Распределительный вал и его привод
Категория:
Устройство и работа двигателя
Публикация:
Распределительный вал и его привод
Читать далее:
Распределительный вал и его привод
Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные Г и выпускные Б кулачки, опорные шейки Л, шестерню Д для привода масляного насоса и распределителя системы зажигания и эксцентрик В для привода топливного насоса в карбюраторных двигателях.
Рис. 1. Типы распределительных валов
Вал штампуют из стали; кулачки и шейки его подвергают термической обработке для получения повышенной износостойкости, после чего шлифуют. Кулачки изготовляют как одно целое с валом. Применяют также литые чугунные распределительные валы.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Для каждого цилиндра у четырехтактных двигателей имеются два кулачка: впускной и выпускной. Форма (профиль) кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия. Одноименные кулачки располагают в рядном четырехцилиндровом двигателе под углом 90° (рис. 1, а), в шестицилиндровом — под углом 60° (рис. 1, б). Разноименные кулачки устанавливают под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагаются в принятом для двигателя порядке работы с учетом направления вращения вала. По длине вала впускные и выпускные кулачки чередуются в соответствии с расположением клапанов.
В V-образных двигателях расположение кулачков на общем для обеих секций блока распределительном валу зависит от чередования тактов в цилиндрах, угла развала и принятых фаз газораспределения. Распределительный вал У-образного восьмицилиндрового карбюраторного двигателя показан на рис. 1, в.
В двухтактных дизелях (ЯАЗ-М204 и ЯАЗ-М206) для каждого цилиндра имеется по два выпускных кулачка, обращенных вершинами в одну сторону, и по одному кулачку, управляющему работой насос-форсунки.
При нижнем расположении распределительного вала его устанавливают в картере на опорах, представляющих собой отверстия в стенках и перегородках картера, в которые запрессованы стальные тонкостенные биметаллические или триметаллические втулки. Вал устанавливают иногда также в специальных вкладышах. Число опор распределительного вала для двигателей разных типов различно.
Осевые перемещения распределительного вала у большинства двигателей ограничиваются упорным фланцем (рис. 2), закрепленным на блоке и расположенным с определенным зазором между торцом передней шейки вала и ступицы шестерни; зазор между опорным фланцем и торцом шейки вала устанавливают для двигателей разных марок в пределах 0,05— 0,2 мм; величина этого зазора определяется толщиной распорного кольца, закрепленного на валу между торцом шейки и ступицей шестерни. У двухтактных дизелей ЯМЗ осевые перемещения вала ограничиваются бронзовыми упорными шайбами, установленными по обеим сторонам переднего подшипника.
Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала с помощью зубчатой или цепной передачи. При зубчатой передаче на конце коленчатого и распределительного валов закрепляют распределительные шестерни.
Для повышения бесшумности и плавности работы шестерни изготовляют с косыми зубьями; шестерню распределительного вала обычно делают из пластмассы — текстолита, а шестерню коленчатого вала — из стали.
При цепной передаче, обеспечивающей большую бесшумность работы (автомобили ЗИЛ-111), на конце коленчатого вала и на конце распределительного вала закрепляются звездочки, соединенные стальной гибкой бесшумной цепью. Зубья цепи входят в зацепление с зубьями звездочек.
Рис. 2. Типы приводов распределительного вала: а — зубчатая передача; б — цепная передача
Распределительные шестерни или звездочки при сборке устанавливают одну относительно другой по меткам, имеющимся на их зубьях.
На новых моделях двигателей получает применение верхнее расположение распределительного вала (на головке блока). Привод вала осуществляется цепной передачей (автомобиль «Москвич-412»).
—
Газораспределительный механизм обеспечивает своевременное поступление в цилиндры двигателя горючей смеси (или воздуха) и выпуск отработавших газов.
