Как работает распредвал: Как работает распредвал — АвтоМания

Содержание

Как работает распредвал — АвтоМания

Распределительный вал – это один из элементов газораспределительного механизма, который осуществляет синхронную работу впуска смеси и выпуска отработанных газов открывая и закрывая клапаны. Неисправности распредвала на прямую сказываются на работе двигателя.

Как работает распредвал будем рассматривать на примере одного цилиндра, так как весь цикл работы аналогичен всем цилиндрам двигателя автомобиля.

Кривошипно-шатунный механизм нужен чтобы преобразовывать возвратно-поступательные движения поршня двигателя в движение коленвала, а вот чтобы преобразовывать вращательные движения во впуск/выпуск газов в цилиндры, нужен распределительный вал, который использует кулачки для закрытия и открытия  клапанов. Кулачки распредвала  являются основной его частью, воздействуя, на клапана, напрямую или посредством очень короткой тяги, перемещают их вверх-вниз.Чаще всего в механизме ГРМ автомобиля количество кулачков соответствует такому самому количеству клапанов, которые управляются этим распредвалом. Хотя иногда встречается когда один кулачок может воздействовать на несколько клапанов.

Весь цикл работы ДВС автомобиля проходящих за 2 оборота коленвала составляет четыре такта. И чтобы их выполнить за 2 оборота (или 720°) потребуется лишь раз открывать и закрывать клапана, таким образом, в то время, как коленчатый вал, прокручивается дважды, распределительный должен обернутся лишь раз, открывая/закрывая при этом все впускные и/или выпускные клапана цилиндров лишь единожды.

1 - кулачок распределительного вала; 2 – пружина клапана; 3 – клапан; 4 – седло клапана.

Дабы разобраться с работой механизма газораспределения и понять принцип работы распредвала, потребуется уяснить важных моменты в работе ГРМ.

  1. Вал газораспределения вращается благодаря ременному или цепному приводу от коленвала.
  2. Распредвал осуществляет вращения у 2 раза медленнее нежели коленвал, благодаря передаточному числу шкивов валов.
  3. Чтобы открытие/закрытие клапанов осуществлялось в нужный момент, угловое положение вала распределения было точно синхронизировано из соответствующим угловым положением коленчатого неизменно во время работы двигателя.
    Так как конкретному угловому положению коленвала строго соответствует определённое угловое положение распределительного.
  4. Распред и колен валы обязательно имеют свои установочные метки  (как правило, на приводных шкивах), которые обеспечивают точную установку относительно друг друга в соответствии с тактом работы.
  5. Каждое положение определенного кулачка распредвала в отношении поршня двигателя определяет начальный, максимальный момент и тот момент когда он должен закрыться.
Стандартный распредвал открывает/закрывает клапан плавно, чтобы максимально уменьшить износ и шум работы.Идеальный режим работы механизма считается таким, когда кулачок впускного клапана нажимает на него  чтобы впустить, в цилиндр топливно-воздушную смесь, и затем закрыть этот клапан после заполнения цилиндра. Выпускной же клапан, при этом, должен открываться и закрываться таким образом, чтобы с цилиндра успели выйти все отработанные гази. На практике же все выглядит немного иначе.

Конструкцию распредвала характеризуют 3 важные составляющие, которые и управляют мощностью двигателя.

Первая — высота на которую осуществляется подъём клапана, вторая — продолжительность времени открытого клапана, третья — фаза газораспределительного вала.

Что такое распредвал (распределительный вал) в автомобиле, как он устроен и как работает

Распределительный вал – это функциональный элемент топливной системы автомобиля, ответственный за правильное последовательное открывание и закрывание клапанов мотора. От правильности его функционирования зависят расход топлива, развиваемая мощность, стабильность его работы, другие ездовые характеристики. Давайте рассмотрим, что такое распредвал в автомобиле, в чём заключается его принцип действия и как неправильная работа сказывается на машине.

Что такое распредвал



Как выглядит распредвал.
Распределительный вал представляет собой стержень, на котором располагается несколько так называемых кулачков. Это детали неправильной формы, вращающиеся на оси вала. Они соответствуют количеству впускных клапанов цилиндров и располагаются точно напротив них. Комплект кулачков подобран так, что вращение гарантирует стабильное и равномерное сжигание топлива в цилиндрах. А работа всего распредвала чётко синхронизирована с другими механизмами двигателя.

По обеим сторонам от кулачков на вал надеты опорные шейки, удерживающие его в подшипниках. Одним из важнейших узлов вала являются масляные каналы. От их состояния зависит физический износ деталей, мощностные характеристики мотора и стабильность его работы. Для подвода масла в оси распредвала сделано сквозное отверстие с выводами к опорным подшипникам и кулачкам.

Как устроен распредвал



Распредвалы в головке блока цилиндров.

Распределительный вал – это ключевой функциональный компонент газораспределительного механизма, который определяет порядок открытия клапанов для запуска воздушно-топливной смеси внутрь цилиндров. Синхронная работа этого механизма обеспечивает непрерывное поочерёдное сгорание порций топлива в камерах двигателя. В некоторых моделях автомобилей газораспределительный механизм имеет несколько распредвалов.

Конструкция, расположение, состав и характеристики кулачков распределительного вала полностью зависят от модели двигателя. В некоторых машинах распредвал размещается в головке блока цилиндров, а в других – в его основании. Верхнее расположение на данный момент считается оптимальным, так как облегчает ремонт и обслуживание. Распредвал ремённой или цепной передачей связывается с коленчатым валом двигателя, потому что именно им приводится в движение.

Как работает распредвал


При поперечном рассмотрении кулачок имеет форму капли. При вращении вытянутая часть кулачка наживает на толкатель клапана и приводит к открыванию клапана. Это провоцирует подачу воздушно-топливной смеси для сжигания. При дальнейшем вращении кулачок «отпускает» толкатель, и тот под действием пружинного механизма возвращает клапан в закрытое положение.

В шестерне распределительного вала располагается в два раза больше зубьев, чем у коленчатого. Это связано с тем, что за один рабочий циклы двигателя коленвал совершает 2 оборота, а распредвал – 1.

Конфигурация двигателя может включать два распределительных вала. Компоновка газораспределительного механизма с одним валом применяется в бюджетных машинах, где цилиндры имеют по 1 паре клапанов. Два распредвала нужны в моделях с двумя парами клапанов на цилиндрах.

За что отвечает датчик распредвала


Датчик положения распределительного вала определяет угловые положения ГРМ относительно коленчатого вала и генерирует соответствующие сигналы в системе электронного управления двигателем. В результате корректируются зажигание и впрыск топлива. На бензиновых автомобилях сбой в работе данного прибора блокирует работу ЭБУ и не позволяет завести мотор. В дизельных моделях пуск возможен, но все равно сложен.

Как и датчик коленвала, датчик распредвала работает на основе принципа Холла – магнитное поле в приборе изменяется при замыкании магнитного зазора специальным зубцом, который находится на валу или задающем диске. Когда зубец проходит рядом с датчиком, формируется сигнал, отправляемый в электронный блок управления. Частота импульсов напрямую связана с темпом вращения распредвала, исходя из чего ЭБУ и вносит корректировки в работу двигателя. За счёт постоянного получения данных о позиции поршня первого цилиндра обеспечивается последовательный и своевременный впрыск.

Поломки и их причины


Неисправный распределительный вал чаще всего выдаёт своё состояние характерным стуком, который возникает из-за износа подшипников или кулачков, деформации вала, механической поломке одного из элементов. Такие поломки возникают, как по причине заводского брака, так и в результате естественного износа.

Стук распредвала также возникает при использовании плохого моторного масла или из-за неотрегулированной подачи топлива. Из-за этого клапана цилиндров и кулачки работают несинхронно – двигатель теряет мощность, расходует слишком много топлива и работает нестабильно.

Видео по теме:

Источник

Что такое распредвал и как он работает

Автомобилисты, которые предпочитают самостоятельно заниматься обслуживанием и ремонтом своего транспортного средства, наверняка хорошо знакомы с таким элементом как распределительный вал, или просто распредвал. Если кто-то не так тесно знаком с устройством машины, то стоит сказать, что распредвал находится непосредственно в силовой установке. При этом этот элемент играет важнейшую роль в работе двигателя. Когда описываются характеристики автомобиля, говорят про расход топлива, мощность, количество лошадиных сил и скорость. Но все эти параметры очень сильно зависят от работоспособности распределительного вала. Потому крайне важно знать, что это за узел, как он функционирует, и какие неисправности могут возникать.

Принцип работы и назначение распредвала.

Что это

Начнём с того, где находятся распредвалы и для чего нужен этот элемент. Раньше распредвал находился в нижней части двигателя, но затем конструкторы перешли на верхнее расположение. Так двигатели должны были работать лучше и эффективнее, что оказалось правдой. Распределительный вал выступает как основной элемент ГРМ, то есть газораспределительного механизма, в двигателях, работающих по принципу внутреннего сгорания. Всем известно, что двигатель выполняет свою работу за счёт сжигания топливовоздушной смеси, которая, предварительно смешиваясь, проникает в цилиндры. Это воздействует на рабочие поршни. Они перемещаются, и тем самым задают вращение коленвалу.

Теперь важно учесть один момент. Цилиндрам необходимо вовремя получать свежие порции смеси воздуха и топлива, плюс своевременно освобождать их от сгоревшей смеси. Это невозможно без слаженной и обязательно синхронной работы поршней, клапанов (впускных и выпускных), которые очищают и наполняют цилиндры. Все эти задачи по управлению данными элементами выполняет компонент газораспределительного механизма, который получил название распределительный вал. Тесно взаимодействуя с коленчатым валом, этот компонент ГРМ отвечает за фазы газораспределения. То есть вовремя открывает клапаны, а также закрывает их. Теперь касательно того, где располагается необходимый автомобильному двигателю распределительный вал. Как уже отмечалось ранее, находится он в двигателе. Но это полностью не позволяет получить ответ. Находящийся в моторе элемент стоит непосредственно напротив впускных клапанов.

Если же говорить о том, как выглядит автомобильный распредвал, то по сути это стержень, на котором размещено определённое количество так называемых кулачков. Эти кулачки имеют неправильную форму и осуществляют вращение по оси вала. Их количество зависит от количества впускных клапанов на силовой установке. В двух сторон кулачков также находятся опорные шейки, которые позволяют удерживаться в подшипниках. Во многом работоспособность и износ детали зависит от эффективности работы масляных каналов. Чтобы масло поступало в распредвал, предусмотрено сквозное отверстие с выводами, которые идут на кулачки и опорные подшипники.

Устройство детали

Следует детальнее разобраться в устройстве распределительного вала двигателя. Выделяют 3 основных элемента, которые формируют основу распредвала и обеспечивают его функциональные возможности.

  1. Кулачки. Основой детали выступает стержень, выполненный из металла. Но куда более важную роль играют нанизанные на стержень элементы, называемые кулачками. Если сделать поперечный разрез такого кулака, получится форма капли. Сколько в автомобиле клапанов, столько и кулачков предусматривается на валу. Каждый кулак отвечает за один клапан. При вращении сложная форма кулачка позволяет ему с помощью дополнительных механизмов (коромысло и толкатели) давить на клапан, тем самым открывать его. Это позволяет выполнить выпуск уже отработанных газов ли впустить свежую формую смеси топлива и воздуха. Открытие каждого клапана чётко синхронизируется с текущим положением цилиндровых поршней. На современных авто это реализуют с помощью цепных или ременных передач, которые соединяют коленчатый и распределительный валы.
  2. Шейки. Кроме самих кулачков, в конструкции рассматриваемого вала также присутствуют опорные шейки. На них надеваются подшипники. Это своего рода посредники между распредвалом и местом его установки на двигатель. На современных ДВС выбирают наиболее близкое к клапанам расположение, то есть в ГБЦ.
  3. Масляные каналы. Каждый распредвал обязательно имеет собственную смазочную систему. И переоценить её значимость крайне сложно, поскольку смазка препятствует износу трущихся элементов. Подвод масла осуществляется через специальное сквозное отверстие, имеющее выход на необходимых участках. Это выходы на кулачках и опорных подшипниках.

Понимая конструктивную особенность автомобильного распределительного вала, функции основных элементов само расположение механизма, удаётся намного лучше понять задачи и суть такого компонента двигателя.

Принцип работы

Как уже выяснилось, распределительный вал обладает специальной формой расположенных на нём кулачков, подшипниками, а также собственной смазочной системой. При этом он работает совместно с коленчатым валом. И тут многие интересуются, сколько оборотов делает распредвал, а сколько их совершает коленвал. Если коленчатый вал совершает определённое количество оборотов, вращения у распределительного вала в 2 раза меньше. Распредвал, делая, предположим, 4 оборота, оказывается медленнее коленвала ровно в 2 раза.

  • Чтобы осуществлять эти вращения, на разных двигателях используются передачи зубчатого, ременного и цепного типа;
  • Форма кулачков обеспечивает создание тех самых фаз газораспределения, то есть открытие клапанов происходит в нужный момент для эффективной работы двигателя;
  • Если изменить форму кулачка, производительность мотора можно повысить;
  • Используя толкатели или работая напрямую через гидрокомпенсаторы, кулак нажимает на клапан и открывает его. Открытый клапан затем постепенно и плавно закрывается;
  • Форма кулачка специально адаптирована под геометрию толкателя клапана;
  • На валу кулаки расположены под определённым углом, что и формирует соответствующие фазы. В зависимости от мотора, угол может несколько отличаться;
  • Если двигатель предусматривает наличие электронного блока управления, вал дополнительно оснащается специальным датчиком. Контроллер следит за положением распредвала, за счёт чего синхронизируется подача топлива и работа клапанов.

