Распределительный вал двигателя: Вал распределительный: ключевой элемент механизма газораспределения

Распределительный вал

Распределительный вал или попросту распредвал в газораспределительном механизме обеспечивает выполнение основной функции – своевременного открытия и закрытия клапанов, за счет чего производится приток свежего воздуха и выпуск отработавших газов. В общем виде распределительный вал управляет процессом газообмена в двигателе.

Для уменьшения инерционных нагрузок, увеличения жесткости элементов газораспределительного механизма распределительный вал должен располагаться как можно ближе к клапанам. Поэтому стандартное положение распредвала на современном двигателе в головке блока цилиндров – т.н. верхнее расположение распределительного вала.

В газораспределительном механизме используется один или два распределительных вала на ряд цилиндров. При одновальной схеме обслуживаются впускные и выпускные клапаны (два клапана на цилиндр). В двухвальном газораспределительном механизме один вал обсуживает впускные клапаны, другой – выпускные (два впускных и два выпускных клапана на цилиндр

).

Основу конструкции распределительного вала составляют кулачки. На каждый клапан используется, как правило, один кулачок. Кулачок имеет сложную форму, которая обеспечивает открытие и закрытие клапана в установленное время, и его подъем на определенную высоту. В зависимости от конструкции газораспределительного механизма кулачок взаимодействует либо с толкателем, либо с коромыслом.

При работе распределительного вала кулачки вынуждены преодолевать усилия возвратных пружин клапанов и силы трения от взаимодействия с толкателями. На все это расходуется полезная мощность двигателя. Указанных недостатков лишена беспружинная система, реализованная в десмодромном механизме. Для уменьшения силы трения между кулачком и толкателем плоская поверхность толкателя может заменяться роликом. В отдаленной перспективе использование магнитной системы для управления клапанами, обеспечивающей полный отказ от распределительного вала.

Распределительный вал изготавливается из чугуна (литьем) или стали (ковкой). Распредвал вращается в опорах, которые представляют собой подшипники скольжения. Число опор на одно превышает число цилиндров. Опоры, в основном, разъемные, реже – неразъемные (выполнены как одно целое с головкой блока). В опорах, выполненных в чугунной головке, используются тонкостенные вкладыши, которые при изнашивании заменяются.

От продольного перемещения распредвал удерживают упорные подшипники, располагающиеся около приводной шестерни (звездочки). Распределительный вал смазывается под давлением. Предпочтительным является индивидуальный подвод масла к каждому подшипнику. Значительно повышается эффективность газораспределительного механизма с использованием различных систем изменения фаз газораспределения, которые позволяют добиться повышения мощности, топливной экономичности, снижения токсичности отработавших газов. Различают несколько подходов к изменению фаз газораспределения:

• поворот распределительного вала на различных режимах работы;
• использования нескольких кулачков с различным профилем на один клапан;
• изменение положения оси коромысла.

Привод распределительного вала

Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала двигателя. В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания привод обеспечивает вращение коленчатого вала со скоростью в два раза медленнее коленчатого вала.

На двигателях легковых автомобилей привод распределительного вала осуществляется с помощью цепной или ременной передачи. Данные виды привода на равных используются как в бензиновых двигателях, так и дизелях. Ранее для привода использовалась шестеренная передача, но ввиду громоздкости и повышенного шума перестала применяться.

Цепной привод объединяет металлическую цепь, которая обегает звездочки на коленчатом и распределительном валу. Помимо этого в приводе используются натяжитель и успокоитель. Цепь состоит из звеньев, соединенных шарнирами. Одна цепь может обслуживать два распределительных вала.

Цепной привод распределительного вала достаточно надежный, компактный, может использоваться на больших межосевых расстояниях. Вместе с тем, износ шарниров при эксплуатации, приводит к растяжению цепи, последствия которого могут быть самые печальные для ГРМ. Не спасают даже натяжитель с успокоителем. Поэтому цепной привод требует регулярного контроля состояния.

В ременном приводе распределительного вала используется зубчатый ремень, который охватывает соответствующие зубчатые шкивы на валах. Приводной ремень оборудуется натяжным роликом. Ременный привод компактный, почти бесшумный, достаточно надежный, что делает его популярным у производителей. Современные зубчатые ремни имеют значительный ресурс — до 100 тыс. км пробега и более.

Привод распределительного вала может использоваться для привода и других устройств – масляного насоса, топливного насоса высокого давления, распределителя зажигания.

 

 

Распредвал автомобиля — что такое распределительный вал

Содержание

• Распределительный вал двигателя
• Что такое распредвал
• Принцип работы
• Где расположен распредвал?
• Функции распредвала
• Конструкция распредвала
• Виды
• За что отвечает датчик распредвала
• Типы размещения распредвала в двигателе
• Как обнаружить дефект распредвала
  • Типичные неполадки распредвала
• Как выбрать распределительный вал
  • Стоимость нового распределительного вала
  • Каким брендам отдать предпочтение
• Вопросы и ответы:

Распределительный вал двигателя

Для стабильной работы двигателя внутреннего сгорания каждая его деталь играет важную функцию. Среди них – распределительный вал. Рассмотрим, какова его функция, какие неисправности встречаются, и в каких случаях он нуждается в замене.

Что такое распредвал

В двигателях внутреннего сгорания с четырехтактным типом работы распределительный вал – неотъемлемый элемент, без которого в цилиндры не будет поступать свежий воздух или воздушно-топливная смесь. Это вал, установленный в головке блока цилиндров. Он нужен, чтобы своевременно открывались впускные и выпускные клапаны.

На каждом распределительном валу имеются кулачки (каплеобразные эксцентрики), которые надавливают на толкатель поршня, открывая соответствующее отверстие в камере цилиндра. В классических четырехтактных двигателях всегда используются распределительные валы (их может быть два, четыре или один).

Принцип работы

С торцевой части распредвала закреплен шкив привода (или звездочка в зависимости от типа привода ГРМ). На него надевается ремень (или цепь, если установлена звездочка), который соединен со шкивом или звездочкой коленчатого вала. В процессе вращения коленвала через ремень или цепь на привод распредвала поступает крутящий момент, благодаря чему этот вал проворачивается синхронно с коленвалом.

В поперечном разрезе распредвала видно, что кулачки на нем имеют форму капли. Когда распредвал проворачивается, кулачок вытянутой частью надавливает на толкатель клапана, открывая впускное или выпускное отверстие. При открывании впускных клапанов в цилиндр поступает свежий воздух или воздушно-топливная смесь. Когда открываются выпускные клапаны, из цилиндра удаляются отработавшие газы.

Особенность конструкции распредвала позволяет всегда в нужный момент открывать/закрывать клапаны, обеспечивая эффективное газораспределение в моторе. Поэтому данная деталь так и называется – распределительный вал. При смещении момента вращения вала (например, при растянутом ремне или цепи) клапаны открываются не в соответствии с выполняемым в цилиндре тактом, что приводит к нестабильной работе ДВС или вообще не дает возможность ему работать.

Где расположен распредвал?

Расположение распределительного вала зависит от особенностей конструкции мотора. В некоторых модификациях он находится внизу, под блоком цилиндров. Чаще встречаются модификации моторов, распредвал которых находится в головке блока цилиндров (сверху ДВС). Во втором случае ремонт и настройка механизма газораспределения намного легче, чем в первом.

Модификации двигателей V-образной формы оснащаются ГРМ, который расположен в развале блока цилиндров, а иногда отдельный блок оснащается своим газораспределительным механизмом. Сам распределительный вал фиксируется в корпусе подшипниками, что позволяет ему постоянно и плавно вращаться. В оппозитных моторах (или боксер) конструкция ДВС не позволяет установить один распредвал. В этом случае на каждую сторону устанавливается свой газораспределительный механизм, но их работа синхронизируется.

Функции распредвала

Распредвал – элемент ГРМ (газораспределительного механизма). Он определяет порядок тактов мотора и синхронизирует открывание/закрывание клапанов, которые подают в цилиндры воздушно-топливную смесь и отводят отработанные газы.

Газораспределительный механизм работает по следующему принципу. В момент запуска двигателя стартер проворачивает коленчатый вал. Распредвал приводится в движение при помощи цепи, ремня, посаженного на шкив коленвала или шестерен (во многих старых американских автомобилях). В цилиндре открывается впускной клапан, и в камеру сгорания поступает смесь бензина и воздуха. В этот же момент датчик коленвала подает импульс на катушку зажигания. В ней генерируется разряд, который идет на свечу зажигания.

К моменту, когда появляется искра, оба клапана в цилиндре закрыты, а топливная смесь сжата. Во время возгорания образуется энергия, и поршень перемещается вниз. Так коленвал проворачивается и приводит в движение распределительный вал. В этот момент он открывает выпускной клапан, через который выходят отработанные в процессе горения газы.

