Цикл работы цепи ГРМ в сравнении с положением метки на звездочке
Я установил цепь ГРМ на свой двигатель V6 Tacoma в соответствии с официальными рекомендациями Toyota и руководством Haynes. Я убедился, что метки на звёздочках впускного распределительного вала совпадают с метками на подшипниках распределительного вала, как и указано в рекомендациях. Затем я повернул кривошип так, чтобы метка на звездочке кривошипа находилась в положении «9 часов», после чего установил цепь так, чтобы соответствующее звено с меткой находилось над меткой на звездочке кривошипа, а два других звена с метками проходили через соответствующие выемки на звездочках распределительного вала, упомянутые выше. Затем я ослабил натяжитель.
Однако, когда я повернул рукоятку, чтобы цепь совершила полный цикл, и три маркерных звена на цепи оказались в том же положении, в котором они были при установке цепи, я заметил, что звёздочки не находятся в исходном положении.
Думаю, так и было задумано, но я просто хотел проверить. Вот почему:
Я подсчитал общее количество звеньев в цепи: 87 широких звеньев и, соответственно, 87 узких звеньев, которые их соединяют. Это 174 отверстия, через которые проходят зубья на звёздочках, передающих крутящий момент. На звёздочке кривошипа 18 зубьев, а на каждой звёздочке впускного распределительного вала — по 36.
Таким образом, за один полный цикл работы цепи звездочка коленчатого вала совершает 9,66 цикла (174/18), а звездочка каждого распределительного вала — вдвое меньше, 4,83 цикла (174/36), поскольку у нее в два раза больше зубьев. Таким образом, когда единственный жёлтый маркер на цепи, который изначально совпадал с меткой на звёздочке, совершит один полный оборот, коленчатый вал совершит 9 полных циклов и 2/3 цикла, поэтому метка на звёздочке будет находиться ровно на отметке «5 часов», а не на исходной отметке «9 часов» (9 часов + 240 градусов = 5 часов). То же самое относится к двум звёздочкам впускного распределительного вала с разными номерами.
If my reasoning is correct
Наименьший общий знаменатель чисел 36 (которое включает в себя 18) и 174 равен 1044, что означает, что it takes 6 revolutions of the chain (1044 / 174) or 58 turns of the crankshaft (1044 / 18) to line them all up again
. Указатель на звёздочке кривошипа будет совмещён с жёлтым звеном цепи всего через 3 оборота цепи (так как наименьший общий знаменатель чисел 18 и 174 равен 522, 3 x 174), но распределительные валы не будут совмещены ещё столько же, потому что у них в два раза больше зубьев, чем у ведущей звёздочки.
Изначально я предполагал, что количество отверстий в цепи будет в точности делиться на количество зубцов на обеих звёздочках, так что при каждом обороте цепи каждая звёздочка будет находиться в одном и том же положении (например, если в цепи 180 звеньев/отверстий). Но, очевидно, это не так, если мой анализ верен. Я публикую это здесь, чтобы получить подтверждение или опровержение моего анализа. По сути, часто ли встречается ситуация, когда количество звеньев в цепи не делится на количество зубцов на звездочках, что требует нескольких оборотов цепи для выравнивания в исходное положение?
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/19414/timing-chain-cycle-vs-sprocket-marker-position
Да, так и было задумано
...потому что это помогает равномерно распределить износ по зубьям звездочки и звеньям цепи.
Вот почему
Изначально я поделился ссылкой в комментариях, где представлена формула для расчёта так называемой частоты зубьев. Помимо шага, этот показатель зависит от количества зубьев на звёздочке и цепи,
a
иb
соответственно:Но с математической точки зрения это просто видоизменённое наименьшее общее кратное
a
иb
:Таким образом, выбрав
a
иb
так, чтобы наименьшее общее кратное было большим, можно лучше распределить износ между зубьями звездочки и звеньями цепи, обеспечив больший ход цепи до того, как зубья звездочки и звенья цепи снова сойдутся.Это становится важным, если зуб сколот или повреждён или если одно из звеньев цепи вызывает чрезмерный износ из-за (например) производственного брака.
Вот список наименьших общих кратных для вашего примера:
Таким образом, если бы в цепи было 90 звеньев вместо 87, частота поиска составила бы 1044 / 180 = в 5,8 раза выше.
По той же причине лучше, чтобы в цепи было 85 звеньев, а не 87 (примерно в 3 раза больше, прежде чем повреждённый зуб и звено снова соприкоснутся).
Кто-то может спросить, почему Toyota, в своей бесконечной мудрости, не выбрала 85 звеньев вместо 87. На это может быть много причин, в том числе геометрические соображения, допустимое напряжение в цепи и необходимость соответствовать стандартам.