В итоге распредвал оказывается крайне важным компонентом любого двигателя внутреннего сгорания.

Виды

Что же касается разновидностей распределительных валов двигателя, то их классифицируют в зависимости от расположения и количества на двигателе внутреннего сгорания. Распредвал является ключевым компонентом газораспределительного механизма и всего двигателя. В зависимости от того, как располагается этот элемент, выделяют 2 варианта:

  • с нижним расположением;
  • с верхним размещением.

Отсюда и разделение моторов внутреннего сгорания с верхним и нижним распредвалов. Когда-то нижнее расположение считалось лучшим и самым оптимальным для автомобильных двигателей. Но они были актуальными до 50-х годов прошлого века. Именно тогда все моторы создавались нижнеклапанного типа. Потому и распределительный вал находился снизу силовой установки. Тарелки клапанов размещались так, что они смотрели вверх. Подобная схема изготовления моторов объяснялась тем, что это проще и дешевле в плане производства. При этом страдал фактор производительности, о чём инженеры догадались несколько позже, когда появился новый вариант размещения распределительного вала. Учитывая объективные недостатки, от старой схемы с нижним расположением постепенно начали отказываться. Ему на смену пришла уже классическая и привычная схема с головкой блока цилиндров и установленными в ней клапанами и распределительным валом. Теперь клапана начали открываться вниз, а схема получила верхнее расположение распредвала.

Хотя нельзя отрицать тот факт, что даже на некоторых современных двигателях продолжают использовать нижневальную систему, где клапана располагаются сверху. Только она значительно усовершенствовалась по сравнению с предшественниками, а потому имеет полное право на существование при грамотной реализации. Двигатели с нижним расположением распределительного вала отличаются тем, что здесь дополнительно предусматривается установка специальных штанг. Они применяются для компенсации расстояния, которое имеется между кулачками распредвала и толкателями клапанов, находящихся в головках цилиндров. Даже несмотря на наличие современных нижневальных двигателей внутреннего сгорания, они считаются устаревшей схемой, а потому большинство автопроизводителей уже давно не используют её в производстве своих силовых агрегатов. Такие методы размещения требуют дополнительных мер, они характеризуются внушительными технологическими ограничениями, не позволяют развивать высокие обороты.

Если же применять принцип верхнего расположения распределительного вала, это позволяет эффективно выжимать весь потенциал из двигателя внутреннего сгорания. В настоящее время это оптимальный вариант для силовых установок, который используют автокомпании.

Количество валов

Отдельно рассматриваются виды двигателей в зависимости от того, сколько распределительных валов предусмотрено в их конструкции. Если заглянуть в подкапотное пространство современного силового агрегата, можно встретить несколько вариантов:

  • Газораспределительные механизмы (ГРМ), оснащённые только одним распредвалом;
  • ГРМ, конструкция которых включает пару распределительных валов;
  • Двигатели, где используется более 2 распредвалов.

Именно первые два типа двигателей внутреннего сгорания, где газораспределительный механизм включает 1 или 2 распредвала, являются наиболее популярными и распространёнными. Зачастую количество распредвалов зависит напрямую от количества клапанов на цилиндр. Если у двигателя конструкция предусматривает от 3 и более клапанов, которые приходятся на 1 цилиндр, то здесь скорее всего будет использовать двухраспредвальная схема. Несмотря на наличие таких правил и закономерностей, исключения встречаются всегда и везде. Компания Mitsubishi из Японии выпускает модель Lancer, под капотом которого может размещаться рядный четырёхцилиндровый двигатель, именуемый как 4G18. На каждом цилиндре здесь сразу 4 клапана, но распределительный вал используется всего один. А если взять в качестве примера модель гиперкара Veyron производства компании Bugatti, то есть конструкторы предусмотрели сразу 4 распределительных вала на двигателе.

Есть и другие примеры несколько иного подхода к использованию распредвала и его конструкции. Японские инженеры из компании Honda для своей системы под названием VTEC придумали оригинальный ход. Здесь сразу несколько кулачков отвечают за регулировку высоты поднятия только одного клапана. То есть на каждый из клапанов приходится по несколько рабочих кулачков. Инженеры постоянно работают над усовершенствованием систем газораспределения, повышают эффективность работы ГРМ, меняют фазы. Всё это позволяет повысить производительность двигателя, поднять его максимальную скорость, обеспечить лучшее ускорение. При этом не забывают о вопросах экономии топлива.

Характерные неисправности

Будет справедливо назвать распределительный вал достаточно надёжным и долговечным элементом двигателя. Зачастую деталь изнашивается только к моменту первого серьёзного ремонта силовой установки. Для автомобилистов, в распоряжении которых оказался двигатель без наличия гидрокомпенсаторов, рекомендуется каждые 10-15 тысяч километров проверять зазоры распределительного вала, оснащённого рокерами, и настраивать их по мере необходимости. Вне зависимости от типа ДВС, во всех моторах обязательно в процессе эксплуатации контролируется степень натяжения цепи или ремня газораспределительного механизма. Они более ограничены по сроку своей службы, чем сам распредвал. Распределительные валы относятся к трущимся деталям двигателя, а потому наиболее опасным явлением для них считается механический износ. Ещё одной характерной неисправностью для распредвала считается выход из строя подшипника, разрушение и деформация сальника. Если элементы распредвала выходят из строя, это запускает цепную реакцию, в результате которой ломаются иные компоненты силовой установки. Поломка распредвала обычно обусловлена:

  • естественным износом элемента;
  • низким давлением масла в смазочной системе;
  • использованием низкокачественных масел;
  • дефицитом масла в системе;
  • нарушением температурного режима работы двигателя;
  • механическими повреждениями.

В случае с механическими повреждениями чаще всего ломаются натяжные ролики и ремни распредвала, которые ограничены по сроку службы. Когда происходит разрыв ремня газораспределительного механизма, сами распредвалы могут серьёзно пострадать. В итоге можно выделить несколько наиболее часто встречающихся поломок в конструкции распределительных валов:

  • механическая поломка компонентов;
  • износ подшипников;
  • износ кулачков;
  • деформация вала.

Всё это не обязательно происходит сугубо по причине естественного износа. Многие автомобилисты сталкиваются с проблемой заводского брака. Тут речь идёт о недостатках конструкции, ошибках в проектировании или использовании некачественных компонентов при изготовлении распределительного вала. Но это в основном встречается на бюджетных автомобилях. Определить неисправность, возникшую в распределительном валу, можно по характерному стуку. Он появляется при возникновении рассмотренных поломок и неисправностей. Но не всегда причина стука именно в самом распредвале. Также посторонние стуки иногда возникают, если автомобилист залил в двигатель плохое или не подходящее этому мотору моторное масло, либо подача топлива не была должным образом отрегулирована после вмешательства в систему по причине ремонта или замены компонентов.

Всё это приводит к потере синхронности в процессе работы клапанов цилиндров двигателя и кулачков. В результате мотор теряет свою мощность, начинает потреблять значительно больше топлива, а также отмечается нестабильная работа в разных режимах. Во многом жизнеспособность и продолжительность эксплуатации распределительного вала зависит от грамотности эксплуатации двигателя. Если соблюдать все правила по обслуживанию и содержанию мотора, распредвал сможет проработать в течение всего срока службы двигателя вплоть до капитального ремонта. Иногда, даже после капитального восстановления, старый распределительный вал остаётся в хорошем состоянии, что позволяет и дальше его использовать.

Замена распределительных валов на двигателях внутреннего сгорания является крайне ответственной и сложной задачей. Она требует проведения обязательной предварительной проверки и доработки поверхностей по мере необходимости. Если этого не сделать, уже новый распредвал начнёт очень быстро изнашиваться. В конечном итоге он за короткий срок полностью выйдет из строя. Специалисты отмечают, что при возникновении необходимости замены в двигателе его распределительного вала, крайне важно параллельно заменить все элементы, работающие в непосредственном контакте с распредвалом.

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:

 

 

Распределительный вал ГРМ

Распределительный вал (распредвал) — ключевой элемент газораспределительного механизма, который отвечает за своевременное открытие и закрытие впускного или выпускного клапана для подачи топливно-воздушной рабочей смеси или выпуска отработавших газов.

Распредвал служит для синхронизации впуска и выпуска на тактах работы ДВС. Деталь обеспечивает функционирование всего газораспределительного механизма с учетом порядка работы цилиндров и фаз газораспределения применительно к тому или иному конкретному двигателю.

Распределительный вал представляет собой вал с расположенными на нем кулачками. Распредвал вращается в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде опор. К опорам распредвала по каналам поступает моторное масло под давлением из системы смазки. Количество кулачков на распредвале соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Один клапан получает свой кулачок, который осуществляет его открытие путем нажатия на толкатель. В тот момент, когда кулачок распредвала сходит с толкателя, тогда клапан закрывается под мощным воздействием возвратной пружины.

От формы кулачков распределительного вала зависят фазы газораспределения. Под такими фазами понимаются моменты открытия и закрытия клапанов, а также продолжительность пребывания клапана в открытом или закрытом состоянии. Современные силовые агрегаты имеют также систему изменения фаз газораспределения для повышения общей эффективности работы ГРМ и улучшения характеристик ДВС.

В двигателях современных автомобилей распредвал находится в верхней части головки блока цилиндров. Распределительный вал соединяется с зубчатой звездочкой или шкивом коленчатого вала двигателя посредством ремня или цепной передачи. Приводом распредвала выступает коленчатый вал.

На четырехтактных моторах весь ГРМ вращается в два раза медленнее, чем коленвал, так как полный рабочий цикл таких ДВС осуществляется за два оборота коленвала. За указанные два оборота впускной и выпускной клапаны должны открыться только по одному разу. Получается так, что распредвал, управляющий открытием клапанов, должен совершить только один оборот за рабочий цикл.

В конструкции ГРМ может присутствовать не один распредвал. Зачастую это обусловлено количеством клапанов на цилиндр. Сегодня наиболее широко применяется  схема четырех клапанов на один цилиндр и двухвального ГРМ (один распредвал является приводом впускных клапанов, а другой взаимодействует с выпускными). Для V-образных ДВС устанавливают четыре распредвала, так как каждый ряд цилиндров имеет отдельную ГБЦ с двумя валами. Система ГРМ с одним валом называется SOHC (англ. Single OverHead Camshaft), двухвальная получила наименование DOHC (англ. Double OverHead Camshaft).

Читайте также

Что такое распределительный вал (распредвал)? Вал распределительный. Конструкция механизма газораспределения с двумя верхними распредвалами (DOHC) Поломки и их причины

Что такое распредвал в автомобиле

Распределительный вал – это функциональный элемент топливной системы автомобиля, ответственный за правильное последовательное открывание и закрывание клапанов мотора. От правильности его функционирования зависят расход топлива, развиваемая мощность, стабильность его работы, другие ездовые характеристики. Давайте рассмотрим, что такое распредвал в автомобиле, в чём заключается его принцип действия и как неправильная работа сказывается на машине.

Что такое распредвал

Как выглядит распредвал.

Распределительный вал представляет собой стержень, на котором располагается несколько так называемых кулачков. Это детали неправильной формы, вращающиеся на оси вала. Они соответствуют количеству впускных клапанов цилиндров и располагаются точно напротив них. Комплект кулачков подобран так, что вращение гарантирует стабильное и равномерное сжигание топлива в цилиндрах. А работа всего распредвала чётко синхронизирована с другими механизмами двигателя.

По обеим сторонам от кулачков на вал надеты опорные шейки, удерживающие его в подшипниках. Одним из важнейших узлов вала являются масляные каналы. От их состояния зависит физический износ деталей, мощностные характеристики мотора и стабильность его работы. Для подвода масла в оси распредвала сделано сквозное отверстие с выводами к опорным подшипникам и кулачкам.

Как устроен распредвал


Распредвалы в головке блока цилиндров.

Распределительный вал – это ключевой функциональный компонент газораспределительного механизма, который определяет порядок открытия клапанов для запуска воздушно-топливной смеси внутрь цилиндров. Синхронная работа этого механизма обеспечивает непрерывное поочерёдное сгорание порций топлива в камерах двигателя. В некоторых моделях автомобилей газораспределительный механизм имеет несколько распредвалов.

Конструкция, расположение, состав и характеристики кулачков распределительного вала полностью зависят от модели двигателя. В некоторых машинах распредвал размещается в головке блока цилиндров, а в других – в его основании. Верхнее расположение на данный момент считается оптимальным, так как облегчает ремонт и обслуживание. Распредвал ремённой или цепной передачей связывается с коленчатым валом двигателя, потому что именно им приводится в движение.

Как работает распредвал

Как работает распредвал.

При поперечном рассмотрении кулачок имеет форму капли. При вращении вытянутая часть кулачка наживает на толкатель клапана и приводит к открыванию клапана. Это провоцирует подачу воздушно-топливной смеси для сжигания. При дальнейшем вращении кулачок «отпускает» толкатель, и тот под действием пружинного механизма возвращает клапан в закрытое положение.

В шестерне распределительного вала располагается в два раза больше зубьев, чем у коленчатого. Это связано с тем, что за один рабочий циклы двигателя коленвал совершает 2 оборота, а распредвал – 1.

Конфигурация двигателя может включать два распределительных вала. Компоновка газораспределительного механизма с одним валом применяется в бюджетных машинах, где цилиндры имеют по 1 паре клапанов. Два распредвала нужны в моделях с двумя парами клапанов на цилиндрах.

