Распредвал из чего состоит: Распредвал двигателя — Автозапчасти для иномарок — Продажа и подбор автозапчастей на иномарки

Распредвал двигателя

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) для большинства автолюбителей являются механизмом сложным и не совсем понятным. Однако, ДВС это последовательно выстроенная система в понимании работы которой нет ничего сложного. В основе ДВС заключен механизм газораспределения. Рассмотрим его элементы его составляющие, а также принцип работы этих элементов. Работа любого двигателя состоит из циклов.

От правильной цикличности работы двигателя зависит, как он будет работать. Функция газораспределительного механизма состоит в соблюдении правильной цикличности открытия и закрытия клапанов, впускающих рабочую горючую смесь в камеру сгорания двигателя и выпускающих отработанные газы.

 

Основными элементами, из которых состоит распределительный вал являются его кулачки и опорная стойка. Опорная стойка распредвала – это его основа, а кулачки рабочие элементы. Благодаря кулачкам происходит открытие клапанов тогда когда это необходимо.

Распределительный вал двигателя – элемент на котором построен газораспределительный механизм в целом. В зависимости от типа двигателя располагаться распредвал может как в блоке цилиндров, так и в головке блока цилиндров (ГБЦ). Распределительный вал находится в постоянном движении. Двигается распределительный вал благодаря соединению с коленчатым валом. Соединение это может осуществляться с помощью цепи или же с помощью ременной передачи. Коленчатый вал приводимый в движение поршнями приводит в движение распредвал, который двигает клапана, обслуживающие движение поршней. Так как современные двигатели снабжаются большим количеством клапанов на цилиндр, агрегаты с двумя и более распределительными валами не такая уж и редкость. В любом случае для снижения нагрузок на распредвал, его или их, располагают как можно ближе к клапанам.

Пожалуй, самой распространенной схемой расположения распределительных валов является V-образная схема.

Распределительный вал абсолютно обязательная деталь как для инжекторного, так и для карбюраторного двигателя. В связи с особенностями развития ДВС различных типов, датчик положения распределительного вала первым был опробован на карбюраторном двигателе.

Чтобы обеспечить четкую работу двигателя работа распредвала и коленвала должна быть строго синхронизирована. Для этого на шестеренках и звездочках механизма ГРМ, а также на коленчатом валу (обычно со стороны маховика) существуют спец. Метки, сопоставив которые с метками на корпусе двигателя можно быть уверенным в том, что распредвал и коленвал находятся в правильном положении относительно друг друга.

 

Датчик положения распредвала, или датчик Холла, призван оптимизировать положение распределительного вала относительно коленчатого используя для этого магнитное поле. Достигая нужного положения распределительный вал меняет магнитное поле, это дает данные для блока управления двигателя, который рассчитывает необходимую частоту впрыска топлива в камеру сгорания.

 

В случае выхода из строя датчика Холла, блок управления двигателем переключает впрыск рабочей смеси с фазированного на парно-параллельный. Такой режим работы мотора снижает его мощность и увеличивает расход топлива служа лишь для того, чтобы добраться для СТО и устранить неисправность.

Некоторые причины, по которым датчик Холла выходит из строя:

• Износ зубчатого диска;
• Неправильное положение в следствии поломки креплений;
• Износ датчика приведших к возникновению короткого замыкания;
• Двигатель подвергся перегреву.

Для того, чтобы новый датчик работал стабильно, перед заменой необходимо понять причину выхода из строя старого. Эксплуатация автомобиля с неисправным датчиком, может привести к еще более серьезным неисправностям.

Наглядно посмотреть, принцип работы датчика Холла можно на следующем видео:

 

 

Устройство и принцип работы распредвала

Устройство и принцип работы распредвала

Двигатель автомобиля представляет собой сложнейший механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ.

От точной и бесперебойной работы распределительного вала во многом зависит нормальная работа двигателя.

Одну из самых важных функций в работе двигателя автомобиля выполняет распределительный вал, который является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ). Распредвал обеспечивает впуск-выпуск тактов работы двигателя.

В зависимости от того, каково устройство двигателя, газораспределительный механизм может иметь нижнее или верхнее расположение клапанов. На сегодняшний день чаще встречаются ГРМ с верхним расположением клапанов. Такая конструкция позволяет ускорить и облегчить процесс обслуживания, включающий регулировку и ремонт распределительного вала, для которого потребуются запчасти на распредвал.

Устройство распределительного вала

С конструктивной точки зрения распределительный вал двигателя связан с коленвалом, что обеспечивается благодаря наличию цепи и ремня. Цепь или ремень распределительного вала надеваются на звездочку коленчатого вала или на шкив распредвала. Такой шкив распредвала, как разрезная шестерня, считается наиболее практичным и эффективным вариантом, поэтому достаточно часто используется для тюнинга двигателей с целью увеличения их мощности.

Подшипники, внутри которых происходит вращение опорных шеек распредвала, располагаются на головке блока цилиндров. Если крепления шеек выходят из строя, для их ремонта используют ремонтные вкладыши распределительного вала.

Для того чтобы избежать осевого люфта, в конструкцию распределительного вала входят специальные фиксаторы. Непосредственно по оси вала проходит сквозное отверстие, предназначенное для смазки трущихся деталей. Это отверстие закрывается сзади при помощи специальной заглушки распределительного вала.

Важнейшей составной частью распредвала являются кулачки, количество которых указывает на количество впускных-выпускных клапанов. Кулачки отвечают за выполнение основной функции распределительного вала — регулирование фаз газораспределения двигателя и регулирование порядка работы цилиндров.

Каждый клапан оснащен кулачком. Кулачок набегает на толкатель, способствуя открыванию клапана. После того, как кулачок сходит с толкателя, мощная возвратная пружина обеспечивает закрывание клапана.

Кулачки распределительного вала находятся между опорными шейками. Газораспределительную фазу распредвала, зависящую от числа оборотов двигателя и от конструкции впускных-выпускных клапанов, определяют опытным путем. Подобные данные для конкретной модели двигателя можно найти в специальных таблицах и диаграммах, которые специально составляет производитель.

Как работает распределительный вал?

Конструктивно распредвал располагается в развале блока цилиндров. Зубчатая или цепная передача коленвала приводит в действие распредвал. Когда распределительный вал вращается, кулачки оказывают воздействие на работу клапанов. Данный процесс будет происходить правильно только в случае строгого соответствия с порядком работы цилиндров двигателя и с фазами газораспределения.

Для того чтобы были установлены соответствующие фазы газораспределения, на приводной шкив или на распределительные шестерни наносятся специальные установочные метки. Кроме этого, необходимо, чтобы кулачки распределительного вала и кривошипы коленчатого вала находились в строго определенном положении по отношению друг к другу.

Когда установка производится по меткам, удается достичь соблюдения правильной последовательности тактов — порядка работы цилиндров двигателя, который, в свою очередь, зависит от расположения самих цилиндров, а также от особенности конструкции коленчатого и распределительного валов.

Рабочий цикл двигателя

Рабочим циклом двигателя называется период, за время которого впускной и выпускной клапаны открываются по одному разу. Как правило, период проходит за два оборота коленвала. За это время распределительный вал, шестерня которого имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, делает один оборот.

Количество распределительных валов в двигателе

На количество распредвалов непосредственно влияет конфигурация двигателя. Двигатели, которые отличаются рядной конфигурацией, а также имеют одну пару клапанов на цилиндр, оснащаются одним распределительным валом. Если для каждого цилиндра предусмотрено по четыре клапана, двигатель оборудуется двумя распредвалами.

Двигатели оппозитные и V-образные отличаются наличием одного распредвала в развале либо имеют два распределительных вала, каждый из которых находится в головке блока. Бывают и исключения из общепринятых правил, связанные в первую очередь с конструктивными особенностями двигателя.

Другие статьи

#Палец штанги реактивной

Палец штанги реактивной: прочная основа шарниров штанг

23.06.2021 | Статьи о запасных частях

В подвесках грузовых автомобилей, автобусов и другой техники предусмотрены элементы, компенсирующие реактивный момент — реактивные штанги. Соединение штанг с балками мостов и рамой осуществляется с помощью пальцев — об этих деталях, их типах и конструкции, а также о замене пальцев читайте в статье.

#Клапан МАЗ включения привода сцепления

Клапан МАЗ включения привода сцепления

16.06.2021 | Статьи о запасных частях

Многие модели автомобилей МАЗ оснащаются приводом выключения сцепления с пневматическим усилителем, важную роль в работе которого играет клапан включения привода. Все о клапанах включения привода сцепления МАЗ, их типах и конструкции, а также о подборе, замене и ТО данной детали — узнайте из статьи.

Газораспределительный механизм (ГРМ) — назначение и устройство

Газораспределительный механизм (ГРМ) обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов.

Он включает в себя элементы привода, распределительную шестерню, распределительный вал, детали привода клапанов, клапана с пружинами и направляющие втулки.

Распределительный вал служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя. Распредвалы отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Трущиеся поверхности распределительных валов для уменьшения износа подвергнуты закалке при помощи нагрева токами высокой частоты.

Распредвал может располагаться в картере двигателя либо в головке блока цилиндров. Существуют двигатели с двумя распредвалами в головке цилиндров (в многоклапанных ДВС). Один используется для управления впускными клапанами, второй – выпускными. Такая конструкция называется DOHC (Double Overhead Camshaft). Если распредвал один, то такой ГРМ именуется SOHC (Single OverHead Camshaft). Распредвал вращается на цилиндрических шлифованных опорных шейках.

Привод клапанов осуществляется расположенными на распределительном валу кулачками. Количество кулачков зависит от числа клапанов. В разных конструкциях двигателей может быть от двух до пяти клапанов на цилиндр (3 клапана – два впускных, один выпускной; 4 клапана – два впускных, два выпускных; 5 клапанов – три впускных, два выпускных). Форма кулачков определяет моменты открытия и закрытия клапанов, а также высоту их подъема.

Привод распределительного вала от коленчатого вала может осуществляться одним из трех способов: ременной передачей, цепной передачей, а при нижнем расположении распредвала — зубчатыми шестернями. Цепной привод отличается надежностью, но его устройство сложнее и цена выше. Ременной привод существенно проще, но ресурс зубчатого ремня ограничен, а в случае его разрыва могут наступить тяжелые последствия.

При обрыве ремня распредвал останавливается, а коленвал продолжает вращаться. Чем это грозит?

В простых двухклапанных моторах, где, как правило, поршень конструктивно не достает до головки открытого клапана, ремонт ограничивается заменой ремня. В современных многоклапанных двигателях при обрыве ремня поршни ударяются о клапана, «зависшие» в открытом состоянии. В результате сгибаются стержни клапанов, а также могут разрушиться направляющие втулки клапанов. В редких случаях разрушается поршень.

 

Еще тяжелее при обрыве ремня приходится дизелям.

Так как камера сгорания у них находится в поршнях, то в ВМТ у клапанов остается очень мало места. Поэтому при зависании открытого клапана разрушаются толкатели, распредвал и его подшипники, велика вероятность деформирования шатунов. А если обрыв ремня произойдет на высоких оборотах, возможно даже повреждение блока цилиндров.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленвала. За это время должны последовательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра. Поэтому распредвал должен вращаться в два раза медленнее коленвала, а, следовательно, шестерня распредвала всегда в два раза больше шестерни коленвала. Клапаны в цилиндрах должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан должен быть открыт, а при тактах сжатия, рабочего хода и выпуска – закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, для правильной установки на шестернях ГРМ делают метки.