Двигатели могут иметь нижнее расположение клапанов (ГАЗ-52, ЗИЛ-157К, ЗИЛ-1Э0К), при котором клапаны размещены в блоке цилиндров, и верхнее (ЗМЗ-24, 3M3-S3, ЗИЛ-130, ЯМЗ-740 и др.), когда они расположены в головке цилиндров.
При нижнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается клапану или через толкатель. Клапан перемещается в направляющей втулке, запрессованной в блок цилиндров. Закрытие клапана осуществляется пружиной, упирающейся в блок и шайбу, закрепленную двумя сухариками на конце стержня клапана.
При верхнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается толкателю, штанге, коромыслу и клапану. Преимущественно применяется верхнее расположение клапанов, так как такая конструкция позволяет получить компактную камеру сгорания, обеспечивает лучшее наполнение цилиндров, уменьшает потери тепла с охлаждающей жидкостью и упрощает регулировку клапанных зазоров.
Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Изготовляют его из стали или чугуна.
При сборке распределительный вал вставляют в отверстие торца картера двигателя, поэтому диаметры опорных шеек последовательно уменьшаются, начиная с передней шейки. Количество опорных шеек обычно равно количеству коренных подшипников коленчатого вала. Втулки 8 опорных шеек изготовляют из стали, бронзы (ЯМЗ-740) или из металлокерамики.
Внутреннюю поверхность стальных втулок заливают слоем баббита или сплава СОС-6-6.
На распределительном валу расположены кулачки, воздействующие на толкатели; шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя; эксцентрик привода топливного насоса. Кулачков имеется по два на каждый цилиндр. Углы их взаимного расположения зависят для одноименных кулачков — от числа цилиндров и чередования рабочих ходов в разных цилиндрах, для разноименных — от фаз газораспределения. Кулачки и шейки стальных распределительных валов подвергают закалке токами высокой частоты, а чугунных — отбеливанию. Кулачкам при шлифовании придают небольшую конусность, что в сочетании со сферической формой торца толкателей обеспечивает поворот толкателя во время работы.
Рис. 3. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов: а—схема, 6-—детали; 1—распределительный вал, 2 — толкатель, 3— контргайка, 4— регулировочный болт, 5—сухарики, б — упорная . шайба пружины, 7— пружина клапана, 8-—выпускной клапан, 9— направляющая втулка клапана, 10 — вставное седло выпускного клапана, 11 — впускной клапан
Между шестерней распределительного вала и передней опорной шейкой установлены распорная шайба и упорный фланец, который привертывается болтами к блоку цилиндров и удерживает вал от осевых перемещений.
Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала. В четырехтактных двигателях рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала. За этот период впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра должны открываться один раз, а следовательно, распределительный вал должен повернуться на один оборот. Таким образом, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня на переднем конце коленчатого вала. Шестерня коленчатого вала стальная, шестерня на распределительном валу чугунная (ЗИЛ-130) или текстолитовая (ЗМЗ-24, 3M3-53). Зубья у шестерен косые.
Рис. 4. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов (ЗИГМЗО): 1 — шестерня распределительного вала, 2 — упорный фланец, 3 — распорное кольцо, 4—опорные шейки, 5—эксцентрик привода топливного насоса, 6 — кулачки выпускных клапанов, 7 — кулачки впускных клапанов, 8— втул-ки, 9 — впускной клапан, 10 — направляющая втулка, 11—упорная шайба, 12 — пружина, 13 — ось коромысел, 14 — коромысло, 15 — регулировочный винт, 16—стойка оси коромысел, 17 — механизм поворота выпускного клапана, 18 — выпускной клапан, 19 — штанга, 20—толкатели, 21 — шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя
Распределительные шестерни двигателя ЯМЗ-740 расположены на заднем торце блока цилиндров.
Распределительные шестерни входят в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов. Это достигается совмещением меток на зубе одной шестерни и впадине между зубьями другой шестерни.