Распредвал всегда открывает нужный клапан на конкретный промежуток времени и на стандартную высоту. Благодаря своей форме этот элемент обеспечивает стабильный цикл смены тактов в моторе.

Подробно о фазах открытия и закрытия клапанов, а также об их настройках, показано в данном видео:

Фазы на распредвалах, какое перекрытие выставить? Что такое «фаза распредвала»?

Смотрите это видео на YouTube

В зависимости от модификации двигателя в нем может стоять один или несколько распредвалов. В большинстве автомобилей эта деталь размещена в головке блока цилиндров. Она приводится в движение за счет вращения коленчатого вала. Эти два элемента соединяются при помощи ремня, цепи ГРМ или шестеренчатой передачи.

Чаще всего одним распредвалом оснащены двс с рядным расположением цилиндров. Большинство таких двигателей имеет по два клапана на цилиндр (один впускной, а другой выпускной). Встречаются также модификации с тремя клапанами на цилиндр (два на впуск, один на выпуск). Двумя валами чаще комплектуются двигатели, в которых на один цилиндр приходится по 4 клапана. В оппозитных двс и с V-образной формой тоже устанавливается два распределительных вала.

Моторы с одним валом ГРМ имеют простую конструкцию, что приводит к снижению стоимости агрегата в процессе изготовления. Такие модификации легче обслуживать. Их всегда устанавливают на бюджетные автомобили.

На более дорогих модификациях двигателей некоторые производители устанавливают второй распредвал для уменьшения нагрузки (по сравнению с вариантами ГРМ с одним валом) и в некоторых моделях ДВС для обеспечения сдвига фаз распределения газов. Чаще всего такая система встречается в автомобилях, которые должны отличаться спортивными характеристиками.

Распредвал всегда открывает клапан на конкретный промежуток времени. Чтобы улучшить эффективность мотора на повышенных оборотах, необходимо изменить этот интервал (двигателю нужно больше воздуха). Но при стандартной настройке газораспределительного механизма при повышенных оборотах коленвала впускной клапан закрывается раньше, чем в камеру поступит нужный объем воздуха.

В то же время, если установить спортивный распредвал (кулачки на дольше и на другую высоту открывают впускные клапаны), на низких оборотах двигателя есть большая вероятность, что впускной клапан откроется еще до того, как закроется выпускной. Из-за этого часть смеси попадет в выхлопную систему. Как результат – потеря мощности на низких скоростях и повышение токсичности выхлопов.

Самая простая схема для достижения такого эффекта – установить распредвал с функцией проворачивания на определенный угол относительно коленвала. Этот механизм позволяет осуществить раннее и позднее закрытие/открытие впускных и выпускных клапанов. На оборотах до 3500 он будет находиться в одном положении, а когда этот порог преодолевается, вал немного проворачивается.

Каждый производитель, оснащающий свои автомобили такой системой, в технической документации указывает собственную маркировку. Например, Honda указывает VTEC или i-VTEC, Hyundai – CVVT, Fiat – MultiAir, Mazda – S-VT, BMW – VANOS, Audi – Valvelift, Volkswagen – VVT и др.

На сегодняшний день с целью повышения производительности силовых агрегатов разрабатываются электромагнитные и пневматические бескулачковые системы газораспределения. Пока такие модификации очень дорогие в производстве и обслуживании, поэтому их еще не устанавливают на серийные автомобили.

Помимо распределения тактов двигателя данная деталь приводит в движение дополнительное оборудование (зависит от модификации мотора), например, масляный и топливный насосы, а также вал трамблера.

Конструкция распредвала

Распределительные валы изготавливаются путем ковки, цельного литья, полого литья и в последнее время появились трубчатые модификации. Цель изменения технологии создания – облегчить конструкцию для получения максимальной эффективности работы мотора.

Распредвал изготавливается в виде стержня, на котором имеются такие элементы:

• Носок. Это передняя часть вала, в котором сделан паз для шпонки. Здесь устанавливается шкив привода ГРМ. В случае цепной передачи на его месте устанавливается звездочка. Эта деталь фиксируется с торца болтом.
• Шейка сальника. На ней крепится сальник, предотвращающий вытекание смазки из механизма.
• Опорная шейка. Количество таких элементов зависит от длины стержня. На них крепятся опорные подшипники, снижающие силу трения во время вращения стержня. Эти элементы устанавливаются в соответствующие пазы в головке блока цилиндров.
• Кулачки. Это выступы, имеющие форму застывшей капли. Во время вращения они толкают штангу, присоединенную к коромыслу клапана (или сам толкатель клапана). Количество кулачков зависит от числа клапанов. Их размер и форма влияет на высоту и продолжительность открытия клапана. Чем острее будет вершина, тем быстрее закроется клапан. И наоборот – пологий край немного задерживает клапан в открытом состоянии. Чем тоньше будет ось кулачка, тем ниже опустится клапан, что увеличит объем топлива и ускорит отвод отработанных газов. По форме кулачков определяется тип фаз газораспределения (узкие – на пониженных оборотах, широкие – на повышенных). 
• Масляные каналы. Внутри вала сделано сквозное отверстие, по которому на кулачки (на каждом сделано небольшое выходное отверстие) подается масло. Это предотвращает преждевременное стирание штанг толкателей и выработку на плоскостях кулачков.

Если в конструкции мотора используется один распредвал, то кулачки в нем расположены так, чтобы один комплект двигал впускные клапаны, а немного смещенный набор – выпускные. В двигателях, цилиндры которых оснащены двумя клапанами на впуск и двумя на выпуск, устанавливается два распределительных вала. В этом случае один открывает впускные клапаны, а другой – выпуск отработанных газов.

Виды

В основном распредвалы не имеют кардинальных отличий друг от друга. Кардинально в разных моторах отличаются газораспределительные механизмы. Например, в системах ОНС распределительный вал устанавливается в головку блока цилиндров (над блоком), и непосредственно приводит в движение клапаны (или через толкатели, гидрокомпенсаторы).

В газораспределительных механизмах типа OHV распредвал находится рядом с коленвалом внизу блока цилиндров, а клапаны приводятся в движение через штанговые толкатели. В зависимости от типа ГРМ в головке блока цилиндров может устанавливаться либо один, либо два распределительных валов на ряд цилиндров.

Распредвалы между собой отличаются типом кулачков. Одни имеют более вытянутые «капли», а другие наоборот менее вытянутую форму. Такая конструкция обеспечивает разную амплитуду движения клапанов (одни имеют больший интервал открытия, а другие открываются на дольше). Такие особенности распредвалов предоставляют широкие возможности к тюнингу моторов за счет изменения момента и количества подачи ВТС.

Среди распредвалов для тюнинига различают:

1. Низовые. Обеспечивают мотору максимальный крутящий момент на более низких оборотах, что отлично подходит для городского режима.
2. Низ-середина. Это золотая середина между нижними и средними оборотами. Такой распредвал часто используется на машинах для дрэг-рэйсинга.
3. Верховые. В моторах с такими распредвалами максимальный крутящий момент доступен на максимальных оборотах, что положительно сказывается на максимальной скорости авто (для езды по трассе).

Помимо спортивных распредвалов также существуют модификации, которые открывают обе группы клапанов (и впускные, и в соответствующий момент выпускные). Для этого на распредвале используется две группы кулачков. В системах ГРМ типа DOHC устанавливаются индивидуальные распредвалы для впускных и для выпускных клапанов.

За что отвечает датчик распредвала

В двигателях с карбюратором к распредвалу подсоединяется трамблер, который определяет, какая фаза выполняется в первом цилиндре – впуск или выпуск.

В инжекторных ДВС трамблера нет, поэтому за определение фаз первого цилиндра отвечает датчик положения распредвала. Его задача не идентична функционалу датчика коленвала. За один полный оборот вала ГРМ коленвал провернется вокруг оси дважды.

ДПКВ фиксирует ВМТ поршня первого цилиндра и подает импульс на формирование разряда для свечи зажигания. ДПРВ подает сигнал на ЭБУ, в какой момент нужно подать топливо и искру в первый цилиндр. Циклы в остальных цилиндрах происходят поочередно в зависимости от конструкции двигателя.

Датчик распредвала состоит из магнита и полупроводника. На валу ГРМ в районе установки датчика имеется репер (небольшой металлический зуб). Во время вращения этот элемент проходит мимо датчика, благодаря чему магнитное поле в нем замыкается и образуется импульс, идущий на ЭБУ.

Электронный блок управления фиксирует скорость импульсов. По ним он ориентируется, когда в первом цилиндре выполнить подачу и воспламенение топливной смеси. В случае установки двух валов (один на такт впуска, а другой – выпуска), будут установлены по датчику на каждом из них.