Привод клапанов может осуществляться разными способами. При нижнем расположении распредвала, в картере двигателя, усилие от кулачков передается через толкатели, штанги и коромысла. При верхнем расположении возможны три варианта: привод коромыслами, привод рычагами и привод толкателями.

Коромысла (другие названия – роликовый рычаг или рокер) изготавливают из стали.

Коромысло устанавливают на полую ось, закрепленную в стойках на головке цилиндров. Одной стороной коромысла упираются в кулачки распредвала, а другой воздействуют на торцевую часть стержня клапана.

В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. От продольного перемещения коромысло удерживается при помощи цилиндрической пружины. Статья опубликована в сообществе Машины. Во время работы двигателя в связи с нагревом клапанов их стержни удлиняются, что может привести к неплотной посадке клапана в седло. Поэтому между стержнем клапана и носком коромысла должен быть определенный тепловой зазор.

Во втором варианте распредвал располагается над клапанами, и приводит их в действие посредством рычагов. Кулачки распределительного вала действуют на рычаги, которые, поворачиваясь на сферической головке регулировочного болта, другим концом нажимают на стержень клапана и открывают его. Регулировочный болт ввернут во втулку головки цилиндров и стопорится контргайкой. Существуют ГРМ, в которых между рычагом и клапаном устанавливается гидрокомпенсатор. Такие механизмы не требуют регулировки зазора.

И, наконец, при третьем варианте привода распределительный вал при вращении воздействует непосредственно на толкатель клапана. Существует три варианта исполнения толкателей – механические (жесткие), гидротолкатели (гидрокомпенсаторы) и роликовые толкатели. Первый тип в современных моторах практически не используется, в связи с большой шумностью работы и необходимостью частой регулировки зазора клапанов. Второй тип наиболее широко применяется, так как не требует настройки и регулировки теплового зазора, а работа отличается мягкостью и гораздо меньшим шумом.

Гидрокомпенсатор состоит из цилиндра, поршня с пружиной, обратного клапана и каналов для подвода масла. Работа гидрокомпенсатора основана на свойстве несжимаемости моторного масла, которое постоянно заполняет его внутреннюю полость и перемещает поршень при появлении зазора в приводе клапана.

Роликовые толкатели чаще всего применяются в спортивных и форсированных двигателях, так как позволяют улучшить динамические характеристики автомобиля за счет снижения трения. В месте контакта с кулачком распредвала у них находится ролик. Поэтому кулачок не трется, а катится по толкателю. Вследствие этого роликовые толкатели выдерживают более высокие нагрузки и обороты, а также позволяют обеспечить более высокий подъем клапанов. Недостатки – большая стоимость и вес, а, значит, и большие нагрузки на детали ГРМ.

Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов. Клапан состоит из головки и стержня. Головка клапана имеет узкую, скошенную под определенным углом, фаску. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла. Для этой цели их взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше. Клапаны во время работы двигателя нагреваются неодинаково.

Выпускные клапаны, контактирующие с отработанными газами, нагреваются больше. Поэтому их изготавливают из жароупорной стали.

 

Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержень выпускного клапана — полый, с натриевым наполнением для лучшего охлаждения. Стержни клапанов помещают в направляющих втулках, изготовленных из чугуна или металлокерамики. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.

Клапан прижимается к седлу при помощи цилиндрической стальной пружины. Кроме того, пружина не дает возможности клапану отрываться от коромысла. Пружина имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения ее вибрации. Другой вариант борьбы с вибрацией — установка двух пружин меньшей жесткости, имеющих противоположную навивку. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой – в упорную тарелку. Упорная тарелка удерживается на стержне клапана при помощи двух конических сухарей, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана.

Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя на стержни клапанов надеты маслоотражательные колпачки

Понравился материал? Поддержи «ВитебскАвтоСити», поделись с друзьями:

 

 

Грм с нижним расположением распредвала

Что такое газораспределительный механизм (ГРМ)?

Газораспределительный механизм (ГРМ) — это механизм предназначенный для впуска в цилиндры двигателя свежего заряда (горючей смеси в классических бензиновых двигателях или воздуха в дизелях) и выпуска отработавших газов в соответствии с рабочим циклом, а также для обеспечения надежной изоляции камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.

В зависимости от вида устройств, осуществляющих впуск заряда и выпуск отработавших газов, различают два типа механизмов газораспределения:

Клапанный механизм наиболее широко распространен и используется во всех четырехтактных двигателях. Возможно верхнее и нижнее расположение клапанов. Верхнее расположение в настоящее время применяется чаще, так как в этом случае процесс газообмена протекает эффективнее. Характерные конструкции газораспределительных механизмов с верхним расположением клапанов представлены на рисунке.

Из чего состоит газораспределительный механизм (ГРМ) двигателя?

Основными элементами газораспределительного механизма являются:

• распределительный вал
• впускные и выпускные клапаны с пружинами, крепежными деталями и направляющими втулками
• привод распределительного вала
• также детали (толкатели, штанги, коромысла и др.), обеспечивающие передачу перемещения от распределительного вала к клапанам

У V-образных двигателей основная деталь рассматриваемого механизма — распределительный вал — может иметь как нижнее, так и верхнее расположение. При нижнем расположении (рис. а) распределительный вал 7, размещенный в блок-картере, приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью зубчатой передачи, обычно содержащей одну пару цилиндрических или конических шестерен (возможно применение и нескольких пар шестерен).

У четырехтактного двигателя передаточное отношение привода равно двум, т.е. распределительный вал вращается вдвое медленнее коленчатого. При вращении распределительный вал с помощью кулачков перемещает толкатели 2 и штанги 3. Последние поворачивают коромысла 5 относительно оси 4. В то же время противоположные концы коромысел воздействуют на клапаны 7, перемещая их вниз и преодолевая при этом сопротивление пружин 6. Расположение кулачков на распределительном валу и их форму выбирают так, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в строго определенные моменты согласно рабочему циклу двигателя.

Рис. Газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов:
а — с нижним расположением распределительного вала: 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — ось коромысел; 5 — коромысло; 6 — пружина; 7 — клапан; б — с верхним расположением распределительного вала: 1 — винт; 2 — контргайка; 3 — коромысла; 4 — распределительный вал

У рядных верхнеклапанных двигателей и V-образных двигателей с четырьмя клапанами на цилиндр распределительный вал (валы) находится в головке блока, в непосредственной близости от клапанов (рис. б). Поскольку при верхнем расположении распределительного вала расстояние между его осью и осью коленчатого вала оказывается значительным, для приведения распределительного вала во вращение обычно используют цепную передачу. У двигателей сравнительно малой мощности можно также применять зубчатый ремень.

Распределительные валы мощных V-образных дизелей приводятся во вращение с помощью зубчатой передачи, у которой число пар конических шестерен может составлять две и более. При верхнем расположении распределительного вала уменьшается число передаточных деталей. Например, в механизме, представленном на рис. б, отсутствуют толкатели и штанги. Распределительный вал 4 непосредственно воздействует на коромысла 3, которые, в свою очередь, перемещают клапаны.

При работе двигателя детали газораспределительного механизма нагреваются (наиболее сильно — клапаны) и, следовательно, расширяются и удлиняются. Чтобы обеспечить возможность удлинения стержня клапана при его нагреве без нарушения плотности посадки головки клапана в седле, между отдельными деталями газораспределительного механизма у непрогретого двигателя должен быть зазор (например, между стержнем клапана и концом коромысла). Регулировать этот зазор можно различными способами, например с помощью винта 1 (см. рис. б), самоотвинчивание которого предотвращает контргайка 2. Чтобы исключить необходимость в регулировке зазора и уменьшить шумность двигателя в газораспределительных механизмах многих современных двигателей используются гидравлические толкатели. В эти толкатели встроены гидрокомпенсаторы, изменяющие их длину под действием давления масла, которое специально подается из смазочной системы двигателя. Клапан, его направляющая втулка, пружина и опорная шайба с деталями ее крепления образуют клапанную группу газораспределительного механизма.

Клапан состоит из головки и стержня, между которыми для уменьшения сопротивления движению газов выполнен плавный переход. Головка клапана имеет шлифованную конусную рабочую поверхность — фаску, по которой клапан плотно прилегает к седлу. Для крепления опорной шайбы пружины конец стержня клапана снабжен канавкой. В некоторых случаях для улучшения отвода теплоты от головки выпускного клапана стержень со стороны головки выполняют полым и вводят в него жидкий металлический натрий.

Клапаны изготавливают высадкой из стального прутка с последующей механической и термической обработкой. Материалом для них служит износо- и жаростойкая сталь. Иногда головку и стержень выпускного клапана выполняют из разных марок стали, а затем соединяют сваркой. Торец стержня клапана дополнительно закаливают для повышения твердости и износостойкости. В некоторых случаях на фаску выпускного клапана для увеличения его долговечности наплавляют особо жаростойкий сплав.

Каждый цилиндр двигателя имеет, как минимум, два клапана — впускной и выпускной. Однако в настоящее время наметилась тенденция к увеличению числа клапанов на цилиндр. Все шире применяются двигатели с тремя (два впускных и один выпускной) и четырьмя (два впускных и два выпускных) клапанами. При наличии одного впускного и одного выпускного клапанов первый имеет большую головку. Это необходимо для лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом.

Направляющая втулка, через которую проходит стержень клапана, обеспечивает его точную посадку в седло. Стержень имеет высокоточное сопряжение с втулкой (зазор составляет 0,05… 0,12 мм). Направляющие втулки изготавливают из чугуна или спеченного пористого материала, который может быть пропитан смазочным маслом.

Клапанная пружина удерживает клапан в закрытом положении, обеспечивая его плотную посадку в седле. Пружины изготавливают методом холодной навивки из специальной стальной, термически обработанной проволоки с последующей дробеструйной обработкой, что увеличивает их долговечность. Иногда для предотвращения появления резонансных колебаний используют пружины с переменным шагом витков.

Опорная шайба удерживает пружину в сжатом состоянии. Крепление стержня клапана к опорной шайбе осуществляется с помощью конических разрезных сухарей, входящих в выточку на стержне.

Седло клапана, в которое он садится фаской головки, у верхнеклапанного двигателя расположено в головке цилиндров. Обычно седла выпускных, а иногда и впусковых клапанов, выполняют в виде вставных колец и наглухо запрессовывают в выточки головки цилиндров. Вставные кольца изготавливают из жаростойкой стали, специального чугуна или спеченного материала.

Передаточные детали газораспределительного механизма обеспечивают передачу усилия от распределительного вала к стержням клапанов. К таким деталям относятся:

Толкатели передают осевое усилие от кулачков распределительного вала на штанги или стержни клапанов. Они могут быть плоскими, грибовидными, цилиндрическими или рычажными. Их изготавливают из стали или чугуна. Для повышения твердости и износостойкости рабочие поверхности толкателей упрочняют, а затем шлифуют.

Штанги служат для передачи усилий от толкателей к коромыслам при нижнем расположении распределительного вала в верхнеклапанном двигателе (см. рис. а). Штанги изготавливают из стали или алюминиевого сплава, придавая им форму трубки. На концах штанг крепят стальные наконечники со сферическими поверхностями, имеющими высокую твердость. Нижними концами штанги упираются в гнезда толкателей, а верхними — в регулировочные винты коромысел.