В высокооборотных двигателях («Москвич-412», ВАЗ-2101 «Жигули») распределительный вал располагается в головке цилиндров и его кулачки воздействуют непосредственно на коромысла, которые, поворачиваясь на осях, открывают клапаны. В таком клапанном механизме нет толкателей и штанг, упрощается отливка блока цилиндров, снижается шум при работе.
Ведомая звездочка распределительного вала приводится во вращение втулочно-роликовой цепью от ведущей звездочки коленчатого вала. Устройство для натяжения цепи имеет звездочку и рычаг.
Рис. 5. Газораспределительный механизм с верхним расположением распределительного вала («Москвич-412»): а— газораспределительный механизм, б — привод газораспределительного механизма; 1 — наконечник клапана, 2 — ось коромысел выпускных клапанов, 3,6 — коромысла, 4 — распределительный вал, 5 — ось коромысел впускных клапанов, 7 — контргайка, 8 — регулировочный винт, 9 — головка цилиндров, 10 — клапаны, 11 — ведущая звездочка, 12—звездочка натяжного устройства, 13 — рычаг, 14 — ведомая звездочка, 15 — цепь, 16 — коленчатый вал
Рекламные предложения:
Читать далее: Двигатели автомобилей ЗАЗ-965а и ЗАЗ-965 «Запорожец»
Категория: — Устройство и работа двигателя
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Распределительный вал и его привод | Двигатель
Распределительный вал и его привод ВАЗ 2105
Основные размеры распределительного вала и расточек в корпусе подшипников распределительного вала
|
Распределительный вал – чугунный, литой, вращается на пяти опорах в алюминиевом литом корпусе подшипников, установленном на головке цилиндров. От осевых перемещений удерживается упорным фланцем, помещенным в проточке передней опорной шейки вала. Основные размеры распределительного вала и корпуса подшипников распределительного вала даны на рисунке.
На автомобилях ВАЗ выпуска до апреля 1982 г. устанавливались распределительные валы с кулачками и опорными шейками, закаленными токами высокой частоты. С апреля 1982 г. устанавливались азотированые распределительные валы. С 1984 г. на валах маркируется год выпуска. С 1985 г. устанавливаются распределительные валы с отбелом кулачков; эти валы имеют отличительный шестигранный поясок между 3-м и 4-м кулачками.
Разрез головки цилиндров по выпускному клапану
| 1 – головка цилиндров; 2 – выпускной клапан; 3 – маслоотражательный колпачок; 4 – рычаг клапана; 5 – корпус подшипников распределительного вала; 6 – распределительный вал; 7 – регулировочный болт; 8 – контргайка болта; А – зазор между рычагом и кулачком распределительного вала |
Клапаны приводятся в действие распределительным валом через короткие стальные рычаги 4. Рычаги качаются на сферической головке болта 7, которым регулируется зазор А между кулачками распределительного вала и рычагами.
Схема привода распределительного вала
| 1 – шкив коленчатого вала; 2 – ремень привода вентилятора; 3 – нижняя защитная крышка; 4 – зубчатый шкив коленчатого вала; 5 – средняя защитная крышка; 6 – болты крепления кронштейна натяжного ролика; 7 – натяжной ролик; 8 – верхняя защитная крышка; 9 – шкив распределительного вала; 10 – зубчатый ремень; 11 – кронштейн натяжного ролика; 12 – пружина кронштейна; 13 – шкив валика привода масляного насоса; А – метка на зубчатом шкиве коленчатого вала; В, D – метки ВМТ на крышке привода распределительного вала; С – метка на шкиве коленчатого вала; Е – метка на крышке головки цилиндров; F – метка на шкиве распределительного вала |
Привод распределительного вала осуществляется от ведущего шкива 4 коленчатого вала зубчатым ремнем. Этим же ремнем приводится и шкив 13 валика привода масляного насоса. Натяжение ремня регулируется с помощью натяжного ролика 7, который закреплен на кронштейне 11 и вращается на двухрядном шариковом подшипнике.