Что произойдет, если датчик выйдет из строя? Этому вопросу посвящено данное видео:

ДАТЧИК ФАЗ ЗАЧЕМ ОН НУЖЕН ПРИЗНАКИ ЕГО НЕИСПРАВНОСТИ ДПРВ

Смотрите это видео на YouTube

Если мотор оснащен системой смещения фаз газораспределения, то от частоты импульсов ЭБУ определяет, в какой момент нужно выполнить задержку открытия/закрытия клапанов. В этом случае двигатель будет оснащен дополнительным устройством – фазовращателем (или гидроуправляемой муфтой), которое проворачивает распредвал для изменения времени открытия. Если датчик Холла (или распредвала) неисправен, то фазы газораспределения не будут меняться.

Принцип работы ДПРВ в дизелях отличается от применения в бензиновых аналогах. В этом случае он фиксирует положение всех поршней в верхней мертвой точке в момент сжатия топливной смеси. Это позволяет точнее определить положение распредвала относительно коленвалу, что стабилизирует работу дизеля и облегчает его запуск.

В конструкцию таких датчиков добавлены дополнительные реперы, положение которых на задающем диске соответствует наклону конкретного клапана в отдельном цилиндре. Устройство таких элементов может отличаться в зависимости от фирменных разработок разных производителей.

Типы размещения распредвала в двигателе

В зависимости от типа двигателя в нем может находиться один, два и даже четыре вала газораспределительного механизма. Чтобы легче было определить тип ГРМ, на крышку головки блока цилиндров наносится следующая маркировка:

• SOHC. Это будет рядный или V-образный мотор с двумя или тремя клапанами на один цилиндр. В нем распредвал будет один на ряд. На его стержне имеются кулачки, управляющие фазой впуска, а немного смещенные – отвечающие за фазу выпуска. В случае моторов, выполненных в форме V, таких валов будет два (по одному на ряд цилиндров) или один (помещается в развал между рядами).

• DOHC. Эта система отличается от предыдущей наличием двух распредвалов на один ряд цилиндров. В этом случае каждый из них будет отвечать за отдельную фазу: один – за впуск, а другой – за выпуск. На однорядных моторах валов ГРМ будет два, а на V-образных – четыре. Такая технология позволяет уменьшить нагрузку на вал, что увеличивает его ресурс.

Газораспределительные механизмы также отличаются по размещению валов:

• Боковое (или нижнее) (двигатель OHV или «Толкателя»). Это старая технология, которая использовалась в карбюраторных моторах. Среди преимуществ такого типа – простота смазки движущихся элементов (размещается прямо в картере двигателя). Основной недостаток – сложность обслуживания и замены. В этом случае кулачки давят на толкатели коромысла, а те передают движение на сам клапан. Такие модификации моторов малоэффективны на повышенных оборотах, так как в них присутствует большое количество элементов управления моментом открывания клапанов. Из-за повышенной инерции страдает точность фаз газораспределения.

• Верхнее (OHC). Такая конструкция ГРМ используется в современных моторах. Этот узел легче обслуживать и ремонтировать. Один из недостатков – сложная система смазки. Масляный насос должен создавать стабильное давление, поэтому необходимо пристально следить за интервалами замены масла и фильтра (о том, на что ориентироваться, определяя регламент таких работ, рассказывается здесь). Такое устройство позволяет использовать меньше дополнительных деталей. В этом случае кулачки воздействуют непосредственно на толкатели клапанов.

Как обнаружить дефект распредвала

Основная причина выхода из строя распредвала – масляное голодание. Оно может возникать из-за плохого состояния фильтра или несоответствующего для данного мотора масла (по каким параметрам подбирается смазка, читайте в отдельной статье). Если соблюдать интервалы ТО, вал газораспределительного механизма прослужит столько же, сколько и весь двигатель.

Типичные неполадки распредвала

Из-за естественного износа деталей и недосмотра автомобилиста могут наблюдаться следующие неполадки вала газораспределителя.

• Выход из строя присоединяемых деталей – шестерня привода, ремень или цепь ГРМ. В этом случае вал приходит в негодность и его нужно заменить.
• Задиры на опорных шейках и выработка на кулачках. Сколы и канавки появляются из-за чрезмерных нагрузок, например, в результате неправильной регулировки клапанов. Во время вращения увеличенная сила трения между кулачками и толкателями создает дополнительный нагрев узла, разрушая масляную пленку.

• Протечка сальника. Она возникает в результате длительного простоя мотора. Со временем резиновый уплотнитель теряет свою эластичность.
• Деформация вала. Из-за перегрева мотора металлический элемент при большой нагрузке может искривляться. Такая неполадка выявляется появлением дополнительной вибрации в двигателе. Обычно такая неполадка не длится долго – из-за сильной тряски смежные детали быстро выйдут из строя, и мотор нужно будет отправлять на капитальный ремонт.
• Неправильная установка. Само по себе это не является неполадкой, но из-за несоблюдения норм по затяжке болтов и регулировке фаз, ДВС быстро придет в негодность, и его нужно будет «капиталить».
• К поломке самого вала может привести плохое качество материала, поэтому, выбирая новый распредвал, важно обращать внимание не только на его цену, но и на репутацию производителя.

Как визуально определить износ кулачков – показано в видео:

Износ распредвала — как определить визуально?

Смотрите это видео на YouTube

Некоторые автомобилисты пытаются устранить некоторые неисправности вала ГРМ, шлифуя поврежденные участки или устанавливая дополнительные вкладыши. В таких ремонтных работах нет смысла, потому что при их выполнении невозможно достичь точности, необходимой для бесперебойной работы узла. В случае возникновения неполадки с распредвалом специалисты рекомендуют сразу его заменить на новый.

Как выбрать распределительный вал

Новый распредвал необходимо подбирать, исходя из причины замены:

• Замена испорченной детали на новую. В этом случае взамен вышедшей из строя модели подбирается аналогичная.
• Модернизация двигателя. Для спортивных автомобилей используются специальные распредвалы совместно с системой смены фаз газораспределения. Моторы для повседневной езды тоже модернизируют, например, повышая мощность за счет регулировки фаз при помощи установки нестандартных распредвалов. Если нет опыта в выполнении таких работ, то лучше это доверить профессионалам.

На что следует ориентироваться, подбирая нестандартный для конкретного двигателя распредвал? Основной параметр – кулачковый развал, максимальный подъем клапана и угол перекрытия.

О том, как эти показатели влияют на характеристики двигателя, смотрите в следующем видео:

Как выбрать распределительный вал (часть 1)

Смотрите это видео на YouTube

Стоимость нового распределительного вала

По сравнению с капитальным ремонтом всего двигателя стоимость замены распредвала незначительна. Для примера, новый вал для отечественного автомобиля стоит в пределах 25 долларов. За настройку фаз газораспределения в некоторых мастерских возьмут 70 у.е. За капитальный ремонт мотора вместе с запчастями придется заплатить порядка 250 долларов (и это в гаражных СТО).

Как видно, лучше вовремя проводить техническое обслуживание и не подвергать мотор чрезмерным нагрузкам. Тогда он прослужит своему хозяину долгие годы.

Каким брендам отдать предпочтение

Рабочий ресурс распределительного вала напрямую зависит от того, насколько качественный материал использует производитель, создавая данную деталь. Мягкий металл будет сильнее изнашиваться, а перекаленная может лопнуть.

Самый качественный и надежный вариант – компания ОЕМ. Это производитель разного оригинального оборудования, продукция которого может продаваться под названием разных брендов, но в документации будет указано, что деталь ОЕМ.

Среди продукции данного производителя можно найти деталь на любой автомобиль. Правда, стоимость такого распредвала будет очень дорого по сравнению с аналогами конкретных брендов.

Если необходимо остановиться на более дешевом распредвале, то неплохим вариантом являются:

• Немецкий бренд Ruville;
• Чешский производитель ET Еngineteam;
• Британский бренд АЕ;
• Испанская фирма Ajusa.

Минусов при выборе распределительного вала перечисленных производителей является то, что во многих случаях на конкретную модель они не создают детали. В таком случае нужно будет либо покупать оригинал, либо обращаться к проверенному токарю.

Вопросы и ответы:

Как работает коленвал и распредвал? Коленвал работает за счет толчков, воздействующих на поршень в цилиндрах. С ним через ремень соединен распредвал ГРМ. За два оборота коленвала происходит один поворот распредвала.

В чем разница коленвала и распредвала? Коленвал, вращаясь, приводит во вращение маховик (далее крутящий момент идет на трансмиссию и на ведущие колеса). Распредвал открывает/закрывает клапана в ГРМ.