Коромысла предназначены для изменения направления и величины усилий, передаваемых на стержни клапанов. Коромысла шарнирно устанавливают на осях, которые крепятся к головке цилиндров. На одном конце коромысла может быть установлен регулировочный винт, который позволяет изменять зазор в газораспределительном механизме. Материалом для коромысла служит сталь или ковкий чугун. Рабочие поверхности коромысла закаливают, а затем шлифуют.

Распределительный вал служит для своевременного открытия и закрытия клапанов при помощи кулачков. Конструкция распределительного вала зависит от типа двигателя, числа цилиндров и клапанов, а также типа привода. Характерные конструкции распределительных валов представлены на рисунке. Любой распределительный вал имеет кулачки впускных 2 и выпускных 4 клапанов, а также опорные шейки 2. Распределительный вал бензинового карбюраторного двигателя снабжен также винтовой шестерней 5 привода масляного насоса и распределителя зажигания и эксцентриком 3, приводящим в действие топливный насос. Число кулачков соответствует общему числу клапанов, которые обслуживаются данным валом. Число опорных шеек чаще всего равно числу коренных шеек коленчатого вала. В рядном четырех- цилиндровом двигателе вершины одноименных кулачков располагаются под углом 90° (рис. а), в рядном шестицилиндровом — под углом 60° (рис. б), а в V-образном восьмицилиндровом — под углом 45° (рис. в). Угол установки разноименных кулачков зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагают в соответствии с принятым для двигателя порядком работы с учетом направления вращения вала. В качестве подшипников для распределительного вала чаще всего применяют запрессованные в картер (при нижнем расположении) или головку цилиндров (при верхнем расположении) тонкостенные биметалические или триметаллические втулки. Одна из опорных шеек вала (обычно передняя) снабжена фиксирующим устройством для предотвращения его осевых перемещений. Для смазывания опорных шеек к ним подается масло под давлением из общей смазочной системы двигателя. При верхнем расположении распределительного вала в его теле сверлят осевое отверстие, по которому масло поступает ко всем опорным шейкам и кулачкам.

Рис. Распределительные валы рядного четырехцилиндрового (а), рядного шестицилиндрового (б) и V-образного восьмицилиндрового (в) двигателей со схемами расположения кулачков:
1 — опорная шейка; 2, 4 — кулачки впускных и выпускных клапанов; 3 — эксцентрик привода топливного насоса; 5 — винтовая шестерня привода масляного насоса

Назначение. Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для своевремен­ного открытия и закрытия клапанов. Он обеспечивает наполнение цилиндров двигателя го­рючей смесью или воздухом, выпуск отработавших газов и герметичность камер сгорания.

Классификация ГРМ. Газораспределительные механизмы классифицируются по сле­дующим основным признакам:

– по расположению клапанов – с верхним (рис. 96, в) и с нижним (рис. 9а) расположе­нием;

– по расположению распределительного вала с верхним (рис. 9в) и с нижним (рис, 9а, б) расположением;

– по количеству клапанов на один цилиндр 2-, 3-, 4-, 5-клапанные.

Устройство ГРМ (табл. 4). Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов и с нижним расположением распределительного вала состоит из следующих эле­ментов (рис. 10): шестерня привода распредвала; втулки опорных шеек распредвала; толкатели; коромысла; регулировочные винты; впускные и выпускные клапаны; тарелки клапанных пружин; седла клапанов; стопорные полукольца клапанов (сухари): распределительный вал; упорный фланец; штанги толкателей; оси коромысел; распорные пружины; клапанные пружины; направляющие втулки; маслосъемные колпачки.

Конструкция ГРМ, имеющего верхнее расположение распределительного вала, отлича­ется от рассмотренного отсутствием толкателей и штанг. Привод распределительного вала осуществляется через цепную передач, поэтому конструкция ГРМ этого типа включает в себя цепь привода, а также натяжное устройство и успокоитель цепи (рис. 11).

В конструкции ГРМ с нижним расположением клапанов отсутствуют коромысла, оси коромысел и распорные пружины (рис. 9а).

Принцип действия ГРМ (рис. 96). Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала через блок шестерен, зубчатоременную или цепную передачи. Передача обеспечивает частоту вращения распределительного вала в два раза меньшую, чем частота вращения коленчатого вала. При вращении распределительного вала кулачок 10, воздейст­вует на толкатель 9 и поднимает его; толкатель передает воздействие через штангу 18 на ко­роткое плечо коромысла 15; это плечо коромысла поднимается, а противоположное опуска­ется (так как коромысло поворачивается на оси) и давит на клапан 2. Клапан под этим воз­действием опускается вниз и открывает впускное или выпускное окно. Закрытие клапана происходит при прекращении воздействия кулачка на толкатель (когда выступ кулачка сбе­гает с толкателя). Закрытие обеспечивается за счет упругости клапанной пружины 4 и проис­ходит в обратном порядке.

Фазы газораспределения. Под фазами газораспределения понимают момента начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого ва­ла относительно мертвых точек. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов вы­пускной клапан должен открываться до достижения поршнем НМТ, а закрываться после прохождения ВМТ. С целью лучшего наполнения цилиндров смесью впускной клапан дол­жен открываться до достижения поршнем ВМТ, а закрываться после прохождения НМТ. Пе­риод, в течение которого одновременно открыты оба клапана (впускной и выпускной), назы­вают фазой перекрытия клапанов. Фазы газораспределения конкретных двигателей изобра­жают в виде круговой диаграммы (рис. 12) или представляют в виде таблиц.

Детали ГРМ:

Деталь	Назначение	Устройство	Материал
Распределительный вал (рис. 10)	Обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов	Опорные шейки, кулачки, фланец для уста­новки шестерни привода, эксцентрик при­вода топливного насоса, шестерня привода масляного насоса	Легированная сталь или чугун
Привод распредели­тельного вала (рис. 11)	Передает вращение от коленчатого вала на распределительный вал

I. Блок шестерен.

II. Ведущая и ведомая звездочки, цепь.

III. Ведущий и ведомый шкивы, зубчатый ремень

Толкатели 9 (рис. 9)Передает усилие от кулачка распредвала к штангеВтулка, рычаг, пята, ролик, ось роликаСталь или чугунШтанга толкателя 19 (рис. 10)Передает усилие от толкателя на коромыс­лоПолый цилиндр со сферообразными нако­нечникамиСталь или дюралю­минийКоромысло 15 (рис.9)Передает усилие от штанги или распредва­ла к клапануНеравноплечий рычаг со ступицейЧугунОсь коромысел 13 (рис 10), 17 (рис. 9)Поддерживает коромыслаПолый стержень с заглушками на торцах и сверлениями для прохода масла к коромыс­ламСтальКлапаны 2 (рис. 9)Открывает и закрывает впускные и выпу­скные каналыСтержень, тарельчатая головкаЖаропрочная стальПодвеска и уплотне­ние клапанов (рис. 9)Обеспечивает подвижную установку кла­панов в головке блока и предотвращает попадание масла по стержням клапанов в камеры сгорания

Направляющие втулки в головке блока, клапанные пружины, опорные и упорные шайбы, маслосьемные колпачки или кольца, сухари

Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 1872 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Основа нормального функционирования двигателя – это слаженная работа всех его механизмов и систем. Одним из таких важных составляющих силового агрегата является газораспределительный механизм, который отвечает за подачу воздуха во все цилиндры машины и вывод выхлопных газов.

Назначение и принцип действия ГРМ

Газораспределительный механизм в двигателе внутреннего сгорания предназначается для своевременной подачи воздушно-топливной смеси или воздуха в цилиндры и выпуска оттуда отработанных газов. Работа механизма осуществляется за счет своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

Рабочий процесс ГРМ основывается на синхронном движении распределительного и коленчатого вала, что обуславливает открытие и закрытие клапанов в нужный момент моторного цикла. Во время вращательного движения распредвала, кулачки надавливают на рычаги, а те на стержни клапанов, открывая их. Следующий поворот распредвала поворачивает кулачек, который занимает исходную позицию и закрывает клапан.

Классификация газораспределительных механизмов

Двигатели на современных автомобилях оснащаются разными газораспределительными механизмами, которые имеют следующую классификацию:

1. В зависимости от расположения распределительного вала – нижнее или верхнее.
2. В зависимости от числа распределительных валов – один или SONC (Single OverHead Camshaft), либо два вала – DOHC (Double OverHead Camshaft).
3. В зависимости от количества клапанов – от 2 до 5.
4. От разновидности привода вала – шестеренчатый, цепной или с зубчатым ремнем.

Двигатели с верхним расположением вала считаются наиболее эффективными, и получили самое широкое распространение. В них клапана приводятся в движение распредвалом через рычаги толкателей. Это упрощает всю конструкцию, снижает массу двигателя и уменьшает силу инерции. В такой компоновке вал монтируется в головке, рядом с клапанами. Движение с коленчатого вала передается при помощи роликовой цепи или зубчатого ремня.

При нижнем положении вала ГРМ, он монтируется рядом с коленчатым валом в блоке цилиндров. Передача усилия на клапана происходит при помощи толкателей через коромысла. Распредвал входит в зацепление с коленвалом при помощи шестерни. Такая конструкция двигателя считается усложненной, к тому же инерция двигающихся частей механизма возрастет.

Количество распределительных валов механизма и клапанов на каждый цилиндр зависит от варианта двигателя. Чем больше в нем клапанов предусмотрено, тем лучше цилиндры заполняются воздухом или горючей смесью, и очищаются от газов. Благодаря этому, двигатель в состоянии развить больший крутящий момент и мощность. Нечетное количество клапанов означает большее число впускных в сравнении с выпускными.

Устройство ГРМ

Газораспределительный механизм имеет следующие основные элементы:

1. Распределительный вал. Открывает клапаны в определенной последовательности в зависимости от порядка работы цилиндров. Его изготавливают из чугуна или стали, и подвергают закалке токами высокой частоты трущиеся поверхности. Он может быть смонтирован в головке блока цилиндров или в картере. В многоклапанных двигателях расположено два распределительных вала, один из которых управляет впускными клапанами, а другой выпускными. Вращение вала происходит на цилиндрических опорных шейках. Прямое или непрямое воздействие на клапана осуществляется кулачками, расположенными на валу. Каждый кулачек соответствует одному клапану.

2. Привод клапанов. Клапаны приводятся в движение различными способами: при расположении распредвала в картере, усилие от кулачков передается на толкатели, штанги и коромысла.

Коромысло (рокер или роликовый рычаг) выполнено из стали, его устанавливают на полую ось, зафиксированную в стойках головки цилиндров. Одна его сторона упирается в кулачек вала, а другая давит на торец стержня клапана. При работе двигателя клапаны нагреваются и удлиняются, что грозит им неполной посадкой в седло. Поэтому между клапаном и коромыслом обязательно соблюдают тепловой зазор.

Также кулачек может воздействовать на клапан через рычаг или непосредственно на его толкатель. Толкатели могут быть выполнены в механическом (жестком), роликовом варианте или в виде гидрокомпенсатора. Первый вид из-за шумности почти не используется, а последний отличается мягкостью и отсутствием необходимости осуществления регулировок. Роликовые толкатели используют в форсированных и спортивных двигателях.

3. Механизм привода распределительного вала. Осуществляется цепной, ременной или шестеренной передачей. Цепная отличается надежностью, до сложна в устройстве и дорога, ременная дешевле, но менее надежна, и в случае порыва ремня может повлечь за собой повреждение двигателя за счет удара клапанов о поршни.