Привод изолирован от попадания масла тремя сальниками, охватывающими ступицы шкивов. Снаружи привод закрыт тремя пластмассовыми крышками: верхней, средней и нижней (см. рис. Разборка передней части двигателя).
Видео про «Распределительный вал и его привод» для ВАЗ 2105
Установка распредвала, цепи, зажигания, по меткам, ВАЗ (классика). Сделай Сам!
Установка промвала,поросёнка,на двигатель ваз 2101-2107,замена втулок.
Установка распредвал ваз 2101-2107,замена распредвала ваз.Installing the camshaft vases 2101-2107.
Конструкция механизма газораспределения с двумя верхними распредвалами (DOHC)
Механизм газораспределения D0HC четырехтактного двигателя представляет собой усовершенствование схемы SOHC и предназначен для устранения единственной оставшейся возвратно-поступательно движущейся массы коромысел (хотя при этом придется вернуть толкатели). Вместо единственного центрального распредвала используется пара, размешенная непосредственно над стержнями клапанов (см. рис. 1. (см. ниже)
1.Типичная конструкция механизма газораспределения с двумя верхними распределительными валами
В такой конструкции используются два распределительных вала, один над каждым клапаном или рядом клапанов. Клапан открывается посредством толкателя «чашеобразного ” типа, при этом регулировка зазора осуществляется с использованием шайб. В такой конструкции остались только самые необходимые детали привода газораспределительного механизма.
Для привода газораспределительного механизма используется цепной привод — наиболее традиционный и дешевый в изготовлении, хотя известна (но пока широко не распространена) конструкция, следующая за тенденциями в автомобильной промышленности, в которой вместо цепной передачи используются шкив и зубчатый ремень. Примерами использования такой конструкции могут служить Honda JGoldwing, Pan European, Moto Guzzi Daytona, Centauro и ряд мотоциклов компании Ducati. Среди преимуществ ременной передачи можно перечислить следующие: они менее шумные, не растягиваются, как цепи, а шкивы не изнашиваются подобно звездочкам, хотя замену ремня следует производить чаще.
Другой способ привода распредвалов используется на моделях VFR фирмы Honda и представляет собой зубчатую передачу с приводом от коленчатого вала (см. рис. 2). При использовании такой конструкции отпадает потребность в натяжителе, она также работает тише цепной, хотя шестерни зубчатой передачи подвержены износу.
2.Механизм газораспределения с шестеренчатым приводом.
Толкатели распредвала, выполненные в форме «чаши’. работают в расточках головки цилиндров. При использовании «чашеобразных» толкателей зазор в клапанах регулируется с помощью небольших круглых подкладок, называемых регулировочными шайбами. Поскольку сами шайбы выпопняются нерегулируемыми, их необходимо заменять шайбами различной толщины до восстановления правильного зазора. На одних двигателях шайба практически совпадает с диаметром толкателя и устанавливается в гнездо, которое находится в верхней части толкателя; такую конструкцию называют «толкателем с регулировочными шайбами сверху» (см. Рис.3). Шайбу можно заменить, удерживая толкатель в нижнем положении, при помощи специального приспособления так, чтобы образовался зазор между толкателем и распредвалом, достаточный для снятия и установки шайбы.
3.Типичный механизм привода газораспределения типа DOHC в разрезе, показывавшем устройство чашеобразных толкателей с регулировочными шайбами сверху
На других двигателях шайба намного меньше и располагается под толкателем в центре держателя пружины клапана. При этом она опирается непосредственно на торец стержня клапана: такую конструкцию называют «толкателем с регулировочными шайбами снизу» (см. рис. 4).
4.Типичный механизм привода газораспределения типа DOHC в разрезе, показывающем устройство чашеобразных толкателей с регулировочными шайбами снизу
Таким образом, масса деталей, перемещающихся возвратнопоступательно, при использовании небольших прокладок снижается еще сильнее, но появляется необходимость демонтажа распредвала при каждой процедуре регулировки зазора в клапанах, что повышает стоимость и трудоемкостъ обслуживания. Для того, чтобы избежать трудностей, связанных с необходимостью применения специальных приспособлений или демонтажа распредвала, на некоторых двигателях с газораспределительным механизмом DOHC вместо «чашеобразных толкателей» используют небольшие легкие коромысла {см. рис. 5).