Какие бывают распредвалы? Существуют низовые, верховые, тюнинговые и спортивные распредвалы. Они отличаются количеством и формой кулачков, которые приводят в движение клапаны.

Главная » Статьи » Все про распределительный вал двигателя

2022-05-26

Распределительный вал – конструкция, принцип работы, основные проблемы — Словарь автомеханика

Распределительный вал, в сокращенном варианте распредвал – основная часть главного распределительного механизма или ГРМ, важный элемент автомобильного двигателя. Его задача заключается в синхронизации впускного и выпускного тактов работы ДВС.

фотогалерея:

---

Конструктивные особенности

Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в головке блока цилиндров. На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с коленвалом. Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.

Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.

Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.

На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.

Устройство распределительного вала.

Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя масляного насоса.

---

Принцип работы

Распределительный вал двигателя, располагаемый в блоке цилиндров, приводится в движение зубчатой или цепной передачей от коленвала.

Вращаясь, распредвал проворачивает располагающиеся на на нем кулачки, которые попеременно воздействуют на впускные и выпускные клапана цилиндров, обеспечивая их открывание-закрывание в определенном порядке, уникальном для каждой модели ДВС.

Рабочий цикл двигателя (поочередное движение каждого из клапанов цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленвала. За это время распределительный вал должен выполнить только один оборот, поэтому его шестерня имеет вдвое больше зубьев.

В одном ДВС может быть больше одного распределительного вала. Их точное количество определяется конфигурацией двигателя. Наиболее распространенные бюджетные рядные моторы, имеющие по паре клапанов для каждого цилиндра, оборудуются только одним распредвалом. Для систем с двумя парами клапанов нужно использовать уже два распределительных вала. Например, силовые агрегаты с другим расположением цилиндров имеют или единственный распределительный вал, установленный в развале, или пару – для каждой головки блока отдельно.

---

Поломки распредвала

Существует довольно много причин, по которым в работу двигателя вплетается стук распредвала, что свидетельствует о появлении проблем с ним. Вот только наиболее типичные из них:

Распределительный вал требует должного ухода: замену сальников, подшипников и периодичной дефектовке.

1. износ кулачков, что ведет к появлению стука сразу только при запуске, а потом и все время работы двигателя;
2. износ подшипников;
3. механическая поломка одного из элементов вала;
4. проблемы с регулировкой подачи топлива, из-за чего возникает асинхронность взаимодействия распредвала и клапанов цилиндров;
5. деформация вала, ведущая к осевому биению;
6. некачественное моторное масло, изобилующее примесями;
7. отсутствие моторного масла.

По утверждениям специалистов при возникновении легкого стука распредвала автомобиль может ездить еще не один месяц, но это ведет к усиленному износу цилиндров и других деталей. Поэтому при обнаружении проблемы следует заняться ее устранением. Распредвал – разборный механизм, поэтому ремонт чаще всего осуществляется методом замены его всего или только некоторых элементов, например, подшипников.

Связанные термины

• Ремень ГРМ
• Головка блока цилиндров
• Коленвал

Понимание того, как работают распределительные валы

| Практическое руководство — Двигатель и трансмиссия

События, связанные с распределительным валом и синхронизацией клапанов, на первый взгляд, несомненно, кажутся кучей обезьяньих движений. Тем не менее, есть мотив и безумие в том, как проектируются распределительные валы и, в частности, в том, как компании, производящие распределительные валы, проектируют и проектируют их. Затем вы, как энтузиаст, должны решить, как правильно выбрать камеру для вашего приложения.

Распределительный вал представляет собой вал с рядом эксцентриков (кулачков) вдоль его центральной линии в различных положениях, предназначенных для открытия впускных и выпускных клапанов во времени с синхронизацией коленчатого вала и поршня. Есть пружины, которые закрывают клапаны. Старые двигатели с распределителями также будут иметь приводную шестерню распределителя/масляного насоса вдоль распределительного вала на одном или другом конце. Когда распределительный вал открывает клапаны и как долго синхронизация поршня определяет, как будет вести себя двигатель и какую мощность он будет производить. Ничто так не влияет на поведение двигателя, как профиль распределительного вала и синхронизация.

Распределительный и коленчатый валы, проходящие параллельно по центру блока цилиндров, вращаются с разной скоростью. Коленчатый вал вращается ровно в два раза быстрее распределительного вала в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания. Четыре цикла: впуск, сжатие, зажигание/мощность и такт выпуска. Для завершения четырех циклов требуется два полных оборота коленчатого вала и один оборот распределительного вала.

На такте впуска с открытым впускным клапаном воздух и топливо всасываются в отверстие цилиндра для сгорания и механического результата тепловой энергии. Когда кривошип поворачивается и поршень начинает свое движение вверх в такт сжатия с обоими закрытыми клапанами, свеча зажигания срабатывает на несколько градусов поворота кривошипа до верхней мертвой точки (ВМТ). К тому времени, когда поршень достигает верхней мертвой точки (ВМТ), в верхней части поршня происходит сгорание и тепловое расширение.

Образовавшийся фронт пламени с ревом проходит через верхнюю часть поршня с высокой скоростью, воздействуя на поршень и камеру сгорания. Тепловая энергия, подаваемая на поршень, воздействует на шатун и шейку коленчатого вала, превращая прямолинейное действие во вращательное движение и мощность. Когда коленчатый вал снова поворачивается, поршень возвращается к ходу вверх, вытесняя горячие выхлопные газы через открытый выпускной клапан.

Действие клапана является прямым результатом действия кулачка на толкатель, толкатель, коромысло и шток клапана. Чтобы понять, что такое распределительный вал, нужно знать всю терминологию.

Базовая окружность: Самая нижняя точка лепестка, когда клапан полностью закрыт.

Рампа: Часть лепестка, где клапан начинает открываться или начинает закрываться. Конструкция рампы определяет, насколько быстро или медленно открывается или закрывается клапан.

Носик: Самая высокая точка лепестка, когда клапан полностью открыт.

Подъем лепестка: Величина подъемной силы, создаваемая самим лепестком.

Подъем клапана: Величина подъема клапана, умноженная на коэффициент коромысла. Если подъем лепестка на кулачке составляет 0,500 дюйма, а передаточное число коромысла составляет 1,6:1, у вас будет подъем клапана на 0,800 дюйма. Соотношение коромысла 1,6:1 означает, что подъемная сила кулисы в 1,6 раза больше, чем у кулисы.

Продолжительность: Время, в течение которого клапан находится вне седла в градусах поворота коленчатого вала. Рекламируется продолжительность и продолжительность при подъеме на 0,050 дюйма. Существует также продолжительность при подъеме на 0,006 дюйма. У каждого производителя кулачков свой подход к определению продолжительности. Посмотрите на эти цифры для каждой камеры и примите правильное решение.

Центры кулачков: Также известный как разделение кулачков, это взаимосвязь кулачков впускного и выпускного кулачков друг с другом. Другими словами, «расстояние лепестков» — это количество градусов, на которое разнесены пики впускных и выпускных лепестков. Возьмите это число градусов, в которых вершины кулачков разнесены, и разделите его пополам, и вы получите количество градусов коленчатого вала, в которых они разнесены.

Увеличение числа градусов, на которое лепестки отстоят друг от друга, уменьшает перекрытие клапана, а уменьшение числа градусов увеличивает перекрытие клапана. Перекрытие клапанов — это когда оба клапана находятся вне своих седел одновременно между тактами выпуска и впуска. То, что это означает для производительности, зависит от соотношения штоков и времени пребывания поршня в верхней части канала ствола. Вы хотите, чтобы продувка выхлопных газов увеличивала скорость на стороне впуска, где выходящие газы помогают втягивать свежий воздух/топливный заряд. Это также может работать против вас в зависимости от размера камеры и времени, в течение которого впускной клапан открыт.

Асимметричный лепесток: Лепесток с динамикой наклона открытия, отличной от динамики закрытия. Это означает, что клапан открывается с разной скоростью, чем закрывается.

Выбор распределительного вала заключается в понимании множества переменных, происходящих в двигателе. Вы не можете просто зайти в каталог распределительных валов и выбрать шлифовку. Вы должны кое-что знать о двигателе, с которым работаете. Данный профиль распределительного вала будет вести себя по-разному с различными типами архитектуры двигателя.

Итак, как выбрать камеру?

Длинный или короткий стержень? Вы знаете передаточное число тяг двигателя? Что такое степень сжатия? Насколько велики камеры сгорания и какой формы они имеют? Железная голова или алюминий. Что такое поршневой купол или объем тарелки? Какие размеры клапанов? Что у вас есть для индукционной системы? Топливо инжекторное или карбюраторное? Планируется ли установка нагнетателя, турбонаддува или закиси азота? Что такое диаметр отверстия и ход поршня? И самое главное, как вы собираетесь использовать автомобиль большую часть времени?