4. Клапаны. Предназначены для открытия и закрытия впускного и выпускного канала. Состоят из стержня и головки, на которой имеется узкая, скошенная под углом фаска, плотно прилегающая к фаске седла, для чего их взаимно притирают. Головки впускных клапанов делают большими, чем выпускных. Но выпускные сильнее нагреваются, поэтому изготавливаются из жаропрочной стали и внутри наполнены натрием для лучшего охлаждения.

Цилиндрический стержень клапана сверху выточен для крепления пружины, не дающей ему оторваться от коромысла, которая упирается в шайбу на головке, и фиксируется упорной тарелкой. Стержень помещается в направляющую втулку, запрессованную в головку цилиндров, чтобы масло не попадало в камеру сгорания, на него надевают маслоотражающий колпачок.

Фазы газораспределения

Фазами газораспределения принято считать начало открытия и момент закрытия клапана, выраженный в градусах угла поворота коленвала относительно мертвых точек. Лучшая очистка цилиндра от выхлопных газов достигается при открытии выпускного клапана до наступления нижней мертвой точки (НМТ), и закрытии после ВМТ. Наполнение цилиндров воздухом или горючей смесью происходит при открытии впускного клапана до прохождения им ВМТ, и закрытии после НМТ. Период одновременного открытия обоих клапанов называется их перекрытием.

Фазы подбираются на заводе-изготовителе двигателя экспериментальным путем, и зависят от его конструкции и быстроходности. При этом колебание газов используется таким образом, что перед закрытием впускного клапана перед ним находится волна давления, а перед закрытием выпускного – волна разрежения. Такой подбор фаз обеспечивает одновременное улучшение заполнения цилиндров воздухом или смесью, а также их очистку от выхлопных газов.

Установка механизма газораспределения осуществляется при помощи меток на шестернях. Отклонение от нормы на пару зубов или звездочек может привести к удару клапана о поршень и поломке двигателя. Постоянство фаз сохраняется при наличии теплового зазора в клапанном механизме, нарушения которого вызывают уменьшение или увеличение продолжительности открытия.

Для каждого двигателя завод-изготовитель указывает фазы газораспределения в виде диаграммы, где показаны моменты открытия, закрытия, и перекрытия клапанов.

Возможные неисправности ГРМ

Судить о неисправности газораспределительной системы можно по следующим внешним признакам:

1. Уменьшение компрессии, хлопки в трубопроводах. Происходит по причине неплотного прилегания клапанов к седлам из-за образовавшегося нагара, раковин на рабочей поверхности, при деформации головок клапанов, прогорании клапана, поломке пружин, заедании стержня во втулке или отсутствием зазора между клапаном и коромыслом.
2. Падение мощности и резкие металлические стуки происходят из-за неполного открытия клапанов. Причиной неполадки выступает большой тепловой зазор или отказ гидрокомпенсатора.
3. Износ шестерни распредвала, втулок и осей коромысел, направляющих втулок клапанов, заметное осевое смещение распределительного вала.
4. Выход из строя цепи, зубчатого ремня, а также успокоителя для цепи, и натяжителя для зубчатого ремня.

Газораспределительный механизм ДВС — презентация онлайн

1. Газораспределительный механизм ДВС

2. ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ ГРМ?

4. КОНСТРУКЦИЯ ГРМ ВСЕГДА ЗАВИСИТ ОТ КОНСТРУКЦИИ ДВС

5. НО ВСЕГДА ЕСТЬ ЕГО ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ

6. РАСПРЕДВАЛ КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ

7. И ПРИВОД ГРМ

8. КАК НАМ КЛАССИФИЦИРОВАТЬ ГРМ?

9. 1 КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ТИПУ ПРИВОДА ГРМ

ПРИВОД ГРМ ЗАВИСИТ ОТ
ПОЛОЖЕНИЯ РАСПРЕДВАЛА В ДВС

10. КАКОЙ ВИД ПРИВОДА ГРМ ?

11. РАСПРЕДВАЛ НА ГБЦ, А ПРИВОД? РЕМЕННОЙ

12. Ремень ГРМ.

Ремень ГРМ это элемент, который выполняет роль связующего звена, которое
синхронизирует тандем распредвала и коленвала в любом современном
автомобиле. Зачастую, в руководствах по эксплуатации автомобиля строго
регламентирована замена ремня ГРМ.

13. РАСПРЕДВАЛ НА ГБЦ, А ПРИВОД? РЕМЕННОЙ

14. РАСПРЕДВАЛ НА ГБЦ, А ПРИВОД? ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ

15. ВСЕГДА НУЖЕН ПРИВОД РАСПРЕДВАЛА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА С КОЛЕНВАЛА НА РАСПРЕДВАЛ

16. А ЕСЛИ ДВС V КАКОЙ БУДЕТ ПРВОД ?

17. ЛЮБОЙ

18. ИСПОЛЬЗУЮТ РЕМЕННОЙ ПРИВОД

19. ИСПОЛЬЗУЮТ ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ ПРИВОД

20. ИСПОЛЬЗУЮТ ЦЕПНОЙ ПРИВОД

21. РАСПРЕДВАЛ С БОКУ ОТ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ

22. ГРМ ГАЗ 20 «ПОБЕДА»

23. Шестерня распредвала в зацеплении у шестерни коленвала

24. Распределительный вал (распредвал).

25. Распредвал ! Состоит из ?

26. Распределительный вал — основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ) , служащего для синхронизации впуска или выпуска и тактов

Распределительный вал — основная деталь
газораспределительного механизма (ГРМ) , служащего
для синхронизации впуска или выпуска и тактов работы
двигателя.

27. Распредвал устанавливаем в?

28. Распредвал устанавливаем в?

29. ГБЦ КРЕПИМ НА БЛОК ЦИЛИНДРОВ

30. ГБЦ КРЕПИМ НА БЛОК ЦИЛИНДРОВ

31. ГБЦ КРЕПИМ НА БЛОК ЦИЛИНДРОВ

32. ПРОКЛАДКУ НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОСТАВИТЬ !

33. В ГБЦ РАСПРЕД ВАЛ ДАВИТ НА КЛАПАНА КЛАПАННОГО МЕХАНИЗМА

34. ПРИВОД МОЖЕТ БЫТЬ ЛЮБОЙ

35. ЦЕПНОЙ

36. РЕМЕННОЙ

37. КОМБИНИРОВАННЫЙ

38. КУЛАЧКИ РАСПРЕДВАЛА МОГУТ ДАВИТЬ ПРЯМОТ НА КЛАПАН

39. КУЛАЧКИ РАСПРЕДВАЛА МОГУТ ДАВИТЬ ПРЯМОТ НА КЛАПАН

41. КУЛАЧКИ РАСПРЕДВАЛА МОГУТ ДАВИТЬ ПРЯМО НА КЛАПАН

42. Что давит на клапана ?

43. КАК РАБОТАЕТ ГРМ?

44. Что давит на клапана ?

46. Что давит на клапана ?

47. НО ЕСЛИ РАСПРЕДВАЛ С БОКУ ОТ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ ТО КУЛАЧКИ РАСПРРЕДВАЛА ДАВЯТ НА ТОЛКАТЕЛИ, ОНИ НА КОРОМЫСЛО А ОНО НА КЛАПАН

49. Опишите как работает ГРМ

50. НО ЕСЛИ РАСПРЕДВАЛ С БОКУ ОТ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ ТО КУЛАЧКИ РАСПРРЕДВАЛА ДАВЯТ НА ТОЛКАТЕЛИ, ОНИ НА КОРОМЫСЛО А ОНО НА КЛАПАН

51. ВИДЫ КЛАПАННЫХ МЕХАНИЗМОВ ?

52. ВИДЫ КЛАПАННЫХ МЕХАНИЗМОВ ?

54. Устройство клапанного механизма

56. Собирите:

60. КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

61. КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

62. КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

63. КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

64. КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

65. КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

66. КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

67. Основные неисправности распредвала .

К основным неисправностям
распределительного вала, а также его
привода относят износ опорных шеек вала,
изгиб вала и износ и задиры кулачков.

68. Основные неисправности ремня ГРМ.

Вероятная причина неисправности ремня ГРМ:
Инородное тело в приводе
Чрезмерное натяжение
Ремень перекручен во время установки

69. Причины неисправности ремня ГРМ.

• Недостаточное натяжение
• Прихват зубчатого шкива
• Неправильное относительное положение
зубчатых шкивов

70. Впускные и выпускные клапана.

Клапаны (впускной клапан, выпускной клапан) – детали двигателя,
служащие для периодического открывания и закрывания отверстий
впускных и выпускных каналов в зависимости от положения
поршней в цилиндре и от порядка работы двигателя.

71. Основные неисправности клапанного механизма.

Прогар клапанов, прогар седел клапанов, выпадение седла клапана, износ
направляющей втулки клапана и самого стержня клапана по диаметру, погнутые
клапаны, и плохо притертые.

72. Поломки:

• Пробой или прогорание прокладки

73. Поломки:

• Нагар на клапанах- это причина
заклинивания.

74. Поломки:

• Стираются вкладыши на распредвале.

75. Причины?

76. Причины?

77. КАК СОБИРАЕТСЯ КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ?

79. THE END

Как выбрать распределительный вал | Новости автомира

Распределительный вал автомобиля – простое и одновременно сложное устройство, от исправной работы которого зависит двигатель и множество смежных с ним узлов. Как правило, распредвал и работа по его замене стоят немалых денег. На первом месте всегда стоит правильный выбор запчасти – при малейшем несоответствии автомобиль просто не выйдет на дорогу. Разберемся же с тем, как устроен распределительный вал и как его выбирать в случае поломки старого.

Функции и устройство

В работающем двигателе с высокой частотой открываются и закрываются клапана (впускные, выпускные), обеспечивая газораспределение. За этим «следит» распределительный вал – металлическое устройство сложной формы, четко подгоняемое под определенную модель двигателя. Навскидку, от распредвала зависит следующее: мощность и динамика двигателя, его КПД.

На заводах распредвал или вытачивается из цельнометаллического цилиндра, или на ось цилиндра устанавливаются кулачки (касается распределительных валов по системе AVS). Изготавливается конструкция или из чугуна, или многослойной стали. На определенных этапах изготовления материал насыщают азотом, обрабатывают промышленным лазером, шлифуют.

Несмотря на внушительный вид и кажущуюся сложность, механизм работы распределительного вала предельно прост. На валу имеются специальные кулачки, открывающие клапаны через толкатели или напрямую. Так называемые опорные шейки, фиксируемые в подшипниках скольжения, обеспечивают вращение вала почти без нагрева за счет сил трения. Когда вал начинает вращаться, кулачки открывают клапана двигателя, которые при дальнейшем вращении вала закрываются пружинами. Обычно на один клапан приходится один кулачок.

Наверняка автолюбители сталкивались с аббревиатурами SOHC и DOHC. Первая относится к двигателям с одним распредвалом, тем временем как вторая – к двигателям с двумя. SOHC признаны устаревшими, однако такие моторы устанавливаются в легковых бюджетных автомобилях и сейчас. Второй же тип является доработанным вариантом первого (распредвалов, как и указано, два), в котором имеются толкатели.