За что отвечает датчик распредвала

Датчик положения распределительного вала определяет угловые положения ГРМ относительно коленчатого вала и генерирует соответствующие сигналы в системе электронного управления двигателем. В результате корректируются зажигание и впрыск топлива. На бензиновых автомобилях сбой в работе данного прибора блокирует работу ЭБУ и не позволяет завести мотор. В дизельных моделях пуск возможен, но все равно сложен.

Как и датчик коленвала, датчик распредвала работает на основе принципа Холла – магнитное поле в приборе изменяется при замыкании магнитного зазора специальным зубцом, который находится на валу или задающем диске. Когда зубец проходит рядом с датчиком, формируется сигнал, отправляемый в электронный блок управления. Частота импульсов напрямую связана с темпом вращения распредвала, исходя из чего ЭБУ и вносит корректировки в работу двигателя. За счёт постоянного получения данных о позиции поршня первого цилиндра обеспечивается последовательный и своевременный впрыск.

Поломки и их причины

Неисправный распределительный вал чаще всего выдаёт своё состояние характерным стуком, который возникает из-за износа подшипников или кулачков, деформации вала, механической поломке одного из элементов. Такие поломки возникают, как по причине заводского брака, так и в результате естественного износа.

Стук распредвала также возникает при использовании плохого моторного масла или из-за неотрегулированной подачи топлива. Из-за этого клапана цилиндров и кулачки работают несинхронно – двигатель теряет мощность, расходует слишком много топлива и работает нестабильно.

Видео на тему

Avtonov.com

Всё про распредвал (распределительный вал) » АвтоНоватор

Доброго времени суток, уважаемые автолюбители! Давайте мы с вами вместе попробуем разложить по полкам, в буквальном смысле слова, устройство одной из важных составляющих газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя - распределительный вал.

Устройство распредвала

Распредвал выполняет далеко не последнюю функцию в работе двигателя автомобиля – он синхронизирует впуск и выпуск тактов работы двигателя.

В зависимости от типа двигателя, ГРМ может быть с нижним расположением клапанов (в блоке цилиндров), так и с верхним расположением клапанов (в головке блока цилиндров).

В современном моторостроении предпочтение отдаётся верхнему расположению ГРМ. Это позволяет упростить процесс обслуживания, регулировки и ремонта распредвала, благодаря простоте доступа к деталям ГРМ.

Конструктивно распредвал связан с коленвалом двигателя. Это соединение осуществляется посредством ремня или цепи. Ремень или цепь распредвала надета на шкив распредвала и звездочку коленвала. Привод распределительного вала осуществляется за счет коленчатого вала.

Наиболее эффективным считается шкив распредвала - разрезная шестерня, который применяется для тюнинга рапредвала с целью увеличения мощностных характеристик двигателя.

На головке блока цилиндров расположены подшипники, в которых вращаются опорные шейки распредвала. В случае ремонта для крепления опорных шеек используются ремонтные вкладыши распредвала.

Осевой люфт распредвала предотвращают фиксаторы распредвала. По оси распределительного вала выполняется сквозное отверстие. Через него осуществляется смазка трущихся поверхностей деталей. С задней стороны это отверстие закрывает заглушка распредвала.

Кулачки распредвала – важнейшая составная часть. Их количество соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Именно кулачки и выполняют основное назначение распредвала – регулировка фаз газораспределения двигателя и порядок работы цилиндров.

Каждый клапан имеет свой, индивидуальный кулачок, который его и открывает, «набегая» на толкатель. Когда кулачок сходит с толкателя, под действием мощной возвратной пружины клапан закрывается.

Кулачки распредвала располагаются между опорными шейками. Два кулачка: впускной и выпускной на каждый цилиндр. Кроме того, на вал крепится шестерня для привода прерывателя-распределителя и масляного насоса. Плюс эксцентрик для приведения в действие топливного насоса.

Газораспределительная фаза распредвала подбирается опытным путём, и зависит от конструкции впускных и выпускных клапанов и числа оборотов двигателя. Производители для каждой модели двигателя указывают фазы распредвала в виде диаграмм или таблиц.

На опорах распредвалов устанавливается крышка распредвала. Передняя крышка распредвала – общая. В ней установлены упорные фланцы, входящие в проточки в шейках распредвалов.

Основные детали ГРМ

  • Клапаны: впускные и выпускные. Клапан состоит из стержня и тарельчатой плоскости. Седла клапанов являются вставными для простоты их замены. Головка впускного клапана по диаметру больше, чем выпускного.
  • Коромысло служит для передачи усилия клапану от штанги. В коротком плече коромысла существует винт для регулировки теплового зазора.
  • Штанга предназначена для передачи усилия от толкателя к коромыслу. Одним концом штанга упирается в толкатель, а другим - в регулировочный болт коромысла.

Принцип работы распредвала

Распредвал находится в развале блока цилиндров. С помощью зубчатой или цепной передачи распредвал приводится в действие от коленчатого вала.

Вращение распределительного вала обеспечивает воздействие кулачков на работу впускного и выпускного клапанов. Это происходит в строгом соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров двигателя.

Для правильной установки фаз газораспределения существуют установочные метки, расположенные на распределительных шестернях или на приводном шкиве. С этой же целью кривошипы коленвала и кулачки распредвала должны быть в строго определенном положении, относительно друг друга.

Благодаря установке, производимой по меткам, соблюдается последовательность чередования тактов – порядок работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров зависит от их расположения и конструктивных особенностей коленвала и распредвала.

Рабочий цикл двигателя

Период, когда впускной и выпускной клапаны в каждом цилиндре должны открыться один раз - это и есть рабочий цикл двигателя. Он осуществляется за 2 оборота коленвала. В это время распредвал должен сделать один оборот. Именно для этого и шестерня распредвала имеет в два раза больше зубьев.

Количество распредвалов в двигателе

Эта величина, как правило, зависит от конфигурации двигателя. Двигатели с рядной конфигурацией и одной парой клапанов на цилиндр имеют один распредвал. Если на цилиндр предусмотрено 4-е клапана, то два распредвала.

Оппозитные и V-образные двигатели имеют один распредвал в развале, либо два, по одному распредвалу в каждой головке блока. Существуют также исключения, связанные с конструктивными особенностями модели двигателя. (например, рядное расположение четырех цилиндров – один распредвал при 4-х клапанах на цилиндр, как у Мицубиси Лансер 4G18).

Современный рынок предлагает потребителю разные двигатели с разными системами изменения фаз газораспределения. Наиболее характерные из них:

VTEC – технологическая разработка компании Honda. Регулировка фаз происходит посредством использования для регулируемого клапана 2 кулачков.

VVT-i - от фирмы Toyota. Регулировка фаз производится поворотом распредвала относительно его приводной звёздочки.

Valvetronic - технологическая разработка компани BMW. Регулировка высоты подъёма клапанов происходит за счёт изменения положения оси вращения коромысел.

Успехов вам в изучении устройства двигателя своего автомобиля.

carnovato.ru

Распредвал - Словарь автомеханика

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

Конструктивные особенности

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

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

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

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

Устройство распределительного вала.

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

Принцип работы

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

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

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

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

Поломки распредвала

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

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

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

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

Связанные термины

etlib.ru

Распределительный вал ГРМ


Распределительный вал (распредвал) - ключевой элемент газораспределительного механизма, который отвечает за своевременное открытие и закрытие впускного или выпускного клапана для подачи топливно-воздушной рабочей смеси или выпуска отработавших газов.

Распредвал служит для синхронизации впуска и выпуска на тактах работы ДВС. Деталь обеспечивает функционирование всего газораспределительного механизма с учетом порядка работы цилиндров и фаз газораспределения применительно к тому или иному конкретному двигателю.

Распределительный вал представляет собой вал с расположенными на нем кулачками. Распредвал вращается в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде опор. К опорам распредвала по каналам поступает моторное масло под давлением из системы смазки. Количество кулачков на распредвале соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Один клапан получает свой кулачок, который осуществляет его открытие путем нажатия на толкатель. В тот момент, когда кулачок распредвала сходит с толкателя, тогда клапан закрывается под мощным воздействием возвратной пружины.

От формы кулачков распределительного вала зависят фазы газораспределения. Под такими фазами понимаются моменты открытия и закрытия клапанов, а также продолжительность пребывания клапана в открытом или закрытом состоянии. Современные силовые агрегаты имеют также систему изменения фаз газораспределения для повышения общей эффективности работы ГРМ и улучшения характеристик ДВС.

В двигателях современных автомобилей распредвал находится в верхней части головки блока цилиндров. Распределительный вал соединяется с зубчатой звездочкой или шкивом коленчатого вала двигателя посредством ремня или цепной передачи. Приводом распредвала выступает коленчатый вал.

На четырехтактных моторах весь ГРМ вращается в два раза медленнее, чем коленвал, так как полный рабочий цикл таких ДВС осуществляется за два оборота коленвала. За указанные два оборота впускной и выпускной клапаны должны открыться только по одному разу. Получается так, что распредвал, управляющий открытием клапанов, должен совершить только один оборот за рабочий цикл.

В конструкции ГРМ может присутствовать не один распредвал. Зачастую это обусловлено количеством клапанов на цилиндр. Сегодня наиболее широко применяется схема четырех клапанов на один цилиндр и двухвального ГРМ (один распредвал является приводом впускных клапанов, а другой взаимодействует с выпускными). Для V-образных ДВС устанавливают четыре распредвала, так как каждый ряд цилиндров имеет отдельную ГБЦ с двумя валами. Система ГРМ с одним валом называется SOHC (англ. Single OverHead Camshaft), двухвальная получила наименование DOHC (англ. Double OverHead Camshaft).

Читайте также

krutimotor.ru

Распределительный вал (распредвал) - деталь сложной формы, снабженная кулачками, которые в нужный момент открывают из закрывают клапана

Двигатель

Основная функция распредвала – синхронизировать впуск и выпуск тактов работы двигателя. Другими словами, этот механизм предназначен для своевременного открытия клапанов и подачи в камеру сгорания топливной смеси. Момент открытия и закрытия клапанов относительно положения коленчатого вала называют фазой распредвала.

Устройство и принцип работы распределительного вала

В современном двигателе распредвал (чаще всего их два) расположен в верхней части головки блока цилиндров.

Распределительный вал связан с коленчатым валом двигателя автомобиля. Соединение осуществляется за счет цепи (или ремня) ГРМ. Для надежности передачи усилия к торцевой части распредвала присоединена ведомая шестерня, напоминающая "звездочку" на заднем колесе велосипеда.

За регулировку фаз газораспределения и порядок срабатывания цилиндров отвечают кулачки распредвала – их ровно столько, сколько впускных и выпускных клапанов используется в механизме ГРМ. Работа организована так: кулачок распредвала «набегает» на толкатель клапана, надавливает на него и открывает клапан. После того как кулачок сходит с толкателя, клапан закрывается под действием тугой возвратной пружины.

Чем больше клапанов в газораспределительном механизме, тем больше в нем установлено распредвалов. У Bugatti Veyron четыре распредвала и 64 клапана

Итак, распределительный вал вращается, благодаря чему обеспечивается воздействие кулачков на работу впускного и выпускного клапанов. Расположение кулачков относительно друг друга тщательно рассчитано в строгом соответствии с фазами газораспределения и порядком срабатывания цилиндров. Иными словами, пока открыт впускной клапан (или два клапана) одного цилиндра, все остальные впускные клапана находятся в состоянии покоя.


Количество распредвалов в двигателе определяется конфигурацией самого мотора: если двигатель имеет рядную конструкцию и одну пару клапанов на цилиндр, то достаточно одного распредвала. Если на один цилиндр приходится 4 клапана, целесообразно применение 2-х распредвалов - один из них обслуживает только впускные клапана, другой - только выпускные. Помимо прочего у системы с парными валами есть еще один плюс - быстродействие.

Что касается V-образных и оппозитных моторов, то они могут иметь либо один распределительный вал в месте так называемого "развала" цилиндров (основание воображаемой буквы V), либо два – по одному на каждой головке блока цилиндров. Попытаться реализовать сложную схему открытия и закрытия 16 клапанов при помощи одного распредвала можно, но не рационально - деталь получится слишком уж сложной. Такие схемы редки, но компания Honda все-таки решилась взять одну из них на вооружение: рядный мотор с четырьмя цилиндрами и одним распредвалом установлен, например, на популярной модели Honda Fit/Jazz. Безусловное достоинство такой системы - возможность сделать двигатель компактным и легким.

Характеристики распредвала

Обычно принято выделять три важные характеристики распредвала: это величина подъема клапанов, продолжительность открывания клапанов и фазы распредвала.

Ради максимального периода открытия клапанов при конструировании спортивных моторов инженеры жертвуют холостым ходом. У гоночных болидов он редко бывает ниже 2000 оборотов в минуту

Подъем клапана измеряется в миллиметрах. Этой величиной измеряют максимальное расстояние, на которое клапан отходит от так называемого «седла», в котором он находится в момент закрытия. Продолжительность открывания клапанов – это отрезок времени, в течение которого клапана остаются в открытом состоянии. Измерять эту величину принято в градусах поворота коленчатого вала. При этом каждый из перечисленных критериев способен повлиять на работу двигателя: при увеличении подъема клапана, продолжительности его открытия или оптимизации фаз газораспределения мощность мотора увеличивается. Стоит отметить, что именно продолжительность открывания является основным параметром, с которым работают конструкторы форсированных моторов.

Так, например, распределительные валы, используемые на спортивных автомобилях, обеспечивают большую продолжительность открытия клапанов, по сравнению со стандартными. Это значит, что клапана остаются открытыми так долго, как это возможно, позволяя сжечь максимальную при таком объеме камеры сгорания дозу топлива за один такт. К сожалению, в технике для достижения одного приходится жертвовать чем-то другим: установка спортивных распредвалов не позволяет держать обороты холостого хода ниже 2000 об/мин. Естественно, при такой работе двигатель потребляет огромное количество топлива.