По мере увеличения оборотов двигателя становится сложнее заполнить цилиндры топливно-воздушной смесью. Мы решаем эту проблему, увеличивая продолжительность кулачка распределительного вала, то есть, как долго клапан находится вне своего седла. Некоторые кулачковые шлифовальные машины решают эту проблему заполнения цилиндра, открывая выпускной клапан ближе к концу рабочего такта, так что к тому времени, когда кривошип поворачивается до такта выпуска, выпускной клапан полностью открыт. Если учесть эту динамику в перекрытии клапанов, продувка способствует такту впуска воздуха/топлива. События, связанные с увеличением мощности, происходят так быстро на высоких оборотах, что нам приходится думать о следующем энергетическом цикле — намного раньше.

К тому времени, когда поршень приближается к нижней части своего рабочего хода, большая часть тепловой энергии израсходована, и преждевременное открытие выпускного клапана практически не причинит вреда. Цель состоит в том, чтобы заполнить отверстие цилиндра как можно большим количеством воздушно-топливной смеси, а это означает, что нужно думать заранее о рабочем такте и такте выпуска.

Мы знаем, что клапаны наиболее эффективны, когда они широко открыты. Фактически, наиболее оптимальным сценарием были бы клапаны, открывающиеся мгновенно, а не постепенно. Однако в грубом механическом мире кулачков и толкателей действие клапана не работает таким образом, особенно если вы работаете с уличным кулачком. На самом деле, у двигателей другая работа на улице, чем в гонках.

Гоночные кулачки часто представляют собой другую историю, где агрессивный профиль кулачка обеспечивает быстрое действие мгновенного открытия клапана, особенно с роликовыми кулачками и практически невозможно с плоским толкателем. Если у вас нет щедрого бюджета или приятеля, который является вашим личным кулачковым шлифовщиком, это вряд ли произойдет. Вы должны довольствоваться тем, что есть на полке, или перейти к индивидуальному помолу.

Агрессивные профили кулачков дадут вам больше мощности. Тем не менее, всегда есть определенные потери с точки зрения долговечности, экономии топлива и снижения выбросов. Вы не можете иметь все это, но вы можете приблизиться. Радикальный кулачок с экстремальным подъемом сильно влияет на клапанный механизм. Это забьет пружины, которые будут страдать от циклической усталости. Стержни клапанов, направляющие и держатели тоже будут подвергаться ударам.

Выбор правильного распределительного вала для вашего проекта по сборке двигателя включает в себя домашнюю работу и общение со знающими людьми, которые могут помочь вам принять правильное решение. Вот почему вам захочется пообщаться с технической поддержкой Crower Cams, когда придет время выбирать распределительный вал и соответствующую систему клапанного механизма. Немногие в отрасли могут предложить вам лучшую техническую поддержку и продукт, чем Crower, потому что Crower занимается этим дольше, чем большая часть отрасли. Опыт Кроуэра всегда был сосредоточен на гонках и на том, что гоночный опыт сделал для уличных выступлений.

Если вы строите ежедневный пригородный автомобиль или круизер выходного дня, вам нужен удобный профиль камеры, с которым вы сможете жить. Вам нужен цивилизованный холостой ход, но что-то, что сработает, когда придет время сбросить газ. Вот почему роликовые гидравлические распределительные валы имеют больше смысла, чем плоские толкатели, хотя они и дороже. Роликовый кулачок может предложить вам больший подъем, а также продолжительность без жертв, связанных с кулачком с плоским толкателем.

Несмотря на то, что лошадиным силам всегда уделяется большое внимание, крутящий момент — ваш друг на улице, даже если вы планируете участвовать в гонках на выходных. Крутящий момент — это то, что поможет вам начать. А при полностью открытой дроссельной заслонке крутящий момент переходит к лошадиным силам, когда пришло время включить его. На улице вам нужен широкий диапазон мощности, который начинается примерно с 2500 об/мин, а максимальный крутящий момент приходится на 3800 об/мин. После этого все зависит от лошадиных сил.

Если вы среднестатистический энтузиаст, вы будете искать готовую шлифовку, которая, скорее всего, будет хорошо работать с вашим двигателем и вашей техникой вождения. Вы можете иметь все камеры в мире. Однако, если у вас стоковые головы и индукция вместе с ограничительной выхлопной системой, вы просто тратите время и деньги. Кэм, головы и индукция должны работать вместе как одна команда. Если у вас есть стандартные головки, впуск и выпуск, вам нужен кулачок крутящего момента, который предлагает вам скорость впуска и крутящий момент на низких оборотах.

Ранее мы упоминали мощность и крутящий момент, и это было важнее. На улице в диапазоне оборотов от низких до средних, где ваш двигатель проводит большую часть своего времени, вам нужен крутящий момент, а не лошадиные силы. Это означает, что вы должны сосредоточиться на крутящем моменте — хрюканье — для чистой мощности при ускорении, где она вам нужна больше всего. Лошадиная сила — это элемент, который происходит на высоких оборотах. А в гонках крутящий момент и мощность приходят одновременно.

Вы не найдете распределительный вал, который обеспечивает все, что вам нужно. Есть уличные камеры и есть гоночные камеры. И есть камеры, которые предлагают некоторую меру кроссовера. Подумайте о том, как вы большую часть времени водите свой классический грузовик, а затем займитесь покупкой камеры, подходящей для вашего стиля вождения.