Мощность двигателя напрямую зависит от качества топливной смеси, условий сгорания и подачи самой смеси. Если в случае с подачей все понятно, то о первых двух вещах стоит поразмыслить. Представьте: если мы доработаем кулачки так, что они будут высоко подниматься и открывать клапаны на продолжительный период, внутрь камеры может попасть больше воздуха; если воздуха становится много, можно подать и больше топлива, которое в обычных условиях бы не сгорело в обедненной кислородом среде. Так же рассуждают инженеры, создающие спортивные двигатели. Однако, подобное решение абсолютно не подойдет для городской среды: мы получаем огромную мощность, но потребляем больше топлива, что особенно критично при чередовании стартов и торможений, как это бывает в городской «тянучке».

Отметим, что количество распределительных валов никак не связано с количеством клапанов. Конечно, большое количество клапанов гарантирует высокую скорость наполнения камеры сгорания и дальнейшее ее опорожнение. Однако автопроизводители ставят столько распредвалов, сколько, по их расчетам, хватит для обеспечения не только высокой мощности, но и высокой надежности системы и минимализации нагрузок на детали.

Заметьте: когда распредвал совершает один оборотов, коленвал успевает совершить два, а вот отдельно взятый клапан откроется только один раз. Правильную работу двух валов, т.е распределительного, коленчатого, гарантирует ремень ГРМ и специальные шестерни.

Как вал приводится в движение

Вращение распредвала осуществляется за счет передающегося момента от коленчатого вала. Встречаются следующие привода:

• Ременной. Внутренняя поверхность зубчатого ремня сцепляется с зубьями, находящими на шкивах, тем самым обеспечивая вращение. К примеру, в двигателях TDI устанавливается эллиптическая шестерня. С ней снижаются тяговые усилия. Также зубчатый ремень приводит в движение некоторые насосы : масляный, высокого давления, охлаждающей жидкости. Средний ресурс такого привода: 100-150 тысяч километров;
• Цепной. Такой привод крайней надежен. Он дополнительно оснащается натяжными роликами и успокоителями. Различают однорядные и двухрядные роликовые цепи.

Специалисты отдельно выделяют зубчатый привод. На деле зубцами могут быть оснащены и цепи, и ремни. При этом нельзя однозначно ответь на вопрос о том, каким образом лучше передавать крутящий момент. Обе разновидности имеют плюсы и минусы.

Установка распределительных валов

Особенности конструкции двигателя вынуждают производителей устанавливать иногда до четырех распредвалов.

Если клапанов 2 или 3, на цилиндр ставится только один распредвал. Если клапанов 4, то устанавливает один или два распредвала. К примеру, в системах DOHC используется два вала, один из которых управляет впуском, а второй выпуском.

Как правило, конструкцию двигателей и смежных узлов стараются упростить, иногда во вред геометрии. Оппозитные, равно как и V-образные двигатели, обзавелись одним распредвалом в развале, или же по одному под головку блока цилиндров. В порядке исключения вы можете увидеть интересное рядное расположение – здесь распредвал один, хотя клапанов четыре. Пример: Mitsubishi Lancer 4G18.

В большинстве современных автомобилей валы устанавливаются прямо над клапанами. Такая система называется «Cam-in-Head» — находящиеся выше кулачки оказывают давление на толкатели напрямую.

Подробнее о газораспределительном механизме

Поскольку распредвал работает в тандеме еще с несколькими узлами, автоконструкторы задумались и над их модернизацией. Предпосылки к этому появились еще в 80-х годах: конструкция валов и их установка казалась решенной проблемой.

Сегодня чаще всего встречаются двигатели со следующими системами, по которым меняются фазы газораспределения:

• Система Valvetronic – разработка компании BMW. Суть в том, что подъем клапанов регулируется вместе с изменением того положения, которое имеют оси вращения коромысел;
• Система VTEC – разработана компанией Honda. Фазы регулируются за счет использования двух кулачков;
• Система VVT-I – разработка компании Toyota. Фазы регулируются по мере того, что вал проворачивается относительно приводной звезды.

Встречаются и другие варианты. Как правило, автопроизводители могут использовать различные ГРМ даже в одной линейке транспорта. Эксперименты не прекращаются до сих пор: инженеры добиваются высокой экологичности двигателя, достижения максимальной мощности, малого расхода топлива.

Стоит полагать, что в ДВС будущего или не будет клапанного механизма, или клапана будут открываться при помощи пневматических или магнитных толкателей. В разработке новых систем преуспели Volkswagen, Honda и Mitsubishi.

Будто сошел со страниц фантастического романа оппозитный двигатель от EcoMotors. Он компактный и экономичный, однако, интересен не этими качествами. В нем нет ни одного клапана. Экспериментальный образец может развить максимальную мощность в 325 л.с.

Типичные неполадки распредвала

Конструкция распределительных валов достаточно проста. Они выходят из строя крайней редко. За счет высокотехнологичной обработки металл имеет огромный ресурс. Можно говорить о том, что вал служит ровно столько, сколько служит весь двигатель. Несколько нарушают это правило «сборные» распредвалы, которые относительно недавно появились в большегрузных Mercedes-Benz. Что до цельнометаллических деталей, то они вызывают следующие «болезни» двигателя:

1. Из-под ГБЦ слышится стук. Причина кроется в износе кулачков вала, причем стук пропадает после прогрева двигателя. При значительной выработке этот стук не пропадает вовсе;
2. Падает мощность. Как вы поняли из вышенаписанного, при неправильной работе распределительного вала двигатель за счет неполного сгорания топлива ощутимо теряет в мощности;
3. Увеличивается расхода топлива. Кроме расхода, вы также отметите появление черного дыма из выхлопной системы;

Оценить масштаб катастрофы можно при визуальном осмотре:

• Стерлись кулачки. Изначально каплевидные, кулачки могут стереться до окружности;
• Появилась ржавчина на валу. Грешить стоит на неправильную эксплуатацию и некачественное масло. Если вы увидите мелкие борозды на рабочей части вала, то можете быть уверены – из-за перегретого и вспенивающегося масла (проблема в присадках) происходит кавитационная эрозия металла;
• Деформация вала. Причина почти всегда кроется в детонирующей топливной смеси. Деталь может быть отлажена мастером, однако если металл изначально некачественный, подобная мера может понадобиться снова;
• На кулачках видны следы побежалости. Это верный спутник масляного голодания. Почаще следите за уровнем масла.

Практически всегда неисправный распредвал меняют на новый. Работой сварочным аппаратом его не получится «реанимировать – тот же чугун после нагрева становится очень хрупким, а значит, деталь потребует замены в ближайшей перспективе. Наплавленные кулачки стираются очень быстро. За восстановление подшипников мастера не берутся вовсе.

Как выбрать распределительный вал

Это один из немногих случаев, когда правильно выбрать запчасть можно только по VIN-коду. Дело в том, что даже в одной линейке автомобилей распредвал может устанавливаться по-разному, различной может быть система газораспределения, профиль кулачков и т.д. Так что если кода у вас нет, поиск придется вести по техническим данным автомобиля и рисковать купить не то, что подойдет.

Иногда практикуется изготовления распределительных валов под заказ. Это очень дорого и требует использования значительных экспертных мощностей. Причем изготовление детали, скажем, под тюнингованый автомобиль, может определить будущую специфику вождения транспортом. Можно создать вал под спортивную манеру езды, из-за чего транспорт наберет в мощности и потреблении топлива, а можно и под городскую – вариант экономный, но не гарантирующий полной реализации мощности двигателя.

Как бы вы ни выбирали распредвал, помните: если геометрия новой детали отличается от старой даже на считанный миллиметр, вы рискуете сломать двигатель и в будущем потратить еще большие деньги на ремонт.

Каким брендам отдаем предпочтение

На первом месте стоит качество работы с металлом. Если материал изделия будет слишком мягким, распредвал долго не прослужит. Оптимальным выбором будет OEM-запчасть – с десяток раз проверенная на заводе и пригодная к установке на конкретную модель автомобиля заданного года выпуска. Увы, стоит эта запчасть очень дорого.

Из производителей более дешевых аналогов стоит отметить немецкого Ruville, чешского Et Engineteam, британского AE и испанского Ajusa. Их распредвалы показывают себя хорошо. Есть шанс попросту не найти запчасть для своего автомобиля. Значит, придется брать оригинал или обращаться к мастерам с заказом, что доступно не во всех населенных пунктах.

Вывод

Как видите, о распредвале можно рассказывать и рассказывать. Главное правило его эксплуатации заключается в своевременной замене масла на как можно более качественное. И, что тоже важно, владельцам дизельных автомобилей нужно покупать специальное масло для дизелей. Только оно подойдет для смазывания гипоидной передачи.

При замене распределительного вала не забывайте о следующем:

• У мастера нужно спросить, по какой причине деталь вышла из строя. Это поможет вам не допускать те же ошибки при дальнейшей эксплуатации;
• Вместе с заменой нужно залить новое масло, проверить масляный насос и фильтр.

Если у вас не получается купить оригинальный распределительный вал, настоятельно рекомендуем изучить предложения во всех магазинах и ждать новых поставок. Дефектовка распредвала является лишь временным решением – рано или поздно его придется заменить, если к этому есть предпосылки. А вот устанавливать на свой автомобиль стоит только новенький оригинал.

Авторская статья «Балансировка распредвала» на сайте инженерной-технологической компании Механика

Все знают, что распределительный вал – это прецизионный узел двигателя, обработанный с очень малыми допусками, а его главная функция – открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны в точно «назначенные» моменты. Мы также знаем, что у производителей распредвалов работают конструкторы, чья главная обязанность состоит в разработке кулачков такого профиля, чтобы оптимизировать газообмен в двигателе. Но многие ли из вас знают, что качественная балансировка распредвала поможет увеличить мощность?

Рис. 1 Добавить мощности – вот главная цель!

Сейчас большинство производителей двигателей делают основной акцент на «высокотехнологичном покрытии» деталей и разнообразных химикатах для «снижения трения», считая их реальными способами увеличения мощности. На самом деле эти способы лишь сокращают потери на трение в автомобильном моторе, а не увеличивают реальную мощность.

Мы четко понимаем, что, поскольку производители распредвалов разработали разные экзотические профили кулачков, прочие детали газораспределительного механизма также необходимо доработать, чтобы справляться с увеличением хода клапана и радикальной геометрией кулачка. Клапанные пружины, сухари, коромысла, штанги и толкатели тоже изменились очень сильно, благодаря новым видам конструкций и/или снижению веса.

Однако до сих пор оставалась незамеченной одна область: балансировка распредвала – или, что важнее, характеристика распредвала, когда он не сбалансирован. Большинство производителей двигателей полагают, что в силу высокого уровня проработки конструкции и точности обработки распредвалы обычно не требуется балансировать. Еще одно заблуждение – отсутствие понимания, какие силы и с какой частотой воздействуют на распредвалы. И, наконец, распредвал вращается лишь в два раза медленнее коленвала. Этому обстоятельству тоже придается мало значения, а то и вовсе никакого!

Поэтому утверждаем: теоретически, каждый распредвал изначально не сбалансирован. Мы проверили на балансировочном станке сотни распредвалов и у всех был больший или меньший дисбаланс. Даже два одинаковых распредвала различаются по величине дисбаланса. Вы можете сказать, что это неправда, в силу точности новых станков с ЧПУ для шлифования кулачков; но проблема дисбаланса, в целом, проистекает не из результатов обработки, а возникает еще при изготовлении (отливке или ковке) заготовки.