Если же говорить о фазах распределительного вала (моменты, когда клапаны открываются и закрываются по отношению к положению распредвала), то вся информация о них обычно содержится в таблице данных, которая прилагается к распределительному валу. В таблице указаны угловые положения распределительного вала, а также информация о том, когда открываются и закрываются впускные и выпускные клапаны.

Современные двигатели часто оборудуют системами изменяемых фаз газораспределения. Так, например, некоторые автомобили марки Toyota имеют систему VVT-i. регулировка фаз газораспределения происходит посредством поворота распределительного вала относительно его приводной звездочки. Другой пример – разработка японского производителя Honda, получившая обозначение VTEC – она позволяет изменять фазы, используя для регулируемого клапана два кулачка.

blamper.ru

Что такое распределительный вал (распредвал)?

Распределительный вал в двигателе - это пальцеобразный осевой механизм, движимый коленчатым валом и имеющий на своей поверхности несколько эллиптических выступов (кулачков) - по одному для каждого впускного и выпускного клапана, находящийся в двигателе. В то время как распределительный вал вращается (под действием коленчатого вала), эти эллиптические выступы регулируют открытие и закрытие клапанов, толкая их в определённой очерёдности.

Первые симптомы выхода из строя распределительного вала:

  • Ненормальный шум при работе клапанов
  • Осечки двигателя.

Обслуживание распределительного вала заключается в регулярной проверке и, при необходимости, замене его сальников. Так, замена обычно проводится, когда заменяется ремень ГРМ.

Что такое распределительный вал (распредвал)? Видео

howcarworks.ru

Распределительный вал двигателя

При всей своей внешней сложности и кажущейся недоступности для понимания, ДВС удивительно рациональное и целесообразно сконструированное устройство. Назначение любой его детали – обеспечение правильной работы и максимальной отдачи от двигателя. При этом, буквально все его элементы взаимосвязаны между собой, но тем не менее, работу ГРМ (газораспределительного механизма), а также его основу – распределительный вал стоит рассмотреть отдельно.

О циклах и работе ДВС

ДВС является четырехтактным силовым агрегатом, это значит, что все процессы, связанные с его работой, осуществляются за четыре такта. Их последовательность строго определена, и при ее нарушении работа такого мотора невозможна. Последовательность, т.е. открытие клапанов в нужное время для вывода отработанных газов и запуска горючей смеси, определяет распределительный вал, который можно видеть на приведенном рисунке.
Его основным рабочим элементом необходимо считать кулачки. Именно они через систему привода, включающую в себя толкатели, коромысло, пружины и прочие детали, определяемые конструкцией ГРМ, осуществляют открытие клапанов в нужное время. На каждый клапан работает свой кулачок, когда он имеющимся выступом, через толкатель надавливает на клапан, тот приподнимается, и в цилиндр либо может поступать свежая смесь, либо выводятся продукты ее сгорания. Когда выступ уходит с толкателя, то под действием пружины клапан закрывается.

Опорная шейка распределительного вала предназначена для его установки на заданные места, на них он вращается в процессе работы. Трущиеся детали закаливаются при помощи токов высокой частоты и смазываются в процессе.

О конструктивном исполнении распредвала

Устройство и чертеж ГРМ, в том числе и распределительного вала, приведены ниже.
Конструктивно распределительный вал может располагаться либо в блоке цилиндров, либо в головке блока силового агрегата. В зависимости от его месторасположения меняется и привод, благодаря которому передается усилие от кулачков на клапан. Привод распределительного вала связан с коленвалом. Привод может быть выполнен как с помощью цепной передачи (см. чертеж выше), так и с помощью гибкой ременной. Кроме того, могут быть иные способы передачи управляющего усилия к клапанам, но это уже определяет чертеж и документация мотора.

Какой лучше использовать привод распределительного вала, определяет устройство двигателя. В тех случаях, когда распределительный вал располагается в блоке цилиндров, (так называемое нижнее расположение), то может быть даже задействован шестеренчатый привод. Последний, правда, в последнее время не применяется из-за своей громоздкости и повышенного шума при работе. Что цепной, что ременный привод отличаются достаточной надежностью, но у каждого из них есть свои особенности эксплуатации, которые надо учитывать при обслуживании двигателя.
Его устройство может предусматривать, что распределительный вал в моторе может быть не один. Как правило, в современных многоклапанных двигателях его располагают по возможности ближе к клапанам для уменьшения на нем нагрузки. Конструкция и чертеж, например, V-образного двигателя, предусматривает как минимум два вала, тогда как в обычном рядном, как правило, один распределительный вал. Хотя для многоклапанных двигателей определяющим будет их назначение – может быть отдельно выпускной и впускной распределительные валы, т.е. они управляют работой выпускных или впускных клапанов.

О совместной работе с коленвалом

Не стоит забывать, что для распределительного вала основное назначение – обеспечение правильного газораспределения при работе двигателя. Для этого работа распределительного и коленчатого валов должна быть согласована, т.е. открытие и закрытие клапанов обязано происходить в нужные моменты – в положении ВМТ или НМТ поршня, или в соответствии с опережением, которое устанавливает чертеж или конструкторская документация.

Для выполнения такой связи на шестернях ГРМ делают специальные метки, совпадение которых означает обеспечение нужного положения распределительного и коленчатого валов. Чтобы добиться этого, используется специальная методика регулировки их положения.

Датчик положения распредвала

С переходом на инжекторные двигатели для этих целей стали применять специальный датчик положения распределительного вала. Так, на автомобилях ВАЗ для этого служит датчик Холла. Его работа основана на изменении магнитного поля, для создания которого устройство датчика предусматривает магнит. При изменении магнитного поля, которое происходит, когда распределительный вал находится в нужном положении, датчик определяет, что в первом цилиндре поршень располагается в положении ВМТ, и передает эти данные в контроллер. Он в соответствии с ними обеспечивает впрыск топлива и его сгорание, как предусматривает порядок работы отдельных цилиндров двигателя чертеж или документация.

Техническое обслуживание распредвала

В первую очередь при проведении регламентных работ, затрагивающих распределительный вал, необходимо обратить внимание на состояние ремней или цепи его привода. Дело даже не столько в том, что нарушится весь механизм газораспределения, который обеспечивает распредвал, а в том, что возможно механическое повреждение как клапанов, так и поршня.

Порой причиной отказа или неправильной работы двигателя является датчик положения. Проявлением этого может быть плохая динамика машины и значительный расход топлива, а также загорание контрольной лампочки исправности двигателя на панели приборов. Дефектация неисправности и определение ее источника – датчик это или нет, выполняется с помощью мультиметра. Часто возможной причиной служит не сам датчик, а проводка. В случае, если дефектация показывает, что неисправен датчик, то его надо менять.

Причинами отказа датчика могут быть:

  • выход из строя зубчатого диска датчика импульсов;
  • его смещение из-за нарушения крепления;
  • замыкание во внутренней схеме датчика;
  • воздействие повышенной температуры от перегрева двигателя.

Правильно выполненная дефектация позволит избежать отказа нового датчика, устанавливаемого вместо старого.

Распределительный вал является основным узлом, обеспечивающим правильное газораспределение при работе двигателя, и зачастую в основном обеспечивает его эффективную работу. Его своевременное обслуживание и контроль технического состояния позволят правильно и без дополнительных затрат эксплуатировать автомобиль.

1. Подкатной гидравлический домкрат. Штатный домкрат автомобиля ваз 2107 часто или неудобен, или просто бесполезен при выполнении некоторых работ.

2. Опора под автомобиль, регулируемая по высоте и с допустимой нагрузкой не менее 1т. Желательно иметь четыре такие подставки.

3. Противооткатные упоры (не менее 2шт.).

4. Двухсторонние ключи для штуцеров тормозной системы на 8, 10 и 13мм. Наиболее распространены два типа таких ключей: зажимной ключ и накидной ключ с прорезью. Зажимной ключ позволяет отворачивать штуцеры с изношенными гранями. Чтобы надеть ключ на штуцер тормозной трубки, необходимо вывернуть стяжной болт. Накидной ключ с прорезью позволяет более оперативно выполнять работу, однако такой ключ должен быть изготовлен из качественной стали с соответствующей термической обработкой.

5. Специальные щипцы для снятия стопорных колец. Существует два типа таких щипцов: сдвижные - для извлечения стопорных колец из отверстий, и раздвижные - для снятия стопорных колец с валов, осей, тяг. Щипцы также бывают с прямыми и изогнутыми губками.

6. Съемник масляного фильтра.

7. Универсальный двухзахватный съемник для снятия шкивов, ступиц, шестерней.

8. Универсальные трехзахватные съемники для снятия шкивов, ступиц, шестерен.

9. Съемник карданного шарнира.

10. Съемник и оправка для замены маслосъемных колпачков.

11. Рассухариватель для разборки клапанного механизма головки блока цилиндров.

12. Приспособление для снятия шаровых опор.

13. Приспособление для извлечения поршневого пальца.

14. Приспособление для выпрессовки и запрессовки сайлентблоков рычагов передней подвески.

15. Приспособление для снятия рулевых тяг.

16. Ключ храповика коленчатого вала.

17. Съемник пружин.

18. Ударная отвертка с набором насадок.

19. Цифровой мультиметр для проверки параметров электрических цепей.

20. Специальный щуп или контрольная лампа на 12В для проверки электрических цепей автомобиля ваз 2107, находящихся под напряжением.

21. Манометр для проверки давления в шинах (при отсутствии манометра на шинном насосе).

22. Манометр для измерения давления в топливной рампе двигателя.

23. Компрессометр для проверки давления в цилиндрах двигателя.

24. Нутромер для измерения диаметра цилиндров.

25. Штангенциркуль с глубиномером.

26. Микрометры с пределом измерений 25-50 мм и 50-75 мм.

27. Набор круглых щупов для проверки зазора между электродами свечей зажигания. Можно использовать комбинированный ключ для обслуживания системы зажигания с набором необходимых щупов. Ключ имеет специальные прорези для подгибания бокового электрода свечи зажигания.

28. Набор плоских щупов для измерения зазоров при оценке технического состояния агрегатов.

29. Широкий щуп 0,15мм для проверки зазоров в клапанном механизме.

30. Оправка для центрирования ведомого диска сцепления.

31. Оправка для обжима поршневых колец при установке поршня в цилиндр.

32. Ареометр для измерения плотности жидкости (электролита в аккумуляторной батарее или антифриза в расширительном бачке).

33. Специальное приспособление с металлическими щетками для очистки клемм проводов и выводов аккумуляторной батареи.

34. Масляный шприц для заливки масла в коробку передач и задний мост.

35. Нагнетательный шприц для смазки шлицов карданного вала.

36. Шланг с грушей для перекачки топлива. Шланги можно использовать для удаления топлива из бака перед его снятием.

37. Медицинский шприц или груша для отбора жидкостей (например, при необходимости снятия бачка главного тормозного цилиндра без слива всей тормозной жидкости из системы). Шприц также незаменим для чистки деталей карбюратора.При выполнении ремонтных работ на автомобиле ваз 2107 могут также потребоваться: технический фен (термопистолет), электродрель с набором сверл по металлу, струбцина, пинцет, шило, рулетка, широкая слесарная линейка, бытовой безмен, широкая емкость для слива масла и охлаждающей жидкости объемом не менее 10л.

Есть три важные характеристики конструкции распределительного вала, они и управляют кривой мощности двигателя: фазы газораспределителя распредвала, продолжительность открывания клапана и величина подъема клапанов. Далее в статье мы расскажем, что представляет собой конструкция распределительных валов и их привода.

Подъем клапана обычно рассчитывается в миллиметрах и представляет собой то расстояние, на которое клапан максимально отойдет от седла. Продолжительность открытия клапанов - это период времени, который измеряется в градусах поворота коленвала.

Продолжительность можно измерить различными путями, но из-за максимального потока при небольшом подъеме клапана, продолжительность обычно меряют после того, как клапан уже поднялся от седла на некоторую величину, часто она составляет 0,6 или 1,3 мм. Например, у конкретного распределительного вала может быть продолжительность открывания в 2000 поворотов при подъеме в 1,33 мм. В результате, если использовать подъем толкателя в 1,33 мм в качестве точки остановки и начала подъема клапана, распределительный вал будет удерживать клапан в открытом состоянии в течение 2000 поворота коленвала. Если продолжительность открытия клапана будет измеряться при нулевом подъеме (когда он только отходит от седла или находится в нем), то продолжительность положения коленвала будет составлять 3100 или даже более. Момент, когда определенный клапан закрывается или открывается, часто называют фазой газораспределения распредвала . Например, распределительный вал может производить действие по открытию впускного клапана при 350 до верхней мертвой точке и закрывать его при 750 после нижней мертвой точки.

Увеличение расстояния подъема клапана может быть полезным действием в увеличении мощности мотора, так как мощность можно добавить без существенного вмешательства в характеристики двигателя, особенно на низких оборотах. Если углубиться в теорию, то ответ на данный вопрос будет довольно простым: такая конструкция распределительного вала при коротком времени открытия клапанов нужна, для того чтобы увеличить максимальную мощность двигателя. Работать это теоретически будет. Но, механизмы привода в клапанах не такие и простые. В таком случае высокая скорость движения клапанов, которые обуславливаются этими профилями, значительно уменьшит надежность двигателя.

Когда скорость открывания клапана увеличится, то на передвижения клапана из закрытого положения до полного его подъема и возвращения с точку отправления остается меньше времени. В случае если время движения станет еще короче, понадобятся клапанные пружины с большим усилием. Часто это становится механически невозможным, не говоря уже о том, чтобы привести в движение клапаны на довольно низких оборотах.