Функция распределительного вала связана с заполнением цилиндров, созданием мощности и удалением горячих выхлопных газов. Вам нужно много подъемной силы и продолжительности, чтобы заполнить отверстие. Если вы стремитесь к работе на высоких оборотах, вам нужно перекрытие клапанов, когда выходящие выхлопные газы обеспечивают индукцию здорового заряда воздуха / топлива. Форма и размер камеры сгорания влияют на выбор кулачка. Как и размер клапана. Это современная высоковихревая камера в алюминиевой головке Air Flow Research. Но что, если вы работаете со старинной железной головкой? Алюминий быстрее отводит тепло, чем железо. Какая у вас степень сжатия? Вы можете избежать большего сжатия с алюминиевой головкой, чем с железной. Алюминий по сравнению с железом влияет на выбор кулачка. Этот базовый гидравлический распределительный вал с плоским толкателем для малоблочного Ford демонстрирует, что делают распределительные валы. Каждый из этих эксцентриков (лепестков) работает против давления пружины клапана, чтобы открыть впускной и выпускной клапаны, чтобы завершить четырехтактный процесс мощности. Эти кулачки кулачка (черные стрелки) обеспечивают действие клапана на цилиндры 1 и 5 на противоположных рядах цилиндров. Шестерня (красная стрелка) приводит в движение распределитель и масляный насос. Поскольку это железный распределительный вал с плоским толкателем, он оснащен железной ведущей шестерней распределителя. Здесь показаны два основных типа распределительных валов. Слева находится старомодный распределительный вал с плоскими толкателями. Справа более современный роликовый распределительный вал, хотя роликовые кулачки существуют столько же, сколько и плоский толкатель. Роликовый кулачок обеспечивает большую продолжительность, чем вы могли бы получить с распределительным валом с плоским толкателем. Роликовые кулачки предоставляют больше возможностей. Толкатели с плоскими толкателями располагаются с одной стороны кулачка, где кулачок не только перемещает подъемник вертикально, чтобы открыть клапан, но и вращает подъемник, чтобы поддерживать равномерный износ. Кулачки с плоским толкателем требуют более регламентированного процесса обкатки с использованием обычного моторного масла с высоким содержанием цинка. Если позволяет бюджет, выбор распределительного вала должен учитывать снижение трения и эффективность. Вам нужен не только роликовый кулачок, но и роликовые коромысла с точками опоры на игольчатых подшипниках, чтобы уменьшить трение и высвободить мощность. Цельные толкатели обеспечивают долговечность, а трехкомпонентные толкатели никогда не будут такими. Потратьте деньги вперед и спите лучше. Недавний визит в Crower Cams дал нам возможность увидеть производство роликовых толкателей Endura-Max. Кроуэр делает их прямо здесь, в США. Ни один из них не отдан на откуп, так что не беспокойтесь о качестве. Crower производит эти подъемники на своем собственном заводе, начиная с твердой инструментальной стали (крайний слева), которая обрабатывается шаг за шагом, как вы видите здесь слева направо. Каждая деталь представляет собой процесс обработки, ведущий к готовому изделию (крайний справа). Это готовые роликовые гидравлические толкатели Crower, готовые к упаковке и отправке. Когда вы изучите пристальное внимание к деталям, показанное здесь, легко понять, почему Crower поддерживает свою репутацию как среди гонщиков, так и среди энтузиастов уличного движения. Может быть сложно определить разницу между цельными (механическими) толкателями и гидравлическими. Посмотрите на корпус подъемника, и вы увидите его прочную конструкцию без плунжера и стопорных колец. Это сплошные роликовые толкатели. Это роликовые гидравлические подъемники с плавающими плунжерами, которые фиксируются стопорными кольцами. Давление масла подается на подъемник, позволяя плунжеру захватить зазор толкателя и коромысла. Это частично обработанные стальные кулачковые заготовки, ожидающие окончательной шлифовки. Crower шлифует каждый продаваемый распределительный вал старомодным способом руками человека. Crower шлифует все свои распределительные валы на месте так же, как и на протяжении десятилетий. Каждый кулачок тщательно осматривается и проверяется перед отправкой покупателю. Изучите элементы кулачка, и все начнет понимать, что они делают. Это симметричный распределительный вал с равномерным наклоном с обеих сторон, где скорость открытия и закрытия клапана одинакова. Это типичная метка производителя, на которой показан физический состав распределительного вала, включая рекомендуемый зазор клапана, общий подъем на клапане. , и полную временную диаграмму, включая два полных оборота коленчатого вала. Если ваш распределительный вал произведен известным производителем, он должен иметь все это и многое другое. Эта иллюстрация используется для градуировки распределительного вала после его установки в двигатель. Показанная здесь информация включает общий подъем, измеренный на кулачке кулачка, и моменты времени, когда подъемник поднимается на 0,050 дюйма. Вот пример асимметричного и симметричного кулачков. Это типичный механический распределительный вал с плоским толкателем для Ford 289.Высокопроизводительный V-8 с обычной цепью привода ГРМ и звездочкой. Штампованный противовес коленчатого вала предназначен для 289 High Performance V-8 только для того, чтобы учесть дополнительный вес и массу шатуна. Вот распределительный вал с гидравлическими роликами для большого блока Ford FE со связанными роликовыми подъемниками. Большой блок FE имеет установленные на валу коромысла, которые могут быть как регулируемыми (механические толкатели), так и нерегулируемыми (гидравлические толкатели). Нерегулируемые рокеры имеют соотношение 1,73:1, а регулируемые — 1,76:1. У 1,76:1 нет никаких реальных преимуществ, за исключением того, что они регулируются, что является хорошей особенностью по сравнению с попытками использовать толкатели разной длины. Этот роликовый распределительный вал LS явно имеет агрессивную величину подъемной силы и продолжительности, если внимательно изучить кулачки. Поскольку в LS используются современные технологии, вы получаете настоящую роликовую цепь и подшипник Торрингтона для снижения трения. Это то, что вы хотите даже от винтажного чугунного V-8, если позволяет ваш бюджет. Чем меньше трение, тем больше мощность. Похоже, существует непонимание того, как смазывать распределительные валы. Роликовые распределительные валы смазывают кулачки и шейки двигателя в сборе. Кулачки с плоскими толкателями наносят смазку двигателя на шейки и молибденовую смазку (как показано) на выступы и приводную шестерню распределителя для надлежащей обкатки. Молибденовая смазка помогает упрочнить кулачки во время первоначального розжига. Все двигатели должны разогнаться до 2500 об/мин в течение 30 минут во время первого запуска. Возьмите любой распределительный вал с полки, и вы увидите опознавательные знаки, подобные этому, от Erson Cams. У каждого производителя свой подход, однако маркировка должна рассказать вам что-то о технических характеристиках. Некоторые шлифовальные станки маркируют свои распределительные валы электрическим карандашом или ручным штампом. Каждая сборка двигателя и замена кулачка должны включать градуировку для определения спецификаций на карте кулачка ( белая стрелка). Редко камера соответствует букве карты камеры. Всегда есть какие-то вариации. Пока вы там, проверьте истинную ВМТ (черная стрелка). Истинная ВМТ – это когда шейка и шток находятся в положении 12 часов, а поршень – в ВМТ. Зазоры между клапанами и поршнями необходимо проверять при регулировке кулачка. Замазка используется в клапанных клапанах в качестве оттиска для проверки зазоров. Вам нужен зазор не менее 0,060 дюйма или более между клапанами и поршнем. Регулируемые звездочки синхронизации позволяют изменять синхронизацию кулачка в соответствии с вашим конкретным приложением. В этом используются небольшие эксцентрики, которые изменяют синхронизацию на звездочке кулачка. Вот типичная установка коромысла Chevy с малым или большим блоком. Замена кулачка должна включать проверку геометрии клапанного механизма. Наконечник коромысла должен находиться в мертвой точке на штоке клапана, когда вы поворачиваете рукоятку и наблюдаете за движением клапана. Отметьте наконечник штока клапана маркером и проведите его. Контрольная метка должна находиться в мертвой точке на конце штока клапана. Все, что находится по обе стороны, вызывает ненужные боковые нагрузки и износ. Стрелка указывает, как следует смотреть на геометрию клапанного механизма. Наконечник ролика должен сидеть прямо на штоке клапана в состоянии покоя и до полного открытия. Геометрия регулируется длиной толкателя. Используйте проверочный шток, чтобы получить точную длину. Сделайте это измерение и закажите толкатели в Crower Cams. Это устройство для проверки толкателей, которое позволяет настроить геометрию клапанного механизма, измерить длину толкателя и передать измерения Crower. Толкатели следует выбирать в зависимости от режима работы. Даже в штатных условиях мы предлагаем использовать цельные толстостенные толкатели в интересах долговечности. В двигателях GM V-8 серии LS во всех их формах используются эти коромысла, установленные на валу, которые остаются достаточно устойчивыми при высоких нагрузках. об/мин. Удивительно, сколько нагрузки они могут выдержать и вернуться еще больше. Когда вы работаете с коромыслами на шпильках и механическим толкателем распределительного вала, зазоры клапанов регулируются с помощью толщиномера с обоими выступами кулачка на базовой окружности и обоими клапанами. закрытый. Расстояние между витками клапанной пружины никогда не должно быть меньше 0,060 дюйма, иначе вы рискуете заклинить витки. При полностью открытом клапане проверьте зазоры между катушками. Выбор шестерни распределителя зависит от того, какой тип кулачка у вас есть. Железные кулачки с плоским толкателем требуют железной шестерни, сделанной из того же материала и такой же твердости. Кулачки стальных роликовых толкателей требуют более твердой шестерни из стали, латуни или синтетического материала. Запустите железную шестерню со стальным валом, и вы быстро съедите железную шестерню. Обычная цепь ГРМ и звездочка подходят для стандартных или умеренных дорожных условий. точность тайминга. Вы также получаете регулируемую звездочку синхронизации на кривошипе, которая позволяет вам изменять фазы газораспределения. Мы получаем много вопросов о зазоре гидравлического толкателя клапана и о том, как правильно отрегулировать. Вот что говорят нам производители двигателей. Если вы используете гидравлический кулачок, установите каждое отверстие в такте сжатия с обоими закрытыми клапанами и выступами на базовой окружности. Медленно затягивайте регулировку до тех пор, пока толкатель не сможет поворачиваться кончиками пальцев. Затяните на пол-оборота для уличных двигателей. Если собираетесь участвовать в гонках, затяните на четверть оборота. Если вы слышите шум коромысла, вернитесь и отрегулируйте заново.

Trending Pages

• Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей

• Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

• Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом

• Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году

• Это самые экономичные пикапы 90 884

  Это внедорожники с лучшим расходом топлива

Trending Pages

• Лучшие электромобили — самые популярные модели электромобилей

• Сколько стоит Tesla? Вот разбивка цен

• Лучшие гибридные автомобили — модели гибридных автомобилей с самым высоким рейтингом

• Каждый электрический внедорожник, который можно купить в США в 2022 году

• Это самые экономичные пикапы 90 884

  Это внедорожники с лучшим расходом топлива

Распределительный вал: определение, работа, детали, проблемы, изготовление

С момента появления двигателя внутреннего сгорания распределительный вал является одним из важных компонентов. До 21 века его принцип работы в автомобильных двигателях оставался прежним.

Распределительные валы представляют собой простые компоненты длины стержня или вала, вдоль которых расположены отдельные выступы кулачка. С этими кулачками вал называется кулачком.

Вал вращается, позволяя форме кулачка воздействовать на клапан. Он отвечает за давление на клапаны, которые открывают и закрывают такты сжатия и выпуска. Скорость вращения определяет скорость его действий.

Сегодня мы рассмотрим определение, принцип работы, изготовление, части и проблемы распределительного вала в автомобильном двигателе.