На заготовках распредвалов есть «базовые» поверхности – с каждого конца. Шейки подшипников и базовые окружности кулачков обрабатываются именно от этих поверхностей. В этом случае «центр масс» распредвал не совпадает с осью вращения и, поэтому, не избежать дисбаланса при вращении распредвала.

Когда распредвал не сбалансирован, нам нужно знать амплитуду и величину действующих сил и их расположение по отношению друг к другу. 60-миллиметровый распредвал Roller, показанный выше, проверили на балансировочном станке CWT Multi-Bal 5000.

И получилось, что слева дисбаланс составил 34,2 г, а справа – 47,4 г, причем «тяжелые» элементы распредвала не противоположны друг другу – угол между ними 87°. Поэтому при вращении распредвала возникает изгибающий момент. Обратите внимание на скорректированный отчет ниже, указывающий, что дисбаланс был практически устранен, и остаточный дисбаланс – парный, т. е. противолежащий на 180°, что компенсирует действие двух противоположных сил.

Рис. 2 Отбалансированный распредвал, с грузиком на болтах. Такой способ можно использовать, если есть свободное пространство между кулачками

Но вернемся к изначальному дисбалансу: при вращении распредвала со скоростью 4000 об/мин (половина от оборотов коленвала – 8000 об/мин), слева возникает сила в 15,57 кг, а справа – 21,61 кг, и обе они пульсируют с частотой более 66 Гц. Обычно этого достаточно, чтобы распредвал «вошел» в резонанс и роликовый толкатель начнет подскакивать на поверхности кулачка. И, скорее всего, это приведет к тому, что закон движения клапана окажется нарушен, т. е. детали привода клапана не будут следовать профилю кулачка. Причем клапанная пружина также начнет «резонировать», поэтому клапан будет открываться и закрываться ненадлежащим образом.

В итоге – в заранее неизвестный момент и с неопределенной скоростью вращения, двигатель потеряет мощность. Мы увидели это на внешней скоростной характеристике, при снятии показателей мощности и крутящего момента на динамометрическом стенде. Правда, некоторые производители двигателей утверждали, что подобные нарушения могут быть связаны со нарушением сгорания из-за некачественного топлива и/или плохо спроектированной системы впуска.

Впрочем, даже если впускная система переделана, то аномалия, связанная с вращением несбалансированного распредвала все равно никуда не денется и газораспределительный механизм все равно нуждается в доработке.

Следует учитывать, что балансировка распредвала не может решить все возможные проблемы газораспределительного механизма, та как в ГРМ существует множество других движущихся деталей, каждая со своей собственной частотой, возбуждаемой по иным причинам (вибрация коромысел, «плавающая» пружина клапана, деформация штанг и избыточные зазоры в приводе). Но балансировка распредвала устраняет одну из переменных, которая мешает нормальной работе вашего двигателя.

Для скептиков, которые до сих пор полагают, что дисбаланс распредвала никак не связан с увеличением мощности – мы согласны, что мощность не увеличится. Но качественная балансировка любой вращающейся массы в двигателе положительно влияет на его работу.

Балансировать распредвал можно разными методами:

— первый – это доработать распределительный механизм, сняв металл в нужном месте;

— второй – высверлить металл из области опорной шейки вала или, наоборот, добавить вес, сначала просверлив отверстия в теле вала, а затем залить их свинцом.

— и третий – добавить внешний грузик определенной массы к самому валу, с использованием специального адаптера, прикрепленного к нужному месту вала.

ХОТИТЕ СТАТЬ АВТОРОМ?

Пришлите свою статью

Что такое распределительный вал и как он работает?

Распределительные валы — еще один из многих критических компонентов, необходимых для работы двигателя внутреннего сгорания, но что такое распредвал и почему его роль так важна?

Старая техника

Предположим, вы знакомы с основной функцией двигателя внутреннего сгорания — топливо и воздух воспламеняются внутри цилиндра, производя взрывную энергию, которая преобразуется в движение поршнями, коленчатым валом и трансмиссией.

Звучит достаточно просто, но, как мы знаем, внутреннее сгорание претерпело больше усовершенствований и усовершенствований, чем любой другой механизм на планете, так что теперь это чрезвычайно сложная система частей.

Распределительный вал, однако, является одной из самых старых частей и исправно работает с первых дней изобретения и развития двигателей. Это связано с тем, что кулачок сам по себе является невероятно древней идеей, которая восходит к Турции 13 ^– веками, где он использовался в различных механизмах легендарным Исмаилом аль-Джазари и описан в его «Книге знаний об изобретательной механике». Устройств ».

Перенесемся в 21 век, ^год, год, и его принципы работы остались такими же, как и тогда.

Синхронность и форма

Распределительный вал является относительно основным компонентом — это простой стержень или вал с фигурными выступами, расположенными вдоль него, они были названы « кулачков ». Когда вал вращается, форма кулачка позволяет ему воздействовать на клапан или переключаться в степени, соответствующей жесткости его формы — со скоростью вращения, контролирующей скорость действия.

В современном двигателе внутреннего сгорания они обычно, но не обязательно, располагаются непосредственно над рядами цилиндров, где они управляют клапанами. Их калибровка точно контролирует количество топливовоздушной смеси, поступающей в камеру, и насколько эффективно отработавшие отработавшие газы от предыдущего зажигания могут выходить из камеры, уступая место следующей зарядке.

Это делает их не только критически важными для работы двигателя, но, поскольку открытие и закрытие клапанов должно быть тщательно и идеально синхронизировано с движениями поршней, они также имеют решающее влияние на производительность.

Для обеспечения этой синхронизации распределительные валы через ремень или цепь ГРМ соединяются с вращением коленчатого вала, который непосредственно перемещает поршни внутри цилиндра. Более того, форма самих кулачков также тщательно продумана, чтобы контролировать скорость, с которой клапаны открываются и закрываются. Это более известно как с регулируемыми фазами газораспределения .

^{Основное действие кулачка.}

Преимущества в цифрах

В двигателе может быть разное количество распределительных валов в зависимости от расположения цилиндров и работы клапана.Поскольку вам нужен как минимум один распределительный вал на ряд цилиндров, рядным двигателям требуется всего один распределительный вал, тогда как для V-образного расположения потребуется как минимум два. В некоторых двигателях используются двойные верхние распредвалы (DOHC), поэтому их может быть до четырех на двух рядах цилиндров.

Использование дополнительного вала на каждый ряд обеспечивает многочисленные преимущества по сравнению с конструкцией с одним верхним распределительным валом (SOHC) , несмотря на дополнительный вес и стоимость. Идеальное размещение компонентов для повышения эффективности, увеличения максимальной мощности и упрощения работы клапана при использовании более двух клапанов на цилиндр

Четыре клапана на цилиндр — это обычная конфигурация из-за его эффективности, так как используется максимальное пространство головки блока цилиндров.Хотя SOHC может управлять четырьмя клапанами на цилиндр, для этого требуется сложная система штоков и кулачков, поэтому вместо этого предпочтительнее DOHC.

Вся система в действии.

Изменение на горизонте

Существенно, что DOHC позволяет использовать более сложную клапанную технологию, которая работает для изменения синхронизации, продолжительности и подъема клапанов. Этот контроль может улучшить топливную экономичность, увеличить мощность и уменьшить выбросы при необходимости, в зависимости от ситуации.

Это было главным нововведением в конструкции двигателей за последние годы, и почти каждый производитель автомобилей имеет свою собственную версию, работающую над множеством различных элементов системы газораспределения двигателя.

Некоторые используют несколько профилей кулачков и переключаются между ними в зависимости от нагрузки двигателя; другие изменяют синхронизацию между коленчатым валом и распределительными валами, чтобы изменить производительность. Одна из первых систем использовала давление масла для изменения работы клапана.

Лучшая система еще не определена, но вы можете быть уверены, что все больше этих систем найдут свое применение в двигателях, поскольку нескончаемый поиск эффективности и мощности продолжается — и скромный распределительный вал становится еще одной его частью. переосмысление дизайна и роли.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

Что делает распредвал? Как это влияет на двигатель

Распределительный вал имеет решающее значение для основной функции двигателя. Распределительный вал, состоящий из двух отдельных частей, кулачков и вала, является элементом, который позволяет клапанам открываться. При вращении вала яйцевидные кулачки (или «лепестки») толкают клапаны синхронно с шестерней коленчатого вала.

Идентификация распредвала

Сборник распредвалов от двигателей легковых и грузовых автомобилей. ThyssenKrupp Presta Chemnitz GmbH / Wikimedia Commons

В современных двигателях с верхним расположением распредвала (OHC) распределительный вал расположен в головке блока цилиндров. Двигатели с одним OHC (SOHC) имеют по одному кулачку на группу, обычно устанавливаемую между штоками клапанов. Коромысла передают движение SOHC на клапаны. Двигатели с двойным OHC (DOHC) имеют два кулачка на ряд, обычно непосредственно над штоками клапанов, один для впускных клапанов и один для выпускных клапанов.Усилие передается прямо на клапан. Двигатель i4 (четырехцилиндровый) SOHC имеет один распределительный вал, а двигатель V6 или V8 SOHC — два. Двигатель i4 DOHC имеет два распредвала, а двигатель V6 или V8 DOHC имеет четыре распредвала. Двигатели с верхним расположением распредвала имеют от трех до пяти клапанов на цилиндр, но обычно два впускных клапана и два выпускных клапана.

Старые двигатели и несколько более новых двигателей с «толкателем» имеют единственный распредвал в блоке цилиндров. Длинные металлические толкатели передают движение распределительного вала на коромысла, которые передают это движение на клапаны.Двигатели с толкателем обычно имеют два или три клапана на цилиндр, обычно один впускной клапан и один выпускной клапан.

Типичный распределительный вал фрезерован из литой стальной заготовки грубой формы. Некоторые рабочие и нестандартные распределительные валы могут быть изготовлены из цельного стального блока.

Как работают распредвалы

vladru / Getty Images

При вращении распределительного вала кулачки перемещаются вверх и вниз. В двигателях DOHC каждое вращение заставляет один выступ кулачка толкать клапан вниз, открывая его в цилиндр.Точно так же в двигателях SOHC и толкателях выступ кулачка нажимает на коромысла (или на толкатели , затем на коромысла ), открывая клапан. При дальнейшем вращении выступа кулачка пружина клапана заставляет клапан подниматься, закрывая его.

Распределительный вал обычно соединяется с коленчатым валом с помощью цепи ГРМ или ремня ГРМ. В некоторых двигателях с толкателем также могут использоваться распределительные шестерни. Шестерня распределительного вала имеет вдвое больше зубцов, чем шестерня коленчатого вала, что позволяет ей вращаться с половинной скоростью вращения коленчатого вала.Распределительный вал имеет четыре различных хода: впускной, компрессионный, силовой и выпускной.

Распределительные валы общего назначения сделаны в соответствии с типичными рабочими характеристиками и могут подчеркивать крейсерскую эффективность на шоссе или пониженную мощность. Точно так же «подъем» клапана относится к высоте выступа по отношению к центру вала, которая определяет, насколько далеко открывается клапан. На фиксированных распредвалах это не регулируется, но есть обстоятельства, при которых двигатель мог бы «дышать» лучше, если бы только клапаны могли открываться немного больше.Кроме того, фиксированный распределительный вал может открыть впускной клапан на 10 ° перед ВМТ (BTDC) и закрыть его на 5 ° после нижней мертвой точки (ABDC), открыть выпускной клапан на 15 ° до нижней мертвой точки (BBDC) и закрыть его на 5 ° ATDC. Это называется продолжительностью открытия клапана. Это хорошо работает в среднем , но не работает ни в одной дорожной ситуации.