5. Механизм привода газораспределения типа DOHC демонстрирующий не прямое воздействие на клапан при помощи коротких коромысел или рокеров, которые позволяют упростить регулировку зазоров в клапанном механизме
На некоторых двигателях с подобной схемой коромысла снабжены традиционным регулировочным винтом и контргайкой. На других коромысла опираются на небольшую шайбу, расположенную по центру держате ля пружины клапана, а сами коромысла установлены на валах, длина которых превышает ширину коромысла. Для удержания коромысла над клапаном на валу расположена пружина. Для замены регулировочной шайбы коромысла сдвигаются в сторону пружины так, чтобы шайбу можно было вынуть…….
……продолжение в следующей статье
Привод клапанов — Энциклопедия журнала «За рулем»
Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в нужные моменты за счет кулачков, расположенных на распределительном вале или на двух валах: для впускных клапанов и для выпускных. Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала.
Для привода распределительного вала могут использоваться шестерни, цепь или зубчатый ремень. Поскольку в четырехтактном двигателе каждый клапан открывается только один раз каждые два оборота двигателя, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Кулачки могут воздействовать непосредственно на толкатели клапанов или через коромысла или рычаги. Направляющие втулки клапанов, изготовлены из чугуна, латуни, бронзы или спеченной порошковой композиции и запрессованы в головку блока цилиндров. Толкатели имеют цилиндрическую форму и выполнены из стали.
Конструктивные варианты привода клапанов:
а — привод клапанов с помощью штанг при нижнем расположении распределительного вала;
б — привод клапанов рычажным толкателем;
в — привод клапанов двумя коромыслами от одного кулачка верхнего распределительного вала;
г — непосредственный привод от распределительного вала через толкатель при верхнем расположении клапанов;
ОНV — верхнеклапанная схема с нижним распределительным валом;
OHC — верхнее расположение распределительного вала;
DOHC — схема с двумя распределительными валами верхнего расположения
ГРМ двигателя ЗМЗ-4063:
1 — поршень;
2 — прокладка головки блока цилиндров;
3 — впускной клапан;
4 — впускной трубопровод;
5 — головка блока цилиндров;
6 — распределительный вал впускных клапанов;
7 — гидротолкатели;
8 — распределительный вал выпускных клапанов;
9 — крышка головки блока цилиндров;
10 — масломерный щуп;
11 — выпускной коллектор;
12 — выпускной клапан
Чем меньше деталей в приводе клапанов, тем меньше масса ГРМ, а следовательно, меньше и силы инерции, мешающие быстрому увеличению оборотов двигателя. Наиболее эффективными в этом случае будут ГРМ с размещенным в головке цилиндров распределительным валом. Такие двигатели появились в массовом производстве в 1960-е гг. и получили название OHC (Overhead Camshaft), что означает верхнее расположение распределительного вала. Как альтернатива могут использоваться два распределительных вала, по одному для каждого ряда клапанов. Такие двигатели называются «двухвальные верхнеклапанные» DOHC (Double Overhead Camshaft).
Ушли в прошлое нижнеклапанные ГРМ, в которых клапаны располагались не в головке цилиндров, а в блоке, рядом с камерой сгорания, и открывались снизу вверх с помощью простого толкателя от распределительного вала, расположенного в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. В таком двигателе головка цилиндров получалась простой и плоской, но камера сгорания была очень неудачной формы. Такие двигатели выпускались до 50-х гг., а затем их заменили более эффективные верхнеклапанные.