Содержание

• 1 Что такое распределительный вал?
• 2 Материал распределительного вала:
• 3 Отношения распределительного вала и коленчатого вала
• 4 Основные части распределительного вала
  • 4.1 Присоединяйтесь к нашему информационному бюллетене
• 5 Причины разрушения и их профилактика
• 6 Симптомы. 0080
• 6.1 Пожалуйста, поделитесь!

Что такое распределительный вал?

Распределительный вал состоит из цилиндрического стержня, проходящего по длине ряда цилиндров. Эта работа распределительного вала достигается за счет количества кулачков по его длине. По одному лепестку на каждый клапан. Эти лепестки заставляют клапан открываться, нажимая на них.

Для закрытия клапана используется промежуточный механизм. При вращении распределительного вала устанавливаются пружины, закрывающие клапан. Это происходит, когда лепестки достигают своей высшей точки на толкателе, когда клапан полностью открыт. Пружина оттягивает клапан, заставляя клапан закрыться.

Прочтите: Знакомство с бензиновым двигателем

Этот принцип работы распределительного вала на современных автомобилях отличается.

Современный двигатель внутреннего сгорания считает распределительный вал бесполезным в своей работе. Их калибровка контролирует количество воздушно-топливной смеси, поступающей в камеру. Это воздушно-топливное топливо входит на точном уровне. После сгорания выхлопной газ выходит из камеры, уступая место следующей смеси.

Эта конструкция влияет не только на КПД и работу двигателя. Движение поршня двигателя должно быть идеально синхронизировано для открытия и закрытия клапанов. Это сильно влияет на поведение автомобиля.

Распределительные валы соединены зубчатым ремнем или цепью, чтобы обеспечить синхронизацию и вращение. Он непосредственно перемещает поршни внутри цилиндра. Рабочая конструкция кулачков распределительного вала также определяет скорость открытия и закрытия клапанов. Таким образом, это принцип работы распределительного вала на современных двигателях.

Нижеприведенное видео дает дополнительные пояснения по работе распределительных валов:

Материал распределительного вала:

Распредвалы изготовлены из металла для придания жесткости. Чугун используется, потому что он предлагает такую ​​​​прочность, что его можно использовать для массового производства. Распределительные валы из охлажденного чугуна обладают хорошей износостойкостью, так как в процессе охлаждения материал затвердевает.

Некоторые другие элементы добавляются в чугун перед литьем, чтобы получить более подходящие свойства для его применения.

Стальная заготовка используется производителями, когда требуется качественное и мелкосерийное производство. хотя это более трудоемко и дорого, чем другие методы.

Способ изготовления: ковка, литье, механическая обработка (токарный или фрезерный станок по металлу). Можно использовать различный стальной стержень.

Взаимосвязь распределительного и коленчатого валов

Эти два привода системы взаимосвязи, вращения распределительного вала и коленчатого вала. За счет того, что клапан регулирует потоки топливовоздушной смеси на впуске и выхлопных газах. Этот клапан управляется распределительным валом для соответствующего момента открытия и закрытия во время хода поршня.

По этой причине распределительный вал соединен с коленчатым валом напрямую через зубчатую передачу. Он также связан косвенно через ремень или цепь, называемую ремнем ГРМ или цепью ГРМ. Процесс непосредственного механизма необычен из-за своей стоимости.

Основные детали распределительного вала

Ниже приведены основные детали распределительного вала:

Главные шейки : Мощность, создаваемая распределительным валом, создается постоянным вращением. Функция шейки состоит в том, чтобы удерживать распределительный вал на месте, когда он вращается вокруг моторного отсека.

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Лепестки : при вращении кулачки вращаются вместе с движением поршня. Функции лепестков заключаются в открытии и закрытии клапана для впуска и выпуска газов. Скорость кулачков зависит от скорости двигателя.

Наконечники : передний конец кулачка предназначен для крепления ремня к соединению с коленчатым валом. Задний конец кулачка поворачивает распределитель двигателя со специальной шестерней. Момент зажигания созвучен остальному двигателю с этой деталью.

Подшипники : устанавливаются вместе с коренными шейками. Это помогает предотвратить повреждение распределительным валом блока цилиндров, когда двигатель выходит из строя. Подшипники помогают обеспечить беспрепятственное вращение распределительного вала.

Причины выхода из строя распределительного вала и их предотвращение

Есть несколько проблем, которые могут возникнуть на распределительном валу. Если проблемы не заметить, это может привести к полной поломке двигателя. Ниже приведены основные причины выхода из строя распределительного вала:

• Износ кулачков.
• Неправильный взлом.
• Маслоподъемники с новым кулачком.
• Механическое заедание – происходит заедание витка пружины, фиксатора к уплотнению, клапана к поршню. помех, а паз коромысел к шпильке помех.
• Сломанный кулачок.
• Чрезмерный осевой люфт.
• Сломанные штифты или шпонки.
• Неправильное давление пружины клапана.

Читайте: что такое шасси автомобиля и его значение?

Признаки неисправности датчика положения распределительного вала

Датчик положения распределительного вала дает информацию о состоянии распределительного вала. Информация отправляется в модуль управления двигателем автомобиля (ECM). Этот ECM использует полученные данные для определения момента зажигания. Он также заметил впрыск топлива, который требует двигатель.

Таким образом, этот датчик помогает двигателю нормально функционировать. Он также уведомляет пользователя о состоянии двигателя благодаря полученной информации.

Однако датчик положения распределительного вала может выйти из строя, ослабнуть или изнашиваться. Это может произойти из-за несчастного случая или естественного износа. Ниже приведены предупреждающие знаки датчика положения распределительного вала, на которые следует обратить внимание, прежде чем он выйдет из строя и повредит двигатель.

• Полностью меняется привод автомобиля
• Автомобиль может даже не завестись
• Лампа двигателя нуждается в проверке

Вот и все для этой статьи «Работа распределительного вала, детали, конструкция, проблемы и т. д.» Я надеюсь, что знания достигнуты, если так любезно прокомментируйте, поделитесь и порекомендуйте этот сайт другим техническим студентам. Спасибо!

 

Типы, функции и примеры – StudiousGuy

Распределительный вал представляет собой изогнутую механическую деталь, которая служит для передачи энергии от одного элемента к другому. Элемент, который получает энергию, известен как последователь и находится в тесном контакте с родительским элементом. Он в основном используется для открытия и закрытия клапанов в поршневых двигателях. Распределительный вал обычно приводится в действие с помощью коленчатого вала. Скорость распределительного вала примерно вдвое меньше скорости коленчатого вала. Он может совершать вращательные, колебательные или возвратно-поступательные движения. Механизм распределительного вала состоит из трех частей, то есть ведущего элемента, известного как кулачок, ведомого элемента, называемого толкателем, и опорного элемента, который в основном представляет собой раму или конструкцию, предназначенную для поддержки кулачка и толкателя. Распределительные валы выгодны, потому что они способны создавать как низкий, так и высокий крутящий момент в соответствии с конфигурацией. Также они используются для улучшения динамических характеристик клапанно-исполнительного механизма.

Указатель статей (щелкните, чтобы перейти)

Конструкция распределительного вала

Распределительный вал обычно имеет изогнутую форму. Основная конструкция распределительного вала обычно изготавливается из чугуна; однако для его конструкции используются другие альтернативные элементы, такие как сталь, нержавеющая сталь, латунь, бронза и т. д. Кроме того, процесс индукционной закалки используется для повышения прочности конструкции распределительного вала и защиты его от износа. Для индукционной закалки нагреваемая деталь помещается внутрь медной катушки. Через катушку подается переменный ток, и элемент нагревается при температуре выше температуры его трансформации.

Детали распределительного вала

Узел распределительного вала обычно состоит из шести основных частей, как указано ниже:

1. Шейки кулачковых подшипников

последователь. Он стремится преобразовать вращательное движение в прямолинейное движение.

2. Вкладыши подшипников

Вкладыши подшипников обычно устанавливаются на верхней части шейки кулачкового подшипника. Целью вкладышей подшипников является сглаживание вращения распределительного вала и защита двигателя от любого износа в случае отказа двигателя.

3. Лепестки

Основное назначение кулачков распределительного вала — открывать и закрывать клапаны, чтобы обеспечить правильный впуск топлива и сброс отходов. Кулачки работают со скоростью, пропорциональной скорости двигателя, и имеют тенденцию двигаться синхронно с движением поршня.

4. Упорная пластина

Упорная пластина используется для поддержки кулачка в задней части двигателя. Он установлен на передней крышке и закреплен между кулачком и задней шестерней.

5. Цепная звездочка

Цепная звездочка крепится к тому концу двигателя, где закреплен распределительный вал. Цепная звездочка предназначена для удержания ремня ГРМ во время работы двигателя. Звездочки дополнительно прикреплены к цепи. Звездочки имеют тенденцию двигаться с одинаковой скоростью, даже если они не соприкасаются друг с другом.