Специальные функции распределительного вала

Эти гидравлические фазовращатели распределительного вала влияют на изменение фаз газораспределения на впускных и выпускных клапанах.DmitryKo / Wikimedia Commons

Время очень важно. Клапаны должны открываться и закрываться через определенные промежутки времени в зависимости от положения цилиндра. Например, когда цилиндр № 1 приближается к верхней мертвой точке (ВМТ) на такте выпуска, распределительный вал открывает впускные клапаны и закрывает выпускные клапаны. В то же время цилиндр № 3 может достигать ВМТ на такте сжатия, поэтому распределительный вал оставит эти клапаны закрытыми.

Распределительные валы, оснащенные системой изменения фаз газораспределения (VVT), используют гидравлические приводы для опережения опережения или отсрочки газораспределения относительно угла поворота коленчатого вала.VVT обеспечивает высокую эффективность или низкую мощность.

Используя специализированные распределительные валы с регулируемым подъемом клапана (VVL) и управляемые компьютером соленоиды или гидравлические приводы, ECM может выбирать между двумя вариантами подъема клапана , в зависимости от требований водителя.

На автомобилях с прямым впрыском топлива, некоторых дизельных двигателях и большинстве бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива топливный насос высокого давления (HPFP) приводится в действие кулачком на одном из распределительных валов.

Общие проблемы с распределительным валом

FotoZlaja / Getty Images

Поскольку распределительный вал представляет собой прочную стальную деталь, он не подвержен износу или поломке.В большинстве двигателей другие детали изнашиваются раньше, чем распредвал. Тем не менее, есть несколько распространенных проблем с распределительным валом, которые могут возникнуть.

• Изношенные выступы кулачка (также называемые «стертыми» или «порванными») относятся к выступам кулачков, которые были изношены. Изношенные выступы кулачков не открывают клапаны в должной степени, что приводит к ухудшению характеристик двигателя и пропускам зажигания в цилиндрах. Если это повлияет на HPFP, недостаточное давление топлива приведет к увеличению выбросов и случайным пропускам зажигания.
• Изношенные подъемники не относятся к исключительной проблеме распредвала, но могут приводиться в движение распредвалом.Изношенный подъемник не поднимет клапан так сильно, как ожидалось, если вообще поднимет, и обычно слышен стук или стук в крышке клапана.
• Сломанный распределительный вал означает катастрофический отказ распределительного вала. Это может быть производственный брак или заедание распределительного вала. В двигателях с толкателем сломанный распределительный вал может значительно повредить шатуны, блок цилиндров, поршни или коленчатый вал. В двигателях с натягом сломанный распределительный вал может повредить головку блока цилиндров, клапаны или поршни.

Все три проблемы вызваны неправильным обслуживанием двигателя. Предотвратите проблемы с распределительным валом, регулярно заменяя моторное масло на качественное масло, соблюдая рекомендации производителя относительно интервалов замены масла, типа масла и вязкости масла, а также избегая перегрева двигателя.

Как работают распредвалы | HowStuffWorks

Если вы читали статью Как работают автомобильные двигатели, вы знаете о клапанах, которые пропускают топливно-воздушную смесь в двигатель, а выхлопные газы — из двигателя.В распределительном валу используются выступы (называемые кулачками ), которые прижимаются к клапанам, открывая их при вращении распределительного вала; пружины на клапанах возвращают их в закрытое положение. Это критически важная работа, которая может сильно повлиять на работу двигателя на разных скоростях. На следующей странице этой статьи вы можете увидеть анимацию, которую мы создали, чтобы действительно показать вам разницу между рабочим распредвалом и стандартным.

Из этой статьи вы узнаете, как распредвал влияет на работу двигателя.У нас есть отличные анимации, которые показывают, как на самом деле работают разные компоновки двигателей, такие как с одинарным верхним кулачком (SOHC) и с двойным верхним кулачком (DOHC). А затем мы рассмотрим несколько изящных способов, которыми некоторые автомобили регулируют распределительный вал, чтобы он мог более эффективно справляться с разными оборотами двигателя.

Начнем с основ.

Основы распределительного вала

Ключевыми частями любого распределительного вала являются выступы . При вращении распределительного вала кулачки открывают и закрывают впускной и выпускной клапаны синхронно с движением поршня.Оказывается, существует прямая зависимость между формой кулачков и тем, как двигатель работает в разных диапазонах скоростей.

Чтобы понять, почему это так, представьте, что мы запускаем двигатель очень медленно — всего 10 или 20 оборотов в минуту (об / мин), так что поршню требуется пара секунд, чтобы завершить цикл. Было бы невозможно запустить обычный двигатель так медленно, но давайте представим, что мы могли бы. На этой низкой скорости нам бы хотелось, чтобы выступы кулачка имели такую ​​форму:

• Как только поршень начинает двигаться вниз на такте впуска (так называемая верхняя мертвая точка или ВМТ ), впускной клапан открывался.Впускной клапан закроется сразу после того, как поршень опустится до дна.
• Выпускной клапан открывается вправо, когда поршень опускается до дна (так называемая нижняя мертвая точка, или BDC ) в конце такта сгорания, и закрывается, когда поршень завершает такт выпуска.

Эта установка будет очень хорошо работать для двигателя, пока он работает на этой очень низкой скорости. Но что произойдет, если вы увеличите обороты? Давайте выясним.

Когда вы увеличиваете число оборотов в минуту, конфигурация распределительного вала от 10 до 20 оборотов в минуту не работает.Если двигатель работает со скоростью 4000 об / мин, клапаны открываются и закрываются 2000 раз в минуту или 33 раза в секунду. На этих скоростях поршень движется очень быстро, поэтому воздушно-топливная смесь, устремившаяся в цилиндр, также движется очень быстро.

Когда впускной клапан открывается и поршень начинает свой ход впуска, топливно-воздушная смесь во впускном желобе начинает ускоряться в цилиндр. К тому времени, когда поршень достигает нижней точки своего такта впуска, воздух / топливо движутся с довольно высокой скоростью.Если бы мы захлопнули впускной клапан, весь этот воздух / топливо остановился бы и не попал в цилиндр. Если впускной клапан остается открытым немного дольше, импульс быстро движущегося воздуха / топлива продолжает нагнетать воздух / топливо в цилиндр, когда поршень начинает свой ход сжатия. Таким образом, чем быстрее работает двигатель, тем быстрее движется воздух / топливо и тем дольше мы хотим, чтобы впускной клапан оставался открытым. Мы также хотим, чтобы клапан открывался шире на более высоких скоростях — этот параметр, называемый подъем клапана , регулируется профилем кулачка.

Анимация ниже показывает, как обычный кулачок и рабочий кулачок имеют разные фазы газораспределения. Обратите внимание, что циклы выпуска (красный кружок) и впуска (синий кружок) намного больше перекрываются на кулачке производительности. Из-за этого автомобили с этим типом кулачка, как правило, очень грубо работают на холостом ходу.

Два разных профиля кулачка: нажмите кнопку под кнопкой воспроизведения, чтобы переключаться между кулачками. Кружки показывают, как долго клапаны остаются открытыми: синий — впускной, красный — выпускной.Перекрытие клапанов (когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно) выделяется в начале каждой анимации.

Любой распределительный вал идеален только при одной частоте вращения двигателя. При любой другой частоте вращения двигатель не будет работать в полную силу. Таким образом, фиксированный распределительный вал — это всегда компромисс. Вот почему автопроизводители разработали схемы изменения профиля кулачка при изменении частоты вращения двигателя.

Существует несколько вариантов расположения распределительных валов на двигателях.Мы поговорим о некоторых из самых распространенных. Вы, наверное, слышали терминологию:

• Одинарный верхний кулачок (SOHC)
• Двойной верхний кулачок (DOHC)
• Толкатель

В следующем разделе мы рассмотрим каждый из них конфигурации.

ЧТО ТАКОЕ РАСПРЕДВАЛ И ДЛЯ ЧЕМ ДЕЛАЕТ? — MTA Queensland

Функция распределительного вала заключается в открытии и закрытии клапанов в верхней части каждого цилиндра двигателя.Каждый цилиндр имеет по крайней мере два клапана — один, который втягивает горючую смесь воздуха и топлива, которая при воспламенении заставляет поршень опускаться в цилиндре. Когда поршень возвращается в цилиндр, другой клапан открывается, чтобы выпустить выхлопные газы, оставшиеся от этого сгорания.

Распределительный вал представляет собой металлическую направляющую из железа или стали, которая находится над цилиндрами в верхней части двигателя. Вал отмечен яйцевидными выступами, известными как кулачковые выступы, которые расположены с интервалами по его длине и совпадают с клапанами.При вращении распределительного вала заостренный конец каждого выступа контактирует с рычагом, называемым «коромыслом», который открывает клапан двигателя. Когда вершина лепестка проходит мимо коромысла, рычаг возвращается в исходное положение, и клапан закрывается.

На самом деле довольно просто.

За исключением того, что, как и в большинстве случаев, на самом деле это не так. Физическая механика может быть достаточно простой, но взаимодействие распределительного вала с другими компонентами имеет решающее значение для работы двигателя и требует квалифицированного обслуживания.

Движение распределительного вала очень точно синхронизировано с движением коленчатого вала — компонента в основании двигателя, который вращается благодаря вертикальному движению поршней. В большинстве двигателей открытые клапаны и поршни занимают одно и то же пространство внутри цилиндра в разное время, поэтому жизненно важно, чтобы время их движения было точным. Если эти двое вступят в контакт, может быть нанесен серьезный, возможно, непоправимый ущерб.

Что может пойти не так?

Как и с любым движущимся компонентом, все может пойти наперекосяк.Лепестки на распределительном валу могут со временем изнашиваться, и если система вокруг распределительного вала не обслуживается должным образом — если из системы вытекает масло или внутрь попадает грязь и мусор, — это может привести к повреждению. Проблемы могут проявляться в виде хлопающих звуков из выхлопной трубы или тикающего шума из-за расположения распределительного вала,

Другая проблема может исходить от датчика распредвала. Это электронное устройство, используемое системой управления двигателем транспортного средства для контроля положения распределительного вала по отношению к коленчатому валу.Система использует эти данные для помощи в управлении системой впрыска топлива и зажигания. Если датчик распредвала неисправен, у автомобиля могут возникнуть проблемы с зажиганием; потеря или скачок мощности; заглох двигателя; а также снижение производительности и экономии топлива.

Наиболее разрушительные повреждения нанесены, когда синхронизация между движением коленчатого и распределительного валов нарушена. Когда это происходит — и обычно в этом виноват ремень ГРМ — тогда поршни и клапаны могут хрустеть вместе внутри цилиндра, и эффект домино может включать не только поврежденные клапаны, но и поврежденные лепестки, изогнутые или сломанные коромысла и даже погнутый, треснувший или сломанный распределительный вал.Если это произойдет, двигатель потенциально может быть списан.

ЧТО МОЖНО ДЕЛАТЬ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ РАСПРЕДВАЛА?

Если сам распредвал поврежден, его замена может оказаться столь же рентабельной, как и ремонт, если ремонт действительно возможен. Однако замена распредвала по-прежнему является трудоемкой работой, и опытному механику может потребоваться несколько часов. Наряду с ценой на новый распредвал, на большинство стандартных автомобилей можно ожидать около 1500 долларов.