В результате, что же является надежным и практичным значением максимального подъема клапана? Распределительные валы с величиной подъема, больше 12,8 мм (минимум для мотора в котором привод осуществляется при помощи шлангов), находятся в непрактичной для обычных моторов области. Распределительные валы с продолжительностью впускного такта менее 2900, которые сочетаются с величиной подъема клапана больше чем на 12,8 мм, обеспечивают очень высокие скорости закрывания и открывания клапанов. Это, безусловно, создаст дополнительную нагрузку на механизм привода клапанов, что существенно уменьшает надежность: кулачков распределительного вала, направляющих втулок клапанов, стержней клапанов, клапанных пружин. Впрочем, вал с высокой скоростью подъема клапанов может работать в начала очень даже неплохо, однако срок службы направляющих и втулок клапанов, скорее всего не превысит 22000 км. Хорошо, что большинство фирм-производителей распределительных валов конструируют свои детали так, что в них обеспечен компромисс между продолжительности открывания клапанов и значениями подъема, при надежности и долгом сроке службы.

Продолжительность такта впуска и обсуждаемые подъем клапанов не являются только одними элементами конструкции распределительного вала, влияющие на конечную мощность двигателя. Моменты, закрытия и открытия клапанов относительно положения распредвала, также являются столь важными параметрами для оптимизации характеристик мотора. Эти фазы газораспределения распредвала вы можете найти в таблице данных, которая прилагается к любому качественному распределительному валу. Такая таблица данных графически и числами иллюстрирует угловые положения распределительного вала, когда выпускные и впускные клапаны закрываются и открываются. Они будут точно определены в градусах поворота коленвала перед верхней или нижней мертвой точкой.

Угол между центрами кулачков - это угол смещения между линией центра кулачка выпускного клапана (который называется выпускным кулачком) и линией центра кулачка впускного клапана (который называется впускным кулачком).

Угол цилиндра зачастую измеряется в «углах поворота распредвала», т.к. мы обсуждаем смещение кулачков относительно друг друга, это является одним из немногих моментов, когда характеристика распределительного вала указывается в градусах поворота вала, а не в градусах поворота коленвала. Исключение составляют те двигатели где, применены два распределительных вала в ГБЦ (головке блока цилиндров).

Угол, выбранный в конструкции распределительных валов и их привода, непосредственно повлияет на перекрытие клапанов, то есть на период, когда выпускной и впускной клапаны одновременно открыты. Перекрытие клапанов часто измеряют SB углах поворота коленвала. В моменты уменьшения угла между центрами кулачков, происходит открывания впускного клапана и закрывания выпускного клапана. Всегда надо помнить, что на перекрытие клапанов влияет и изменение времени открытия: в случае увеличения продолжительности открывания, перекрытие клапанов также станет большим, обеспечивая при этом отсутствие изменений угла, чтобы компенсировать эти увеличения.

При всей своей внешней сложности и кажущейся недоступности для понимания, ДВС удивительно рациональное и целесообразно сконструированное устройство. Назначение любой его детали – обеспечение правильной работы и максимальной отдачи от двигателя. При этом, буквально все его элементы взаимосвязаны между собой, но тем не менее, работу ГРМ (газораспределительного механизма), а также его основу – распределительный вал стоит рассмотреть отдельно.

О циклах и работе ДВС

ДВС является четырехтактным силовым агрегатом, это значит, что все процессы, связанные с его работой, осуществляются за четыре такта. Их последовательность строго определена, и при ее нарушении работа такого мотора невозможна. Последовательность, т.е. открытие клапанов в нужное время для вывода отработанных газов и запуска горючей смеси, определяет распределительный вал , который можно видеть на приведенном рисунке.

Его основным рабочим элементом необходимо считать кулачки. Именно они через систему привода, включающую в себя толкатели, коромысло, пружины и прочие детали, определяемые конструкцией ГРМ, осуществляют открытие клапанов в нужное время. На каждый клапан работает свой кулачок, когда он имеющимся выступом, через толкатель надавливает на клапан, тот приподнимается, и в цилиндр либо может поступать свежая смесь, либо выводятся продукты ее сгорания. Когда выступ уходит с толкателя, то под действием пружины клапан закрывается.

Опорная шейка распределительного вала предназначена для его установки на заданные места, на них он вращается в процессе работы. Трущиеся детали закаливаются при помощи токов высокой частоты и смазываются в процессе.

О конструктивном исполнении распредвала

Устройство и чертеж ГРМ, в том числе и распределительного вала, приведены ниже.


Конструктивно распределительный вал может располагаться либо в блоке цилиндров, либо в головке блока силового агрегата. В зависимости от его месторасположения меняется и привод, благодаря которому передается усилие от кулачков на клапан. Привод распределительного вала связан с коленвалом. Привод может быть выполнен как с помощью цепной передачи (см. чертеж выше), так и с помощью гибкой ременной. Кроме того, могут быть иные способы передачи управляющего усилия к клапанам, но это уже определяет чертеж и документация мотора.

Какой лучше использовать привод распределительного вала, определяет устройство двигателя. В тех случаях, когда распределительный вал располагается в блоке цилиндров, (так называемое нижнее расположение), то может быть даже задействован шестеренчатый привод. Последний, правда, в последнее время не применяется из-за своей громоздкости и повышенного шума при работе. Что цепной, что ременный привод отличаются достаточной надежностью, но у каждого из них есть свои особенности эксплуатации, которые надо учитывать при обслуживании двигателя.


Его устройство может предусматривать, что распределительный вал в моторе может быть не один. Как правило, в современных многоклапанных двигателях его располагают по возможности ближе к клапанам для уменьшения на нем нагрузки. Конструкция и чертеж, например, V-образного двигателя, предусматривает как минимум два вала, тогда как в обычном рядном, как правило, один распределительный вал. Хотя для многоклапанных двигателей определяющим будет их назначение – может быть отдельно выпускной и впускной распределительные валы, т.е. они управляют работой выпускных или впускных клапанов.

О совместной работе с коленвалом

Не стоит забывать, что для распределительного вала основное назначение – обеспечение правильного газораспределения при работе двигателя. Для этого работа распределительного и коленчатого валов должна быть согласована, т.е. открытие и закрытие клапанов обязано происходить в нужные моменты – в положении ВМТ или НМТ поршня, или в соответствии с опережением, которое устанавливает чертеж или конструкторская документация.

Для выполнения такой связи на шестернях ГРМ делают специальные метки, совпадение которых означает обеспечение нужного положения распределительного и коленчатого валов. Чтобы добиться этого, используется специальная методика регулировки их положения.

Датчик положения распредвала

С переходом на инжекторные двигатели для этих целей стали применять специальный датчик положения распределительного вала. Так, на автомобилях ВАЗ для этого служит датчик Холла. Его работа основана на изменении магнитного поля, для создания которого устройство датчика предусматривает магнит. При изменении магнитного поля, которое происходит, когда распределительный вал находится в нужном положении, датчик определяет, что в первом цилиндре поршень располагается в положении ВМТ, и передает эти данные в контроллер. Он в соответствии с ними обеспечивает впрыск топлива и его сгорание, как предусматривает порядок работы отдельных цилиндров двигателя чертеж или документация.

Техническое обслуживание распредвала

В первую очередь при проведении регламентных работ, затрагивающих распределительный вал, необходимо обратить внимание на состояние ремней или цепи его привода. Дело даже не столько в том, что нарушится весь механизм газораспределения, который обеспечивает распредвал, а в том, что возможно механическое повреждение как клапанов, так и поршня.

Порой причиной отказа или неправильной работы двигателя является датчик положения. Проявлением этого может быть плохая динамика машины и значительный расход топлива, а также загорание контрольной лампочки исправности двигателя на панели приборов. Дефектация неисправности и определение ее источника – датчик это или нет, выполняется с помощью мультиметра. Часто возможной причиной служит не сам датчик, а проводка. В случае, если дефектация показывает, что неисправен датчик, то его надо менять.

Причинами отказа датчика могут быть:

  • выход из строя зубчатого диска датчика импульсов;
  • его смещение из-за нарушения крепления;
  • замыкание во внутренней схеме датчика;
  • воздействие повышенной температуры от перегрева двигателя .

Правильно выполненная дефектация позволит избежать отказа нового датчика, устанавливаемого вместо старого.

Распределительный вал является основным узлом, обеспечивающим правильное газораспределение при работе двигателя, и зачастую в основном обеспечивает его эффективную работу. Его своевременное обслуживание и контроль технического состояния позволят правильно и без дополнительных затрат эксплуатировать автомобиль.

Иногда в большом потоке информации (особенно новой) очень трудно найти какие-то важные мелочи, выделить «зерна истины». В этой небольшой статье я расскажу о передаточных числах передач и привода в целом. Эта тема очень близка темам, освещенным в...

Привод – это двигатель и все, что находится и работает между валом двигателя и валом рабочего органа (муфты, редукторы, различные передачи). Что такое «вал двигателя» понятно, думаю, почти всем. Что такое «вал рабочего органа» понятно, вероятно, не многим. Вал рабочего органа – это вал, на котором закреплен тот элемент машины, который и приводится во вращательное движение всем приводом с необходимым заданным моментом и частотой вращения. Это может быть: колесо тележки (автомобиля), барабан ленточного конвейера, звездочка цепного конвейера, барабан лебедки, вал насоса, вал компрессора, и так далее.

U – это отношение частоты вращения вала двигателя nдв к частоте вращения вала рабочего органа машины nро .

U = nдв / nро

Общее передаточное число привода U часто на практике из расчетов получается достаточно большим числом (более десяти, а то и более пятидесяти), и выполнить его одной передачей не всегда представляется возможным ввиду различных ограничений, в том числе силовых, прочностных и габаритных. Поэтому привод делают состоящим из последовательно соединенных нескольких передач со своими оптимальными передаточными числами Ui . При этом общее передаточное число U находится как произведение всех передаточных чисел передач Ui , входящих в привод.

U =U1 *U2 *U3 *…Ui *…Un

Передаточное число передачи Ui – это отношение частоты вращения входного вала передачи nвхi к частоте вращения выходного вала этой передачи nвыхi .

Ui = nвхi / nвыхi

При выборе желательно отдавать предпочтение значениям близким к началу диапазона, то есть минимальным значениям.

Предложенная таблица – это всего лишь рекомендации и не догма! Например, если вы назначите цепной передаче U =1,5, то это не будет ошибкой! Конечно, всему должно быть обоснование. И, возможно, для удешевления всего привода лучше это U =1,5 «спрятать» внутри передаточных чисел других передач, увеличив их соответственно.

Вопросам оптимизации при проектировании зубчатых редукторов уделено очень много внимания различными учеными. Дунаев П.Ф., Снесарев Г.А., Кудрявцев В.Н., Ниберг Н.Я., Ниманн Г., Вольф В. и другие известные авторы пытались добиться одновременно равнопрочности зубчатых колес, компактности редуктора в целом, хороших условий смазки, уменьшения потерь на разбрызгивание масла, одинаковой и высокой долговечности всех подшипников, хорошей жесткости валов. Каждый из авторов, предложив свой алгоритм разбивки передаточного числа по ступеням редуктора, так и не решил полностью и однозначно эту противоречивую проблему. Очень подробно интересно и детально об этом написано в статье по адресу: http://www.prikladmeh.ru/lect19.htm.

Добавлю к решению данного вопроса еще немного неоднозначности… Смотрим еще одну таблицу в Excel.

Задаем в объединенную ячейку C4-7 значение общего передаточного числа редуктора U и считываем результаты расчетов в ячейках D4…D7 — U б и в ячейках E4…E7 – U т , выполненные для четырех вариантов различных условий.0,5

В заключение осмелюсь порекомендовать: не проектируйте одноступенчатый зубчатый цилиндрический редуктор с передаточным числом U >6…7, двухступенчатый – с U >35…40, трехступенчатый – с U >140…150.

На этом краткий экскурс в темы «Как оптимально «разбить» передаточное число привода по ступеням?» и «Как выбрать передаточное число передачи?» завершен.

Уважаемые читатели, подписывайтесь на получение анонсов статей моего блога. Окно с кнопкой — вверху страницы. Не понравится – всегда можно отказаться от подписки.

Рассмотрим, как работает распредвал!!! / блог сообщества ВАЗ / smotra.ru

Максимальная мощность двигателя и форма графика мощности зависят от распредвала больше, чем от остальных элементов двигателя.
Рассмотрим, как работает распредвал на примере одного цилиндра, и какие при этом существуют ограничения.

Впуск

В идеальном режиме, когда поршень движется вниз в цикле всасывания, впускной клапан открывается, пропуская в цилиндр топливовоздушную смесь, и закрывается после заполнения цилиндра. Учитывая, что фаза и «длительность» работы кулачка являются фиксированными, они будут идеальными лишь при определенной частоте вращения коленвала и, возможно, лишь при единственном положении дроссельной заслонки. Это то, чего многие не понимают. При разных оборотах двигателя клапан будет закрываться либо с опозданием, и тогда смесь, заполнившая цилиндр, начнет выходить обратно, либо раньше времени, до того, как смесь заполнит цилиндр до конца. Поэтому, в реальности, все распредвалы работают в компромиссном режиме. Если мы хотим получить от распредвала выигрыш только в мощности, то это произойдет за счет качества работы на холостых оборотах и крутящегой момента в режиме рабочего диапазона.

