก/รองด้วยลูกสูบซิงโครนัส AA โดยเปิดวาล์วทั้งสองพร้อมกัน
ระบบจะควบคุมสถานะเปิด-ของโซลินอยด์วาล์วผ่าน ECU เมื่อเครื่องยนต์ถึงความเร็ว 2,500-3,000 รอบต่อนาที แรงดันน้ำมันจะดันลูกสูบให้เคลื่อนที่โดยล็อคแขนโยกทั้งสามไว้ด้วยกัน สิ่งนี้จะเพิ่มการยกวาล์วจาก 7 มม. เป็น 10 มม. และกำลัง 10% -15%
ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว การปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมของ Hyundai Mover II
ในกรณีของเครื่องยนต์ดีเซล Hyundai Porter II D4CB การออกแบบชุดประกอบแขนโยกมีลักษณะดังต่อไปนี้:
น้ำหนักเบา: น้ำหนักเพลาโยกอะลูมิเนียมลดลง 40%, แรงเฉื่อย 35 35%
ความทนทาน: บุชชิ่งเคลือบด้วยคาร์บอน-เหมือนเพชร และมีความแข็ง HV2000 ทำให้มีฤทธิ์กัดกร่อนได้มากกว่าบุชชิ่งทั่วไปถึงสามเท่า
ซ่อมแซมง่าย: สกรูปรับช่องว่างวาล์วใช้โครงสร้างแบบปลดเร็ว ช่วยลดระยะเวลาการซ่อมแซมลงเหลือ 1/3 ของการออกแบบแบบดั้งเดิม
สรุป: การออกแบบการประกอบแขนโยกเป็นการผสมผสานที่ลงตัวระหว่างวิศวกรรมเครื่องกลและวัสดุศาสตร์ ตั้งแต่การปรับอัตราส่วนคันโยกให้เหมาะสมไปจนถึงการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีควบคุมไฮดรอลิก ทุกรายละเอียดสะท้อนถึงการแสวงหาประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของวิศวกร ชุดประกอบแขนโยกของ Porter II ที่ทันสมัยให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่มั่นคงแก่รถยนต์เพื่อการพาณิชย์โดยการรักษาสมดุลระหว่างกำลังและความประหยัดด้วยการผลิตที่แม่นยำและการควบคุมอัจฉริยะ ด้วยการพัฒนาด้านวัสดุศาสตร์และเทคโนโลยีการควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ชุดแขนโยกจะพัฒนาไปในทิศทางที่มีน้ำหนักเบาและชาญฉลาด และขอบเขตของประสิทธิภาพของเครื่องยนต์จะขยายใหญ่ขึ้น