Как и все, профилактика лучше лечения, и признание того, что с вашим автомобилем что-то не так, а также диагностика и устранение любых проблем до того, как они станут чем-то более серьезным, всегда лучший вариант.

9 января 2020

Простое объяснение распределительных и коленчатых валов

Эти два вала неразрывно связаны и являются жизненно важными компонентами любого четырехтактного двигателя. Вот все, что вам нужно знать!

Двигатели, трансмиссии и передача мощности — это сложная группа шестерен, валов и стержней, которые сделали внутреннее сгорание одним из величайших изобретений человечества.С 1876 года эффективность IC претерпела значительные изменения, и многое можно сказать о двух разных типах валов, которые идеально спроектированы, чтобы помочь запустить цикл двигателя и передать крутящий момент, создаваемый сгоранием, по линии передачи на трансмиссию. Это распределительный вал и коленчатый вал соответственно, поэтому давайте перейдем к тому, что они собой представляют и какова их основная роль в трансмиссии автомобиля.

Распредвал

Распределительные валы изготавливаются из чугуна или стали и чаще всего встречаются в головке двигателя, расположенной над цилиндрами.Обычно они встречаются в двух ориентациях:

SOHC (одинарный верхний кулачок)
DOHC (двойной верхний кулачок)

Вдоль вала проходят выступы, которые выполнены с возможностью установки под разными углами. Эти кулачки расположены таким образом, что при вращении распределительного вала они входят в контакт с коромыслами, которые затем открывают клапаны двигателя. Сами лепестки имеют яйцевидную форму, причем «заостренный» конец контактирует с коромыслами, открывая клапаны в определенные моменты цикла двигателя.Это позволяет воздушно-топливной смеси поступать в цилиндр, а затем выхлопным газам выходить из цилиндра в требуемое время. Сами клапаны подпружинены, а это означает, что после того, как лепесток выполнил свою работу по открытию клапана, он естественным образом закрывается, когда пружина становится несжатой.

На этом CAD-рендере показан распределительный вал и его выступы (зеленые) и их взаимосвязь с коромыслами (красный) и клапанами (серый).

Регулировка фаз газораспределения осуществляется через камбелт (или зубчатый ремень), который синхронизируется с движением коленчатого вала.Это означает, что время открытия клапанов совпадает с циклом двигателя, что позволяет избежать повреждения клапана или цилиндра из-за рассинхронизации.

В то время как система SOHC имеет распределительный вал, который выполняет движения клапана хода впуска и выпуска, система DOHC имеет два распределительных вала над каждым блоком цилиндров — впускной распределительный вал и выпускной распределительный вал. Таким образом, в рядном четырехцилиндровом двигателе с SOHC в головке двигателя будет просто один распределительный вал. Но в V8 с SOHC всего было бы два распредвала (по одному с каждой стороны от V).

5 МБ

Здесь вы можете увидеть лепестки сдвоенных верхних распределительных валов, открывающих клапаны двигателя на каждом такте.

Самые экстремальные распредвалы имеют форму тех, что используются на Bugatti Veyron.С W16, чтобы поддерживать форму, Veyron использует установку с четырьмя кулачками с в общей сложности 64 лепестками. Это позволяет распределительным валам открывать все 64 клапана, которые присутствуют в левиафане двигателя, и спроектированы с максимальными допусками, чтобы силовая установка Bugatti работала правильно.

Коленчатые валы

Красивый коленвал от W16 Veyron

Коленчатые валы обычно изготавливаются из стали и располагаются под цилиндрами и поршнями в блоке цилиндров.Их задача — преобразовать вертикальное движение поршней во вращение, которое передается на маховик, а затем на трансмиссию. Коленчатый вал имеет кривошипные штифты по всей его длине, которые выровнены по горизонтали с поршнями, расположенными выше, и образуют «ступенчатую» ориентацию самого вала.

Штифты кривошипа рассчитаны и расположены таким образом, чтобы каждый цилиндр мог перемещаться из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку и обратно, передавая это возвратно-поступательное движение во вращение вала.Соединение между поршнями и шейками кривошипа осуществляется через шатуны, «большие концы» которых соединяются с шатунами кривошипа.

5 МБ

Коленчатый вал от четырехцилиндрового двигателя в действии

Затем вращение коленчатого вала передается на маховик, который находится на конце вала, чтобы уравновесить его в случае нерегулярных импульсов двигателя и завершить преобразование крутящего момента от внутреннего сгорания, происходящего в цилиндрах.

A DOHC и коленчатый вал в своих положениях

Несмотря на эффективную конструкцию коленчатого вала (которая существовала веками), большая часть потерь мощности двигателя происходит в области коленчатого вала, будь то нагревание, вибрация, шум и трение.Разнонаправленный характер сил, прикладываемых к коленчатому валу от поршней, означает, что искусство балансировки коленчатого вала также может быть чрезвычайно сложным, поэтому инженеры стараются максимально уменьшить длину коленчатого вала. Это большая причина, по которой двигатель V8 заменил конфигурацию двигателя, подобную рядной восьмерке, из-за его относительно небольшой и управляемой установки коленчатого вала, которая предотвращает любое нежелательное изгибание.

Взаимосвязь между распределительным валом и коленчатым валом чрезвычайно важна для интеграции трансмиссии автомобиля и определенно не должна недооцениваться.По сути, они запускают и завершают цикл двигателя — от такта впуска до такта выпуска — поддерживая идеальную гармонию различных механических процессов каждого цикла за счет их ременного соединения. Они могут показаться похожими на обработанные стальные заготовки, но они образуют одно из самых важных партнерских отношений с трансмиссией транспортного средства.

Что такое распредвал и для чего он нужен?

Средний двигатель внутреннего сгорания состоит из тысяч деталей, из которых более 200 являются движущимися частями.

Из этих компонентов распределительный вал является одним из самых важных.

Автомобильный двигатель просто не работает без него и не работает должным образом, если распредвал поврежден.

Поскольку большинство людей никогда не разбирают двигатель автомобиля, трудно понять, что это такое и для чего он нужен.

Давайте посмотрим, что такое распредвал, что он делает и что происходит, если что-то не так.

Что такое распредвал?

Распределительный вал буквально представляет собой вал с прикрепленными к нему кулачками.

Кулачки представляют собой выступы овальной формы, расположенные точно вдоль вала.

Длина вала и количество кулачков или кулачков напрямую связаны с количеством клапанов и цилиндров, составляющих двигатель.

Распредвалы изготавливаются из закаленной стали или сплава чугуна.

Это достаточно просто, но что он делает?

Распределительный вал открывает и закрывает клапаны в головке блока цилиндров.

При вращении распределительного вала выступы кулачков давят на толкатели клапана.

Это движение заставляет клапаны открываться, и пружины клапана возвращают клапан в положение седла, как только кулачок проходит мимо.

Но что заставляет вращаться распределительный вал, спросите вы?

Вы наверняка слышали о ремне (или цепи) ГРМ.

Ремень ГРМ соединяет звездочки на передней части коленчатого вала и распределительного вала, поэтому они работают синхронно.

Коленчатый вал передает энергию распределительному валу для его вращения, в результате чего впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются.

Как мне узнать, есть ли проблема с распределительным валом?

Как и все движущиеся части двигателя, распределительный вал может иметь проблемы.

Это не частая проблема для большинства новых автомобилей, но время от времени все же случается.

Как выглядит выход из строя распределительного вала?

В большинстве случаев загорается индикатор Check Engine.

Коды неисправностей, относящиеся к проблемам с распределительным валом, включают код пропуска зажигания для определенного цилиндра и возможные коды датчика положения распределительного вала.К другим симптомам относятся:

• Возгорание или треск из выхлопной трубы или впускного патрубка
• Стук из верхней части двигателя
• Полный промах в двигателе
• Потеря мощности двигателя

Поскольку ни один из этих симптомов не является уникальным только для проблем с распределительным валом, требуется опытный механик, чтобы точно диагностировать и исправить это.

Можно ли отремонтировать распределительный вал?

Из-за производственных процессов ремонт распредвала не рекомендуется.

В то время как в некоторых высокопроизводительных двигателях используются ремонтируемые распредвалы, это не совсем экономично или практично для среднего автомобиля в дороге.

Вместо этого, если вашему автомобилю нужен новый распредвал, замена его на новый — лучший выбор.

Сколько стоит замена распредвала?

Детали для замены распредвала для большинства моделей будут стоить от 200 до 500 долларов за распредвал, плюс соответствующие уплотнения и прокладки.

Работа по замене распредвала, безусловно, самая дорогая часть сметы ремонта.

Ожидаемые затраты на рабочую силу составляют 1 000 долларов США или более, в сумме от 1 200 до 1 500 долларов США на ремонт большинства моделей.

Если вам нужна замена распредвала, узнайте расценки у опытного механика через AutoGuru.

Вы получите быстрое предложение, прозрачные цены и удобство онлайн-бронирования!

Что такое распредвал? Узнайте об этой важной части двигателя

Распределительный вал, расположенный под двигателем, является еще одной важной частью любого автомобиля и имеет множество конфигураций, каждая из которых работает с небольшими отличиями.В дополнение к стандартной конструкции есть верхний распределительный вал и версия с двумя верхними головками.

Распределительный вал вращается вместе с коленчатым валом автомобиля. Он выполняет функцию, которая включает смесь воздуха и топлива, поступающую в цилиндры, и выходящих из них газов, причем действие повторяется много тысяч раз.

К распределительному валу прикреплены выступающие продолговатые лопасти, по одному на каждый клапан. Лепестки оказывают давление на клапаны или переходный механизм, заставляющий их открываться при вращении.Форма этих лепестков может влиять на работу двигателя на разных оборотах! Впускной клапан начинает процесс открытия с выступа, когда поршень начинает такт сгорания вниз. Эта сила подъема поршня вытесняет газы, и когда поршень достигает вершины своего цикла, клапан закрывается.

Получить расценки на ремонт двигателя

Если в автомобиле все цилиндры расположены на одной линии, он оснащен верхним распределительным валом, причем для каждой линии цилиндров требуется по одному распределительному валу.Если ваш автомобиль оснащен двигателем, на котором перед числом цилиндров отображается буква «V», например «V8», два распределительных вала будут обслуживать две линии цилиндров. Работа этой версии с распределительным валом отличается от работы стандартного компонента: выступы в верхней модели перемещают коромысла в верхней части цилиндра, что приводит к открытию и закрытию клапанов. Действие на этой модели осуществляется мощными пружинами, но оба типа распределительных валов приводятся в движение коленчатым валом, через ремень ГРМ или цепь ГРМ.

Для автомобилей с более мощными двигателями, возможно, с четырьмя или даже более клапанами в каждом цилиндре, устанавливаются сдвоенные верхние распредвалы. Фактически, есть два распределительных вала для каждой линии цилиндров, разработанные и необходимые для обслуживания ряда клапанов дополнительного воздуха и входа в цилиндр, при этом газы выпускаются с большей силой, что приводит к дополнительной мощности двигателя.

Как правило, автомобильных двигателей работают с одинарным ГРМ; вращение распределительного вала со скоростью, с которой клапаны открываются и закрываются, но есть варианты.В некоторых транспортных средствах фаза газораспределения может быть отрегулирована или, по крайней мере, предназначена для небольшого движения вперед. Например, он эффективно перемещается при закрытии клапана или при открытии.