6. Деревянная шпонка

Деревянная шпонка является одним из основных компонентов распределительного вала. Основная цель деревянного ключа — сохранить движение кулачков в идеальное время.

Механизм привода распределительного вала

Распределительный вал получает крутящий момент от коленчатого вала. Когда коленчатый вал вращается дважды, распределительный вал стремится совершить один оборот. Движущая сила передается на распределительный вал тремя способами, указанными ниже:

1. Зубчатая передача

Если расстояние между распределительным валом и коленчатым валом незначительно, для привода распределительного вала используется зубчатая передача. В таком случае распределительный вал имеет тенденцию вращаться в направлении, противоположном направлению вращения коленчатого вала.

2. Цепной привод

Механизм цепного привода используется при наличии значительного расстояния между распределительным валом и коленчатым валом. Цепная звездочка используется для передачи энергии от коленчатого вала к распределительному валу. И распределительные валы, и коленчатые валы имеют тенденцию вращаться в одном направлении. Натяжитель цепи необходим, чтобы избежать ослабления цепной системы, потому что ослабленная цепь не сможет передать соответствующее количество энергии от коленчатого вала к распределительному валу.

3. Ременный привод

Механизм ременного привода очень похож на механизм цепного привода распределительного вала. Разница лишь в том, что здесь вместо цепи используется ремень. Механизм ременного привода обычно предпочтительнее в случае верхнего распределительного вала. Для поддержания силы натяжения ремня используется натяжитель ремня.

Работа распределительного вала

Распределительный вал приводится в действие с помощью коленчатого вала, т. е. либо парой зубчатых колес, либо парой зубчатых колес, соединенных друг с другом с помощью цепного механизма. Пара зубчатых колес, используемых для управления распределительным валом, также известна как пара зубчатых зацеплений. Количество зубьев на шестерне или звездочке распределительного вала точно равно количеству зубьев шестерни или звездочки коленчатого вала. Это приводит к передаточному числу 1:2; следовательно, скорость вращения распределительного вала вдвое меньше скорости, с которой вращается коленчатый вал. Это означает, что когда коленчатый вал совершает два оборота, распределительный вал делает один оборот. Между распределительным валом и коленчатым валом поддерживается определенная временная зависимость относительно положения поршня с помощью шестерен и звездочек, чтобы обеспечить открытие и закрытие клапанов в точное время.

Типы распределительных валов

На основе толкателей, используемых распределительным валом

1. Кулачок с плоским толкателем

Кулачки с плоским толкателем состоят из толкателей плоской формы с небольшой выпуклостью на поверхности. Кулачок плоских кулачков толкателя имеет слегка конусообразную форму. Толкатель едет против выступов распределительного вала. Коническая форма лепестков помогает толкателю или подъемнику вращаться, когда он движется по лепестку. Плоский толкатель может быть сплошным плоским толкателем или гидравлическим плоским толкателем. Кулачки с плоскими толкателями обычно изготавливаются из инструментальной стали, поэтому они легче по весу и более долговечны, чем распределительные валы других типов.

2. Роликовый кулачок

Роликовые кулачки состоят из колеса и оси. Колесо прикреплено к основанию корпуса подъемника и поддерживается игольчатыми подшипниками. Лепестки роликовых распределительных валов имеют плоскую форму. Роликовые распределительные валы соединены друг с другом таким образом, чтобы предотвратить их вращение или вращение. Роликовые кулачки выгодны, потому что они уменьшают трение, тем самым вызывая значительное увеличение мощности. Кроме того, скорость износа таких кулачков довольно низкая. Эффективность двигателя также можно повысить с помощью роликовых распределительных валов, потому что они заставляют клапаны открываться с большей скоростью и оставаться открытыми в течение более длительного времени, тем самым обеспечивая правильный впуск и выпуск топлива и воздуха.

В зависимости от формы приводного элемента распределительного вала

1. Дисковый или пластинчатый кулачок

Дисковый или пластинчатый кулачок также известен как радиальный кулачок. Он состоит из пластины неправильного контура, которая используется для передачи движения ведомому элементу или толкателю. Ось дискового кулачка перпендикулярна направлению движения толкателя.

2. Цилиндрический кулачок

Цилиндрический кулачок также известен как цилиндр барабанного кулачка. Как следует из самого названия, этот тип кулачка имеет форму цилиндра. На цилиндрической поверхности кулачка имеется канавка. Толкатель имеет тенденцию следовать по траектории канавки для движения. Ось цилиндрического кулачка параллельна направлению движения ведомого звена.

3. Поступательный кулачок

Поступательный кулачок имеет контурную пластину с канавками. Толкатель или ведомый элемент колеблется вдоль поверхности канавки кулачка.

4. Клиновой кулачок

Конструкция клинового кулачка широкая у основания и имеет заостренный конец. Толкатель стремится скользить по кулачку.

5. Спиральный кулачок

Спиральный кулачок представляет собой спиральный полукруглый контур, на торце которого имеется канавка. Толкатель совершает вертикальное движение по отношению к возвратно-поступательному движению приводного элемента распределительного вала или кулачка.

6. Кулачок в форме сердца

Кулачок в форме сердца представляет собой асимметричное сердце. Следящий перемещается по краю кулачка. Движение кулачка в форме сердца является равномерным и непрерывным. В основном используется для равномерной намотки провода в виде соленоида.

7. Сферический кулачок

Сферический кулачок имеет форму сферы с канавкой на изогнутой поверхности. Ведомый механизм или толкатель перемещается по канавке. Движение толкателя перпендикулярно оси вращения сферического кулачка.

8. Сопряженный кулачок

Сопряженный кулачок снабжен двумя роликами. Оба ролика соединены с толкателем. Ролики имеют тенденцию ограничивать движение друг друга, тем самым устраняя шум. Такие типы кулачков используются в приложениях, где допустим небольшой шум или его отсутствие.

9. Глобоидный кулачок

Структура круглого кулачка аналогична конструкции цилиндрического кулачка. Единственная разница здесь в том, что форма цилиндрической формы заменяется выпуклой или вогнутой структурой. Последователь стремится двигаться вдоль точки опоры.

Конфигурации распределительных валов

Существует ряд конфигураций распределительных валов на двигателях, из которых наиболее часто используются следующие три конфигурации:

1. Одиночный верхний кулачок двигатель содержит один кулачок на головку. Это означает, что рядный 4-цилиндровый или рядный 6-цилиндровый двигатель состоит из одного кулачка, а двигатели V-6 и V-8 имеют два кулачка, по одному на каждую головку. Кулачок стремится передать движение коромыслам, которые, в свою очередь, давит на клапаны, заставляя их открываться. Закрытое положение клапана достигается с помощью пружины, которая прикреплена к коромыслам одним концом и к клапану другим концом.

2. Двойной верхний кулачок

Конфигурация двойного верхнего кулачка представляет собой двигатель с двумя кулачками на головку. Это означает, что у рядных двигателей два кулачка, а у V-образных — четыре. Двигатели с четырьмя и более клапанами на цилиндр предпочитают использовать конфигурацию с двумя верхними распредвалами. Двойной верхний кулачок увеличивает впускную и выпускную способность клапанов за счет расширения пространства для протекания газов и топлива. Это, в свою очередь, увеличивает мощность двигателя. Один верхний кулачок, используемый для двигателя с двумя или более клапанами, не может правильно передавать движение на все клапаны, поэтому обычно он не является предпочтительным.

3. Толкатель

Распределительный вал двигателя с толкателем расположен не на головке, а внутри блока цилиндров. В таком двигателе используются длинные стержни, которые проходят через блок в головку. Распределительный вал приводится в движение с помощью шестерен или коротких цепей. Функция распределительного вала здесь заключается в передаче механического движения штокам, которые, в свою очередь, приводят в движение коромысла. Рокеры соответственно открывают и закрывают клапан. Длинные штоки имеют тенденцию увеличивать массу системы, тем самым увеличивая нагрузку на клапаны и снижая скорость двигателей с толкателями. Следовательно, конфигурация распределительного вала с толкателем используется в приложениях, где требуется ограниченная скорость двигателя.

Примеры распределительных валов

Распределительные валы используются в ряде приложений. Некоторые из них перечислены ниже:

1. Управление клапанами системы

Распределительные валы находят свое основное применение в управлении клапанами. Открытие и закрытие клапана сильно зависят от движения распределительных валов. Распределительный вал стремится переместить коромысла машины вверх, в результате чего клапан открывается. Пружина, прикрепленная к клапану, затем помогает ему вернуться в исходное положение, тем самым закрывая клапан.