Начнем с начала. Период, в течение которого впускной клапан открыт, назовем термином «продолжительность». Продолжительность выражается в градусах поворота коленчатого вала. При работе стандартного распредвала клапан начинает открываться при «недовороте» коленвала 5-10 градусов до ВМТ (верхняя мертвая точка). Стандартный распредвал открывает клапан плавно — для уменьшения износа и снижения шума. Далее клапан достигает верхней точки и, наконец, закрывается примерно при 20 градусах после НМТ (нижняя мертвая точка). Этот период времени называют «продолжительностью работы кулачка». Обычно он составляет 200 – 220 градусов поворота коленчатого вала. Многие мотористы первым делом стараются увеличить продолжительность работы кулачка. Как правило, большая продолжительность позволяет двигателю развить большую мощность на повышенных оборотах. У высокопроизводительных распредвалов продолжительность работы кулачков может составлять от 250 до 320 градусов, а на гоночных двигателях — и более. Однако, само по себе это число пока еще ни о чем не говорит. Кулачок, например, может иметь очень пологие траектории подъема и опускания, тогда выигрыш в увеличении общей зоны открытия под клапаном, по сравнению со стандартным кулачком, получится небольшим. В то же время, кулачок с такой же продолжительностью, но с крутыми профилями будет обеспечивать очень быстрое открытие и закрытие, что придаст двигателю совершенно иные характеристики,

Подъем клапана

У стандартного распредвала для дорожных машин кулачок поднимает клапан на 9,6 мм, в то время как у спортивных двигателей эта цифра может доходить до 13,2 мм. Цифры, характеризующие высоту открытия клапана, часто производят впечатление — люди инстинктивно полагают, что чрезмерное увеличение высоты подъема дает большую мощность, хотя, это не совсем так. Иногда высоту подъема увеличивают для того, чтобы увеличить время «зависания» клапана в точке максимального подъема. Один из способов получения выигрыша по времени без увеличения продолжительности состоит в поднятии клапана на большую высоту.

С помощью испытательного стенда можно определить, в какой момент поток смеси через систему клапан — седло начинает убывать. После этого момента нет смысла открывать клапан дальше — это не даст выигрыша в мощности. Смысл быстрого открывания клапана, или «ускорения клапана», заключается в том, что само движение клапана используется для создания во впускном коллекторе разрежения — «импульса». Именно благодаря этому процессу мощность двигателя начинает зависеть от конструкции распредвала, так как этот импульс влияет на частоту вращения, что и приводит к увеличению мощности.

Выпуск

Выпускной кулачок должен открывать клапан достаточно рано, чтобы цилиндр успел очиститься от продуктов сгорания. При позднем открытии оставшиеся в цилиндре несгоревшие газы будут смешиваться с поступающей свежей смесью; раннее открытие может существенно снизить мощность рабочего хода, так как давление, толкающее поршень вниз, будет сбрасываться через выпускной канал. Тоже и при закрытии: если закрыть клапан слишком рано, то отработанные газы не успеют выйти, а если слишком поздно, то входящая порция смеси будет вытолкнута в выхлоп вместе со сгоревшими газами. Такое может происходить потому, что в момент прохода поршня через ВМТ при переходе от такта выпуска к такту впуска впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Это называется «перекрытием клапанов». Этот «перелив» из впускного канала в выпускной может дать двигателю несколько преимуществ. Во-первых, выхлопные газы, выходящие из цилиндра могут быть использованы для создания вакуума — нечто подобное происходит при выдергивании пробки из бутылки. Это будет помогать опускающемуся поршню втягивать в цилиндр свежую смесь. Во-вторых, выхлопную систему можно настроить так, что свежая смесь, переливающаяся в выпускной канал, будут втягиваться обратно в камеру сгорания перед самым закрытием выпускного клапана. Решающим обстоятельством является здесь не продолжительность перекрытия (выражаемая в градусах поворота коленчатого вала), а то, насколько высоко поднимаются клапаны в верхней мертвой точке. При стандартном распредвале высота подъема обоих клапанов в верхней мертвой точке может доходить до 0,76 мм, в то время, как для гоночных автомобилей эта величина достигает 5 мм. В целом, чем больше подъем клапанов при перекрытии, тем при больших оборотах двигатель достигает максимальной мощности, и тем хуже распределение мощности. Здесь уже возникает проблема зазора между клапанами и поршнем. При чрезмерно больших кулачках, дающих высокий подъем клапанов в фазе перекрытия, приходится делать в поршнях специальные углубления — «карманы», чтобы исключить столкновение поршня с клапанами к верхней мертвой точке.

Синхронизация распредвала

Может оказаться, что при одинаковом подъеме обоих клапанов в момент перекрытия модифицированный распредвал не дает максимальной эффективности. С помощью специального регулировочного шкива (его часто называют шкивом Верньера) можно выставить распредвал на «опережение», тогда в верхней мертвой точке впускной клапан будет подниматься больше, чем выпускной. Установка распредвала на «запаздывание» даст нам больший подъем выпускного клапана, чем впускного. Именно соотношение между подъемом двух клапанов в верхней мертвой точке и определяет эффективность работы распредвала. Теоретически, опережение распредвала будет смещать пик мощности вниз по диапазону оборотов, а отставание будет давать противоположный эффект. У некоторых двигателей, например Rover Мini и Ford, наилучшие результаты достигаются с опережающим распредвалом. Степень опережения выражается в градусах поворота коленвала, которое необходимо для полного открытия впускного клапана.

Продолжительность перекрытия в значительной степени определяется углом между выступами «впускного» и «выпускного» кулачков (этот угол называется «центральным углом кулачков»). Для распредвала с одинаковым подъемом клапанов в верхней мертвой точке этот угол составляет 110 градусов. Если вы выставите такой распредвал так, чтобы на 110 градусах он обеспечивал полное открытие впускного клапана, то обнаружите, что в момент перекрытия в верхней мертвой точке оба клапана открыты одинаково. Для обеспечения «опережающей» работы этого распредвала необходимо добиться полного открытия раньше, например, на 105 градусах.

Из вышеизложенного следует, что опережение распредвала можно регулировать, измеряя подъем клапанов в момент перекрытия в верхней мертвой точке. Независимо от того, какой это распредвал и на каком двигателе он стоит, одинаковый подъем клапанов в ВМТ будет иметь место при том угле поворота, на который развернуты друг относительно друга (в результате шлифовки) кулачки распредвала — обычно, 110 градусов. Можно выставить распредвал на опережение, но не следует его доводить до того, чтобы подъем выпускного клапана составлял меньше 66 процентов (2/3) от подъема впускного клапана. Например, если подъем впускного клапана — 3.8 мм, то подъем выпускного клапана — 2.5 мм. Распредвалы и их синхронизация — это очень сложная тема, доверять ее можно только профессионалам.

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 распределительный вал 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 потому, что кулачок сам по себе является невероятно древней идеей, восходящей 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 сильно влияют на производительность.

Для обеспечения такой синхронизации распределительные валы через ремень или цепь ГРМ соединяются с вращением коленчатого вала, который непосредственно перемещает поршни внутри цилиндра. Кроме 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 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 с точки зрения эффективности, так как она использует 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

В значительной степени DOHC позволяет использовать более сложную клапанную технологию, которая работает для изменения времени, продолжительности и подъема клапанов. Этот контроль может улучшить топливную эффективность, 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 прямым впрыском 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 кулачки кулачка 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 дефект или заедание распредвала. 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 отсутствием надлежащего обслуживания 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.

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 инициировать 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 установлены 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).

Привод распределительного вала осуществляется через камбелт (или ремень привода ГРМ), 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 для поддержания формы Veyron использует четырехкулачковую установку с 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 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.

DOHC и коленчатый вал на своих местах

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 важнейших партнерских отношений с трансмиссией транспортного средства.

Как выбрать рабочий распределительный вал

Распределительный вал является одним из наиболее важных компонентов любого двигателя.Ли распределительный вал находится в двигателе с толкателем или в двигателе с верхним распредвалом, он контролирует открытие и закрытие клапанов. Это, в свою очередь, контролирует поток воздуха и топливо в двигатель и выход из него, что определяет производительность двигателя, топливо экономия и выбросы.

В двигателях с толкателем кулачковый вал приводится в действие цепью или шестерней. коленчатый вал. В двигателях OHC распределительный вал может иметь ременной или цепной привод от коленчатый вал или промежуточный вал. Передаточное число всегда 1: 2, поэтому кулачок поворачивается на половину скорости коленчатого вала.Это потому, что коленчатый вал в четырехтактный двигатель делает два полных оборота за каждый цикл мощности (впускной ход, ход сжатия, рабочий ход и ход выпуска).

Проблемы, связанные с кулачком, могут возникать по разным причинам. Как двигатель км накапливается, цепь ГРМ тянется. Дополнительное провисание цепи имеет замедляющий эффект на синхронизацию кулачка, что снижает сжатие и крутящий момент. Оно может также замедлить опережение зажигания, если распределитель имеет кулачковый привод. Большинство двигателей OHC которые используют цепной привод, имеют какое-то автоматическое натяжное устройство цепи, но толкателей двигателей нет.Следовательно, цепь ГРМ и зубчатая передача часто нуждаются в подлежит замене в двигателях толкателя с большим пробегом.

В двигателях OHC с кулачками с ременным приводом основной проблемой является обрыв ремня. Если Ремень щелкает, кулачок перестает вращаться, и двигатель выключается. Некоторые клапаны будут удерживается в открытом положении, что может привести к деформации клапанов и / или повреждению поршни, если в двигателе недостаточно зазора между поршнями и клапаны на обгонную муфту.

Чтобы свести к минимуму риск такого повреждения, большинство производителей автомобилей рекомендуют замена ремня ГРМ OHC через определенные интервалы пробега для профилактических поддержание.На более старых двигателях OHC стандартная замена составляет 60000 миль. интервал. На более новых двигателях OHC это 100 000 миль.

Отказ кулачка может произойти, если в двигателе есть проблемы со смазкой. Лифтеры создают большое давление и трение на кулачках, поэтому кулачки и кулачковые подшипники должны получать много масла. Если давление масла низкое или масло грязный, кулачок может подвергнуться ускоренному износу кулачка и, в конечном итоге, выйти из строя приводящий к мертвому цилиндру (отсутствие работы клапана).

Этот тип повреждения кулачка также может быть вызван использованием двигателя неправильной вязкости. масло.В двигателях с верхним расположением распредвала расстояние от масляного насоса до верхней части ГБЦ. Холодным утром, когда масло густое, может потребоваться довольно много времени. несколько секунд, чтобы давление масла достигло кулачка. Вот почему большинство автомобилей производители рекомендуют использовать масло 5W-30, а не 10W-30 или 10W-40 для холода. погодное вождение.

Поломка или заклинивание кулачка - еще одна проблема, которая может возникнуть в двигателях OHC. Причиной может быть недостаточная смазка, но во многих случаях это вызвано короблением головки.

Когда двигатель OHC становится слишком горячим, головка блока цилиндров набухает и вздувается. вверх посередине. Это изменяет выравнивание отверстий кулачка в головке, что может привести к изгибу, заеданию, заеданию или поломке кулачка. Если верхний кулачок не поворачивается свободно в голове, когда ремень и толкатели кулачков удалены, либо кулачок согнута или деформирована голова, и ее необходимо выпрямить и / или выровнять скучающий.

РАСПРЕДВАЛЫЕ ВАЛЫ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ ПОСЛЕ ПРОИЗВОДСТВА,

Распределительные валы часто заменяют для увеличения мощности и производительности двигателя.Но выбрать камеру для вторичного рынка не так просто, как кажется. Чтобы найти «правильный» сменный кулачок, нужно учесть множество вещей. К ним относятся не только двигатель и применение транспортного средства, но также степень сжатия двигателя, тип системы подачи топлива, другие модификации (впускной и выпускной коллекторы, выхлопная система и т. Д.), Головки цилиндров, трансмиссия и дифференциал, и даже размер шин.

Но самое главное, что именно вы хотите от замена кулачка послепродажного обслуживания? Больше силы? Больше крутящего момента для буксировки? Лучше пробег?

ВЫБОР «ПРАВИЛЬНОГО» ПРОФИЛЯ РАСПРЕДВАЛА

Просматривая каталоги производителей распредвалов с различными характеристиками, вы заметите две вещи.Во-первых, существует множество различных типов кулачков, из которых можно выбирать. Чем популярнее приложение для двигателя (например, небольшой блок Chevy), тем больше предлагается выбор кулачков. Другое дело, что для каждого типа кулачков есть определенные рекомендации. Так что лучший совет здесь - следовать совету поставщика распределительного вала.

Стандартный сменный кулачок (новый или переточенный) по сути дубликат помола OEM. Этот тип кулачка используется для восстановления оригинальные характеристики двигателя, и это безопасный выбор для запаса перестроить.

На очереди кулачки с немного «улучшенными» профилями. Эти включают в себя кулачки с пробегом / экономичностью, кулачки для буксировки и кулачки с умеренными рабочими характеристиками. Праздный качество, управляемость и выбросы остаются примерно такими же, как у стокового, но двигатель выдает больше мощности и получает немного лучшую экономию топлива.

Как только вы выйдете за рамки стандартных сменных кулачков, процесс выбора станет больше сложно, потому что каждый помол предназначен для определенного типа применения. Масса автомобиля, передаточные числа ведущей шестерни и тип трансмиссии (автомат против руководство) приобретают большее значение, как и модификации двигателя сам (сжатие, рабочий объем, карбюрация, размер клапана, клапанный механизм, и т.п.).