До настоящего времени выпускаются двигатели, у которых клапаны расположены в головке цилиндров, а распределительный вал размещен в блоке. При такой схеме для привода коромысел клапанов требуются дополнительные толкатели и штанги толкателей. Такие двигатели принято обозначать OHV (Overhead Valve) — верхнеклапанный. Для привода распределительного вала, расположенного в блоке цилиндров близко к коленчатому валу, можно использовать простую зубчатую передачу. Когда нужно выбрать привод для распределительных валов, находящихся в головке, приходится выбирать между цепью и зубчатым ремнем. Цепной привод надежнее и более долговечен, чем ременный, но требует смазки и, как следствие, герметизации крышки, закрывающей привод. Цепь существенно тяжелее ремня и поэтому для нее требуется более качественное натяжение и устройство для гашения вибраций. Зубчатые ремни дешевле, но требуют более частого контроля и замены после определенного пробега. Лучшие образцы современных ремней ГРМ могут прослужить без замены более 150 000 км пробега автомобиля.
Цепной и ременной привод ГРМ
Привод ГРМ – решение, которое приводит в действие распределительный вал двигателя. Распредвал ДВС конструктивно расположен в головке блока цилиндров (ГБЦ). Привод газораспределительного механизма может быть реализован посредством ременной или цепной зубчатой передачи. Указанная передача осуществляет вращение шестерни распредвала путем соединения с соответствующей шестерней коленчатого вала (коленвала) двигателя. Коленвал ДВС является частью кривошипно-шатунного механизма (КШМ) и располагается в блоке цилиндров (БЦ). Соединение двух шестерен осуществляется при помощи цепи или ремня ГРМ.
Каждый из указанных вариантов передачи имеет как определенный список преимуществ, так и недостатков. В конструкции ГРМ ремень или цепь встречаются одинаково часто. К преимуществам цепного привода относят:
- повышенную прочность и надежность;
- долгий срок службы цепи до замены;
В списке недостатков находится большой вес цепи, потребность в смазке, повышенный шум при работе двигателя, а также необходимость установки дополнительных элементов для эффективного натяжения цепи и устранения повышенных колебаний в процессе работы привода. Указанными деталями являются так называемые «натяжитель» и «успокоитель» цепи.
Натяжение осуществляется при помощи натяжных роликов. Натяжитель работает благодаря специальной пружине, а также используется давление масла в системе смазки ДВС. Для реализации цепного привода распредвала применяют однорядную или двухрядную роликовую цепь. Также в конструкции привода ГРМ может использоваться зубчатая цепь. Такая цепь контактирует с зубьями шестерни (звездочки) благодаря тому, что имеет специальные щеки. Цепная передача может вращать не только распределительный вал, но и выступать приводом балансирного вала или масляного насоса смазочной системы двигателя.
Среди плюсов ременного привода газораспределительного механизма отмечены:
- простота установки и замены;
- снижение шума при работе ГРМ;
- отсутствие потребности в дополнительной смазке;
Ремень ГРМ вынесен отдельно, устанавливается на открытые шкивы. В устройстве ременного привода распредвала активно применяется зубчатый ремень для вращения распредвала. Внутренняя поверхность такого ремня имеет «зубья», которые осуществляют зацепление с зубьями на шестернях (шкивах).
Дизельные агрегаты могут иметь эллиптическую шестерню привода зубчатого ремня. Использование такого решения снижает нагрузку в момент вращения, а также уменьшает крутильные колебания в процессе работы распредвала. Кроме распределительного вала зубчатый ремень может приводить в действие маслонасос, помпу (насос системы охлаждения для прокачки охлаждающей жидкости), ТНВД и другое навесное оборудование.
Главным недостатком ремня сравнительно с цепным приводом является ресурс его эксплуатации. Показатель пробега до замены ремня ГРМ составляет от 60-90 тыс.км. Использование неоригинальных ремней предусматривает рекомендованную замену каждые 50 тыс. пройденных километров или 3 года зависимо от того, что наступит раньше. Ремень ГРМ представляет собой резинотехническое изделие и требует постоянного контроля его состояния.
Читайте также