Самая распространенная ошибка, которой следует избегать при выборе кулачка, - это перегиб двигатель. Установка горячего кулачка в двигатель, который в противном случае был бы запасным, может привести к плохому несоответствие между компонентами, и это скорее вредит производительности, чем помогает. А кулачок длительного действия с неровным холостым ходом может показаться действительно горячим, но может не обеспечивать намного слабее, чем у стокового кулачка. Выбросы также могут быть проблемой при длительном использовании. продолжительность кулачков.

СРАВНЕНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАСПРЕДВАЛА

При сравнении кулачков вы найдете ряд характеристик перечисленные.К ним относятся подъем, продолжительность, перекрытие, разделение лепестков и время.

Высота клапана - это то, насколько кулачок открывает клапаны. Увеличение подъема клапана увеличивает расстояние открытия клапана, что облегчает поступление большего количества воздуха и топливо поступает в цилиндры. Увеличение воздушного потока будет достигнуто за счет увеличения поднимитесь до точки, в которой область отверстия клапана или порта становится ограничивающий фактор воздушного потока или механические помехи между клапаном и поршнем, пружинами клапана или держателем пружины и клапаном руководство.

Один из способов указать высоту подъема клапана - это измерить «подъем лепестка». Вот как далеко кулачок фактически перемещает подъемник, что является максимальной высотой кулачка над его базовым кругом. Но дело не в том, насколько на самом деле открывается клапан. Получить это число нужно учитывать соотношение коромысел минус любой зазор клапана. "общий подъем", который чаще всего цитируется в каталогах, - это время подъема лепестка, умноженное на соотношение коромысла. Общий подъем дает вам теоретическую подъем клапана кулачка."Чистый подъем" - это то, насколько на самом деле открывается клапан, когда вы вычесть зазор клапана в клапанном механизме.



Высота выступа кулачка по сравнению с базовой окружностью определяет величину подъема кулачка. Фактический подъем клапана - это высота подъема кулачка, умноженная на соотношение коромысел на двигателе с толкателем или толкателей кулачка на двигателе с верхним распределительным валом.

Продолжительность - это время, в течение которого кулачок удерживает клапаны в открытом состоянии, и указывается в градусы поворота коленчатого вала. Отсюда определение продолжительности становится нечеткие из-за различных способов измерения и рекламы.

Продолжительность зависит от того, как и где она измеряется. Когда кулачок поворачивается и лепесток начинает толкать свой подъемник вверх, клапан начинает открываться, но не мгновенно. Сначала происходит пара вещей. Клапан не начинает открывать до тех пор, пока не будут устранены все зазоры в клапанной арматуре. Кулачок также постепенно поднимается от основной окружности, что затрудняет измерение точная точка, в которой лифтер начинает движение.

Один из способов измерения продолжительности - начать, когда атлет поднялся на 0.004 дюймов выше базовой окружности выступа кулачка. Количество степеней Затем подсчитывают вращение коленчатого вала до тех пор, пока подъемник не вернется в исходное положение. 0,004 дюйма базовой окружности. Этот метод часто называют "заявленная продолжительность". Они называют это так, потому что продолжительность его исчисляется. генерирует намного больше (и иногда вводит в заблуждение), чем генерируемые следующими методами.

Общество автомобильных инженеров (SAE) заявляет, что продолжительность должна быть измерено при 0.006 дюймов над базовой окружностью для гидравлических кулачков и 0,006 дюйма. плюс указанный зазор клапана для механических кулачков с твердым подъемником.

Другой распространенный метод определения продолжительности - ее измерение на 0,050 дюйма. над базовым кругом. Спецификации 0,050 дюйма - это те, которые чаще всего цитируются в каталоги послепродажного обслуживания, которые мы будем использовать, когда будем говорить о конкретных рекомендации по продолжительности.

Что говорит вам спецификация продолжительности работы о распредвале? Он сообщает вам о потенциале распределительного вала для выработки мощности в определенном диапазоне оборотов.Вообще говоря, чем больше продолжительность, тем выше рабочий диапазон кулачка. Кратковременные кулачки хороши для крутящего момента на низкой скорости и отклика дроссельной заслонки, в то время как кулачки длительного действия удерживают клапаны открытыми дольше для лучшего дыхания на высокой скорости.

Распределительные валы с продолжительностью до 220 градусов (при 0,050 в кулачке) считаются лучшими для стандартных немодифицированных двигателей и двигателей с компьютеризированным управлением двигателем. При превышении продолжительности 220 градусов разрежение на впуске начинает заметно падать, что ухудшает качество холостого хода и влияет на работу компьютеризированных систем управления двигателем.

Некоторые характеристики длительности ничего не говорят вам о его лепестковом профиле. Два разные распредвалы могут иметь одинаковые характеристики подъема и продолжительности, но кулачки на одном кулачке могут быть отшлифованы иначе, чем на другом. Один распределительный вал может иметь больше выступов в форме пика, а другой - более толстых. Лопасть V-образной формы будет дышать иначе, чем лопасть U-образной формы, потому что она не удерживает клапан на максимальном открытии так долго. Поплавок клапана также может быть проблемой из-за выступов, которые резко меняют форму, если давление пружины клапана не увеличивается.Профиль кулачков на одном распредвале также может быть одинаковым как на верхней, так и на нижней стороне кулачка (что является нормой для большинства стандартных кулачков и кулачков уличного исполнения) по сравнению с «асимметричной» шлифовкой (разные профили на каждой стороне лепесток) на другом кулачке.

Еще одна спецификация, на которую следует обратить внимание при выборе кулачка, - это относительная синхронизация. впускных и выпускных клапанов. Это можно выразить как «клапан перекрытие »(время, в течение которого впускной и выпускной клапаны одновременно открытые) или «разделение лепестков» (количество градусов или угол между осевые линии впускных и выпускных лопастей).Уменьшение разделения лепестков увеличивает перекрытие, а увеличение разделения уменьшает перекрытие.

Большинство запасных распредвалов с продолжительностью менее 200 градусов будут иметь расстояние между лепестками от 112 до 114 градусов. Кулачки большей продолжительности для среднего диапазона обычно имеют от 110 до 112 градусов разделения лепестков. У гоночных кулачков расстояние между лепестками составляет от 106 до 108 градусов.

Перекрытие возникает, когда впускной клапан начинает открываться раньше выпускного клапана закончил закрытие.Увеличение перекрытия может быть желательным для более высоких приложение производительности, потому что выходящий выхлоп действительно помогает продуть цилиндр, чтобы втянуть больше воздуха и топлива в камеру сгорания. Но слишком большое перекрытие на низких оборотах убивает крутящий момент на низких оборотах и ​​реакцию дроссельной заслонки за счет чрезмерного уменьшения разрежения на впуске. Это также может создавать проблемы с выбросами на холостом ходу, позволяя втягивать несгоревшее топливо в выхлоп.

Некоторые кулачки оригинального оборудования используют немного большее перекрытие для создания выхлопных газов. эффект рециркуляции (EGR) для снижения выбросов NOX (оксидов азота).В компромисс - это обычно некоторая реакция дроссельной заслонки на нижних частотах и ​​крутящий момент. Заменив это тип кулачка с меньшим перекрытием (большим разделением лепестков) может значительное улучшение производительности.


Рабочие распределительные валы с роликовыми подъемниками, снижающими трение.

ПЛОСКАЯ КОЛОНКА ИЛИ РОЛИК?

Роликовый кулачок использует подъемники с небольшими роликами, снижающими трение, внизу. В стандартных двигателях роликовые кулачки используются для уменьшения трения. В двигателях с высокими рабочими характеристиками используются роликовые кулачки для обеспечения более радикального профиля лепестков.Ролики в нижней части подъемников могут катиться вверх по более крутому склону, чем плоский кулачок толкателя.

Плоские кулачки толкателя использовались в большинстве двигателей до середины 1980-х годов, когда производители автомобилей начали переходить на роликовые кулачки. Толкатели клапана, которые движутся на плоском кулачке толкателя, на самом деле слегка выпуклые снизу. Кривизна в сочетании с небольшим наклоном самого выступа кулачка заставляет подъемник вращаться при движении вверх и вниз. Это сделано для уменьшения трения и износа.

что лучше? Это зависит от того, какой двигатель вы строите.Если вы строите двигатель с высокими оборотами, плоский кулачок толкателя с твердыми толкателями обеспечит максимальную скорость вращения без поплавка клапана. Но сплошные подъемники шумные и требуют периодической регулировки. Роликовый кулачок с гидравлическими подъемниками, для сравнения, является хорошим выбором для уличного двигателя или двигателя с более низкой частотой вращения, который создан для создания большого крутящего момента.

РЕГУЛИРОВКА РАСПРЕДВАЛА И УСТАНОВКА

Синхронизация кулачка - это величина опережения или замедления между кулачком и коленчатым валом.Время кулачка можно проверить, сравнив размах лепестков и центр впускного лепестка с колесом градуса и циферблатным индикатором.

Одна из распространенных ошибок заключается в предположении, что синхронизация кулачка правильная, пока метки синхронизации на приводе кулачка выровнены правильно. Это может быть безопасное предположение для стандартного кулачка, но оно недостаточно хорош для восстановления движка производительности. Кулачок может выдвигаться или тормозится в зависимости от центровки кулачкового привода (звездочки коленчатого вала и кулачковая шестерня), степень износа или люфта в кулачковом приводе (задний люфт шестерни, ремень износ или растяжение цепи), а также геометрия кулачкового привода.Шлифовка OHC Головка блока цилиндров также может изменять синхронизацию кулачков, что может потребовать установки более толстой прокладки головки и / или смещения приводного шкива кулачка для компенсации.

Почему так важна синхронизация кулачка? Потому что это влияет на работу двигателя. Для Чтобы двигатель работал наилучшим образом, ему необходимо точное время кулачка. Как правило, наступающие синхронизация кулачка от 2 до 4 градусов помогает снизить крутящий момент на низкой скорости и отклик дроссельной заслонки с небольшая жертва в более высоких оборотах. Продвижение кулачка также помогает компенсировать для растяжения цепи по мере старения двигателя.С другой стороны, замедление кулачка может улучшить характеристики на высоких оборотах, но обычно за счет крутящего момента на низких оборотах. Замедленная камера - это то, чего вы не хотите в стандартном или уличном исполнении. двигатель.

Еще нужно иметь в виду, что многие кулачки вторичного рынка не шлифуются. "прямо вверх" с нулевым смещением по времени. Во многих кулачках уже встроено примерно четыре градуса опережения, чтобы компенсировать растяжение цепи привода ГРМ по мере старения двигателя.

Если синхронизация распределительного вала не измеряется с помощью ступенчатого колеса, и кто-то устанавливает смещенный штифт или шестерню привода кулачка, чтобы продвинуть синхронизацию распределительного вала еще на четыре градуса, они могут столкнуться со слишком большим опережением и, возможно, проблемами столкновения клапана с поршнем.

Наконец, любой, кто заменяет распредвал на подъемники с плоским днищем, должен замените кулачок и подъемники одновременно.

Изношенные подъемники могут повредить новый кулачок. Новые пружины клапанов тоже должны быть рекомендуемые.

Рабочие части кулачка всегда должны быть защищены монтажной смазкой, когда кулачок установлены. На плоских кулачках толкателя нанесите смазочную пасту на основе молибдена под высоким давлением на все выступы кулачка по всей длине. Нанесите моторное масло или красную монтажную смазку на шейки распределительных валов. На роликовых кулачках используйте моторное масло или красную монтажную смазку на кулачках и шейках.ЗАПРЕЩАЕТСЯ наносить смазку на молибденовой пасте на выступы роликового кулачка.

Плоские кулачки толкателя следует сломать в соответствии с инструкциями производителя. рекомендуемая процедура (обычно работа при 2000 об / мин до 30 минут, когда двигатель сначала заводится). Роликовые кулачки не требуют специальной обкатки. Даже в этом случае двигатель должен по-прежнему работать на высоких холостых оборотах в течение определенного периода времени, чтобы брызги смазки поршневых колец во время их посадки. не содержат в достаточном количестве добавки против истирания ZDDP.

ПРОБЛЕМЫ ИЗНОСА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО КОЛЕСА С ПЛОСКИМ ЦИНКОВЫМ МАСЛОМ

Если вы управляете старым классическим маслкаром или хот-родом с двигателем с плоским распредвалом, вам следует помнить о том, что сегодня рейтинг «SM» моторные масла содержат гораздо более низкие уровни противозадирной присадки под названием «ZDDP» (диалкилдитиофосфат цинка). Уровень ZDDP в современных моторных маслах был снижен до уровня фосфора не более 0,08%, чтобы продлить срок службы каталитического нейтрализатора. Фосфор может со временем загрязнить катализатор, если в двигателе используется масло, что приведет к увеличению выбросов из выхлопной трубы.

Низкое содержание ZDDP не вредно для двигателей последних моделей с роликовыми подъемниками или толкателями, поскольку нагрузки на кулачки распределительного вала намного ниже. Но на двигателях с толкателем и плоскими кулачками толкателя уровень ZDDP может быть недостаточным для предотвращения износа кулачка и подъемника. В некоторых случаях отказы кулачков случались всего за несколько тысяч миль езды! Это еще более опасно для двигателей, если используются более жесткие пружины клапана и / или коромысла с более высоким подъемом.

Чтобы избежать таких проблем, вам следует добавить присадку ZDDP в картер, или использовать масло, соответствующее предыдущему сервисному рейтингу «SL», или использовать моторное масло для дизельных двигателей или гоночное масло, которое содержит достаточный уровень ZDDP для защиты распределительного вала и лифтеры.

Если вы устанавливаете новый распредвал в двигатель, обязательно используйте молибденовую пасту для кулачков поставщика кулачков на кулачках (используйте масло или красную смазку для сборки на шейках подшипников) и следуйте рекомендованной процедуре обкатки. Но вам все равно нужно будет добавить ZDDP в картер или использовать масло, которое содержит достаточный уровень ZDDP для продолжительной защиты.




Тяги распределительного вала:

Как выбрать рабочий распределительный вал (Camshaftcoalition)

Руководство по установке распределительного вала (кулачки Crower)

Технология высокопроизводительного распределительного вала (кулачки Elgin)

Советы по установке распределительного вала (Isky Cams)

Chevy Small Block V8 Camshaft (Jegs)

Общие сведения о спецификациях распределительного вала (кулачки Lunati)

Статьи по теме:

ZDDP - Что это такое и зачем оно вам?

Performance Valvetrains

Variable Valve Timing (VVT)

Engine Balancing

High Performance Pistons

Piston Ring: Stock & Performance

Tuner High Performance Scan Tools

Щелкните здесь, чтобы увидеть больше технических статей Carley Automotive

Что делает грузовик с кулачками?

Термин «кулачок» относится к модификации распредвала грузового автомобиля.Хотя это может показаться оправданно сложным, процесс замены распределительного вала позволяет вам создать собственный двигатель, который лучше работает в определенном диапазоне оборотов.

Но зачем вам это делать? И даже по уважительной причине, действительно ли это того стоит? Давайте подробнее рассмотрим camming и то, что он делает для вашего грузовика.

Как работает распредвал?

Распределительный вал - это металлический стержень, приводящий в движение двигатель. Есть один или несколько кулачков или выступов неправильной формы, которые приводят в движение части машины вдоль стержня.При вращении вала большие части лопастей могут приводить в движение рычаги или поршни.

Самые ранние распредвалы относятся к 13 веку, когда арабы использовали их для работы водяных мельниц. Они быстро распространились по цивилизованному миру, но их использование было ограничено до промышленной революции. С тех пор распредвалы стали неотъемлемой частью конструкции двигателя.

В двигателе с несколькими поршнями, таком как двигатель грузовика, поршни не срабатывают одновременно. Вместо этого они срабатывают последовательно, один за другим, а распределительный вал двигателя поднимает и опускает поршни, чтобы определить последовательность срабатывания.

Распределительный вал приводит в действие впускные и выпускные клапаны цилиндра. Один лепесток активирует впускной клапан, а второй лепесток активирует выпускной клапан. По мере вращения вала клапаны будут открываться и закрываться в нужное время.

Кроме того, распредвал определяет продолжительность и характер процесса зажигания. Например, впускной клапан может открываться на более или менее длительный период времени во время хода вверх. Небольшое изменение этой продолжительности может сильно повлиять на работу двигателя.

Различные распредвалы позволят автомобилю работать лучше в определенных условиях. Например, впуск большего количества топлива в цилиндр является расточительным при низких оборотах, но обеспечивает большую мощность при более высоких оборотах.

Тем не менее, большинство стандартных распредвалов универсальны и лучше всего работают при повседневной эксплуатации. Но если у вас большая нагрузка или вы участвуете в гонках, вам может понадобиться вал, специально разработанный для ваших конкретных целей.

Зачем устанавливать нестандартный распределительный вал?

Распределительные валы, изготовленные по индивидуальному заказу, имеют большие и широкие кулачки, чем заводские валы.В результате впускные клапаны открыты на продолжительное время. Это обеспечивает дополнительную мощность и эффективность при более высоких оборотах двигателя.

Хотя это может показаться простым решением с учетом преимуществ, использование кулачков для грузовика не лишено недостатков. Хотя повышенный расход топлива полезен на более высоких скоростях, на более низких скоростях он ухудшает ваши характеристики. В частности, пострадает ваш крутящий момент на низком уровне, что может оказаться проблематичным для рабочего грузовика или буксировки, поскольку вам нужен большой крутящий момент, чтобы начать работу с большой нагрузкой.

При этом многие владельцы грузовиков просто предпочитают нестандартный распределительный вал из эстетических соображений. Да, он неэффективен на малых скоростях, но он также обеспечивает характерный агрессивный грохот, который делает звук двигателя глубже и насыщеннее.

Обратная сторона здесь очевидна - расход топлива и тяговые характеристики явно пострадают. Однако, если вам нужен глубокий ревущий двигатель, кулачковое управление может оказаться полезным вариантом.

Часто задаваемые вопросы о кулачках для грузовиков

Итак, чего вы можете ожидать от кулачков для грузовиков? Вот краткий обзор основ кулачкового управления грузовиком.

Ускоряет ли использование кулачков грузовик?

В большинстве случаев да, но это зависит от модели грузовика и того, какой пользовательский кулачок вы используете. С учетом сказанного, кулачки вторичного рынка разработаны для обеспечения высочайшей производительности, поэтому вы обычно можете ожидать более высоких скоростей после кулачка грузовика.

Чем больше кулачки, тем мощнее?

Да. Чем больше размер кулачка, тем шире впускной клапан, что позволяет большему количеству топлива и воздуха попасть в цилиндр. Чем больше кулачок, тем больше впускается топлива.

Имеет ли значение синхронизация кулачка?

Да. Регулировка распределительных валов таким образом, чтобы кулачки были немного впереди или назад, изменит производительность двигателя.

Увеличение времени приводит к более раннему открытию и закрытию воздухозаборников, что улучшает крутящий момент на низких оборотах. И наоборот, замедление кулачка улучшит мощность на высоких оборотах за счет крутящего момента на низких оборотах.

Что такое скока?

Скачок - это характерный ритмичный гул , который возникает при работе двигателя на холостом ходу.Это крайне нежелательно для производительности, но звук очень востребован редукторами, которые хотят, чтобы их грузовик с высокими характеристиками имел звук , как грузовик с высокими характеристиками.

Скачок вызван очень большими и широкими кулачками. Когда кулачки достаточно широкие, они будут перекрываться, иными словами, впуск на цилиндре 2 откроется раньше, чем закроется впуск на цилиндре 1.

Помимо уникального звука, во время гонок действительно желателен скока. На очень высоких оборотах более длительное время клапана позволит большему количеству топлива поступить в цилиндры, даже если кулачок быстро вращается.В результате грузовик не теряет мощность при приближении к красной черте.

Почему грузовики с кулачками громче?

Основная причина того, что грузовики с кулачковым механизмом работают громче, заключается в том, что в двигатель поступает больше топлива, что означает более высокий холостой ход и больший объем на любой заданной скорости.

Хотя в основном это правда, дополнительный шум возникает не только из-за повышенного потребления топлива. Это также связано с большим размером самих кулачков. Более крутые углы и более широкие отверстия клапанов создают больше механического шума.

Почему ломаются распредвалы?

Распредвалы обычно ломаются из-за неисправности в другом месте двигателя. Шатуны и другие детали могут вырваться и удариться о вал. Также они могут выйти из строя из-за дефектов изготовления, например микротрещин. В тех редких случаях, когда это происходит, отказ обычно происходит относительно быстро.

Сколько стоит кулачок для грузовика?

Предполагая, что вы предоставите свой собственный новый распредвал, большинство магазинов будут брать от 600 до 1000 долларов за кулачок вашего грузовика.Если вы планируете выполнять работу самостоятельно, выделите целые выходные. Хотя это не так уж сложно, но может занять очень много времени.

Резюме

Несмотря на то, что он может принести много эксплуатационных и косметических преимуществ, кулачковый механизм не является правильным выбором для всех. Фактически, для большинства целей ваш грузовик будет работать лучше всего с заводским распредвалом. Однако, если вы используете свой грузовик по причинам, связанным с производительностью, например для гонок, вы можете подумать об установке вала послепродажного обслуживания.Чтобы узнать больше об обслуживании и модификации вашего грузовика, прочтите наши надежные руководства!

Что такое распределительный вал и как он работает?

Распредвалы спроектированы и спроектированы замысловато, так что если смотреть на поверхность, то они, вероятно, покажутся вам стаями обезьян в движении. Тем не менее, вы должны отметить, что выбор правильной камеры является обязательным для вашего приложения.

Однако как вы сможете это сделать, если не знаете, что такое распредвал, и приобретаете собственный, как он работает и почему это важно? В этой статье вы узнаете обо всем этом, в частности, о том, как распредвал повлияет на производительность двигателя.

Прочтите, чтобы узнать больше!

Что такое распредвал?

Ни один двигатель внутреннего сгорания не будет работать без распределительного вала, поскольку он считается одним из важнейших его компонентов. Чтобы лучше понять, как это работает, давайте сначала определим его.

Распределительный вал - это одиночный вал или шток с прикрепленными к нему выступами овальной формы, называемыми кулачками. Некоторые из распространенных материалов, используемых для изготовления компонентов двигателя, - это сплав чугуна и закаленная сталь.Номер кулачка и длина его вала зависят от того, сколько цилиндров и клапанов составляет двигатель.

В ваших автомобилях есть клапаны, которые позволяют топливу и воздуху попадать в двигатель и выводить эту смесь из его системы.

Распределительный вал при вращении толкает клапаны в открытое положение и затем возвращается в закрытое положение с помощью пружин; Более подробная информация о том, как работает распредвал, будет в отдельном разделе ниже.

Типы распредвалов

Плоский толкатель и роликовые кулачки - два основных типа распределительных валов, которые часто используются в двигателях транспортных средств.

Тип, в котором наряду с роликом используется подъемник, называется роликовым кулачком. Он может быть похож на плоский распределительный вал толкателя, но его выступы выглядят иначе. Они более толстые по конструкции, чтобы обеспечить надлежащий контакт с подъемником.

Эти роликовые подъемники позволяют увеличить потенциальные обороты в минуту (об / мин), позволяют использовать более высокое давление пружины клапана и уменьшать трение.

Плоские распредвалы толкателей, с другой стороны, имеют плоское основание и обычно используются в двигателях V8.Его контактная поверхность не совсем плоская, но слегка изгибается.

При использовании этого типа распределительного вала обратите внимание, что когда давление пружины клапана увеличивается, вы также увеличиваете повреждение контактной поверхности и выступа подъемника.

Если вам нужна более высокая мощность, роликовый кулачок является более предпочтительным выбором, чем плоский толкатель, поскольку для него требуется кулачок, обеспечивающий большой подъем для создания широкого отверстия клапана.

Подъемник

Подъем распределительного вала - это максимальный подъем клапана.Вы должны определить подъем лепестка как величину увеличения радиуса лепестка над его базовым кругом. С другой стороны, величина подъема клапана из исходного положения называется подъемом клапана.

Для быстрого определения максимального подъема необходимо сначала измерить базовую окружность кулачка и вычесть ее из толщины наивысшей точки выступа кулачка. Чтобы получить максимальный подъем клапана, умножьте подъем лепестка на передаточное число коромысла.

Зачем вообще нужна эта информация? Клапаны двигателя должны открываться, чтобы обеспечить поступление топлива или воздуха и выпуск указанных элементов из его цилиндров.

Вы должны знать, что мощность двигателя значительно возрастает, если клапаны открываются дальше и быстрее. Без изменения его продолжительности увеличение подъема клапана может генерировать больше мощности без значительного изменения характера кривой мощности.

Однако чаще всего это не так, потому что увеличение подъема клапана также увеличивает продолжительность.

Как работает распредвал?

Прежде чем приступить к работе с распределительным валом, вы должны сначала изучить основные функции теплового двигателя внутреннего сгорания.

Внутри цилиндра воздух и топливо воспламеняются, в результате чего образуется энергия взрыва, которая преобразуется в движение через коленчатый вал, поршни и трансмиссии.

Цикл внутреннего сгорания не так прост, как кажется, на самом деле, по сравнению с другими механизмами, он подвергся дальнейшему развитию и усовершенствованию, что сделало его сложной системой, состоящей из чрезвычайно маленьких, но обширных деталей.

Со дня изобретения двигателя и до его развития распредвал был одной из самых старых частей, которые проложили путь для работы двигателя и, в конечном итоге, заставили работать автомобиль.С тех пор и по настоящее время он по-прежнему придерживается тех же принципов работы.

При вращении вала кулачок в форме лопастей позволяет ему точно воздействовать на клапан, скорость которого определяет скорость действия.

Количество топлива и воздуха, а также выхлопных газов точно и эффективно регулируется, когда они входят и выходят из камеры для следующего воспламенения.

Их функция очень важна, потому что открытие и закрытие клапана должно быть тщательно синхронизировано с движениями поршней.

Ремень или цепь ГРМ делают возможной синхронизацию, соединяя распределительный вал с коленчатым валом в движении, которое также напрямую приводит в движение поршни.

Более того, форма кулачка предназначена для управления временной скоростью клапана при его открытии и, в конечном итоге, закрытии.

В основном количество распределительных валов, необходимых в двигателе, варьируется в зависимости от работы клапана и расположения цилиндров.

По крайней мере, один распределительный вал необходим для каждого ряда цилиндров, а также рядных двигателей, тогда как минимум два распределительных вала требуются в V-образном расположении.

Для повышения эффективности на цилиндр обычно устанавливают четыре клапана, что позволяет использовать максимальное свободное пространство над цилиндром. Вот почему ориентация DOHC обычно предпочтительнее, чем ориентация SOHC.

Заключительные слова

Вы никогда не можете упускать из виду, как распределительный вал может пропускать смесь воздуха и топлива в нужное время. Это элементарный, но важный; без него вы не могли бы держать колеса в движении.

Теперь вы, возможно, уже знали, как распредвал может повлиять на производительность двигателя и почему он критически важен для внутреннего сгорания.

С таким пониманием того, что такое распредвал и как он работает, вы сможете выбрать правильный распредвал для своего двигателя.

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. Другие симптомы включают:

  • 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.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *