Распределительный вал — это… Что такое Распределительный вал?
Распределительный вал — основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации впуска или выпуска и тактов работы двигателя.
В современных автомобильных двигателях, как правило, расположен в верхней части головки блока цилиндров и соединён со шкивом или зубчатой звёздочкой коленвала ремнём или цепью ГРМ соответственно и вращается с вдвое меньшей частотой, чем последний (на 4-тактных двигателях). В прошлом была широко распространена схема с нижним расположением распределительного вала. Составной частью распредвала являются его кулачки, количество которых соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Таким образом, каждому клапану соответствует индивидуальный кулачок, который и открывает клапан, набегая на рычаг толкателя клапана. Когда кулачок «сбегает» с рычага, клапан закрывается под действием мощной возвратной пружины.
Двигатели с рядной конфигурацией цилиндров и одной парой клапанов на цилиндр обычно имеют один распределительный вал (в случае четырёх клапанов на каждый цилиндр, два), а V-образные и оппозитные — либо один в развале блока, либо два, по одному на каждый полублок (в каждой головке блока). Двигатели, имеющие 3 клапана на цилиндр (чаще всего два впускных и один выпускной), обычно имеют один распредвал на головку блока, а имеющие 4 клапана на цилиндр (2 впускных и 2 выпускных) имеют 2 распредвала в каждой головке блока. Но бывают и исключения, к примеру, двигатель Mitsubishi Lancer модели 4G18 (с рядным расположением 4-ех цилиндров) имеет 4 клапана на цилиндр и 1 распределительный вал.
Современные двигатели иногда имеют системы регулировки фаз газораспределения, то есть механизмы, которые позволяют проворачивать распредвал относительно приводной звездочки, тем самым изменяя момент открытия и закрытия (фазу) клапанов, что позволяет более эффективно наполнять рабочей смесью цилиндры на разных оборотах.
4-цилиндровый двигатель объёмом 1,8 л. с распределительным валом на 8 клапанов, от Volkswagen, тип RP.См. также
Приводы распределительного вала их устройство. Конструкция распределительных валов, их привод и монтаж. Системы фаз газораспределения
Распределительный вал и его приводРаспределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные Г и выпускные Б кулачки, опорные шейки Л, шестерню Д для привода масляного насоса и распределителя системы зажигания и эксцентрик В для привода топливного насоса в карбюраторных двигателях.
Рис. 1. Типы распределительных валов
Вал штампуют из стали; кулачки и шейки его подвергают термической обработке для получения повышенной износостойкости, после чего шлифуют. Кулачки изготовляют как одно целое с валом. Применяют также литые чугунные распределительные валы.
Для каждого цилиндра у четырехтактных двигателей имеются два кулачка: впускной и выпускной. Форма (профиль) кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия. Одноименные кулачки располагают в рядном четырехцилиндровом двигателе под углом 90° (рис. 1, а), в шестицилиндровом — под углом 60° (рис. 1, б). Разноименные кулачки устанавливают под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагаются в принятом для двигателя порядке работы с учетом направления вращения вала. По длине вала впускные и выпускные кулачки чередуются в соответствии с расположением клапанов.
В V-образных двигателях расположение кулачков на общем для обеих секций блока распределительном валу зависит от чередования тактов в цилиндрах, угла развала и принятых фаз газораспределения. Распределительный вал У-образного восьмицилиндрового карбюраторного двигателя показан на рис. 1, в.
В двухтактных дизелях (ЯАЗ -М204 и ЯАЗ -М206) для каждого цилиндра имеется по два выпускных кулачка, обращенных вершинами в одну сторону, и по одному кулачку, управляющему работой насос-форсунки.
При нижнем расположении распределительного вала его устанавливают в картере на опорах, представляющих собой отверстия в стенках и перегородках картера, в которые запрессованы стальные тонкостенные биметаллические или триметаллические втулки. Вал устанавливают иногда также в специальных вкладышах. Число опор распределительного вала для двигателей разных типов различно.
Осевые перемещения распределительного вала у большинства двигателей ограничиваются упорным фланцем (рис. 2), закрепленным на блоке и расположенным с определенным зазором между торцом передней шейки вала и ступицы шестерни; зазор между опорным фланцем и торцом шейки вала устанавливают для двигателей разных марок в пределах 0,05- 0,2 мм; величина этого зазора определяется толщиной распорного кольца, закрепленного на валу между торцом шейки и ступицей шестерни. У двухтактных дизелей ЯМЗ осевые перемещения вала ограничиваются бронзовыми упорными шайбами, установленными по обеим сторонам переднего подшипника.
Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала с помощью зубчатой или цепной передачи. При зубчатой передаче на конце коленчатого и распределительного валов закрепляют распределительные шестерни.
Для повышения бесшумности и плавности работы шестерни изготовляют с косыми зубьями; шестерню распределительного вала обычно делают из пластмассы — текстолита, а шестерню коленчатого вала — из стали.
При цепной передаче, обеспечивающей большую бесшумность работы (автомобили ЗИЛ -111), на конце коленчатого вала и на конце распределительного вала закрепляются звездочки, соединенные стальной гибкой бесшумной цепью. Зубья цепи входят в зацепление с зубьями звездочек.
Рис. 2. Типы приводов распределительного вала: а — зубчатая передача; б — цепная передача
Распределительные шестерни или звездочки при сборке устанавливают одну относительно другой по меткам, имеющимся на их зубьях.
На новых моделях двигателей получает применение верхнее расположение распределительного вала (на головке блока). Привод вала осуществляется цепной передачей (автомобиль «Москвич-412»).
Газораспределительный механизм обеспечивает своевременное поступление в цилиндры двигателя горючей смеси (или воздуха) и выпуск отработавших газов.
Двигатели могут иметь нижнее расположение клапанов (ГАЗ -52, ЗИЛ -157К, ЗИЛ -1Э0К), при котором клапаны размещены в блоке цилиндров, и верхнее (ЗМЗ -24, 3M3-S3, ЗИЛ -130, ЯМЗ -740 и др.), когда они расположены в головке цилиндров.
При нижнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается клапану или через толкатель. Клапан перемещается в направляющей втулке, запрессованной в блок цилиндров. Закрытие клапана осуществляется пружиной, упирающейся в блок и шайбу, закрепленную двумя сухариками на конце стержня клапана.
При верхнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается толкателю, штанге, коромыслу и клапану. Преимущественно применяется верхнее расположение клапанов, так как такая конструкция позволяет получить компактную камеру сгорания, обеспечивает лучшее наполнение цилиндров, уменьшает потери тепла с охлаждающей жидкостью и упрощает регулировку клапанных зазоров.
Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Изготовляют его из стали или чугуна.
При сборке распределительный вал вставляют в отверстие торца картера двигателя, поэтому диаметры опорных шеек последовательно уменьшаются, начиная с передней шейки. Количество опорных шеек обычно равно количеству коренных подшипников коленчатого вала. Втулки 8 опорных шеек изготовляют из стали, бронзы (ЯМЗ -740) или из металлокерамики.
Внутреннюю поверхность стальных втулок заливают слоем баббита или сплава СОС -6-6.
На распределительном валу расположены кулачки, воздействующие на толкатели; шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя; эксцентрик привода топливного насоса. Кулачков имеется по два на каждый цилиндр. Углы их взаимного расположения зависят для одноименных кулачков — от числа цилиндров и чередования рабочих ходов в разных цилиндрах, для разноименных — от фаз газораспределения. Кулачки и шейки стальных распределительных валов подвергают закалке токами высокой частоты, а чугунных — отбеливанию. Кулачкам при шлифовании придают небольшую конусность, что в сочетании со сферической формой торца толкателей обеспечивает поворот толкателя во время работы.
Рис. 3. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов: а-схема, 6—детали; 1-распределительный вал, 2 — толкатель, 3- контргайка, 4- регулировочный болт, 5-сухарики, б — упорная. шайба пружины, 7- пружина клапана, 8—выпускной клапан, 9- направляющая втулка клапана, 10 — вставное седло выпускного клапана, 11 — впускной клапан
Между шестерней распределительного вала и передней опорной шейкой установлены распорная шайба и упорный фланец, который привертывается болтами к блоку цилиндров и удерживает вал от осевых перемещений.
Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала. В четырехтактных двигателях рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала. За этот период впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра должны открываться один раз, а следовательно, распределительный вал должен повернуться на один оборот. Таким образом, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня на переднем конце коленчатого вала. Шестерня коленчатого вала стальная, шестерня на распределительном валу чугунная (ЗИЛ -130) или текстолитовая (ЗМЗ -24, 3M3-53). Зубья у шестерен косые.
Рис. 4. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов (ЗИГМЗО ): 1 — шестерня распределительного вала, 2 — упорный фланец, 3 — распорное кольцо, 4-опорные шейки, 5-эксцентрик привода топливного насоса, 6 — кулачки выпускных клапанов, 7 — кулачки впускных клапанов, 8- втул-ки, 9 — впускной клапан, 10 — направляющая втулка, 11-упорная шайба, 12 — пружина, 13 — ось коромысел, 14 — коромысло, 15 — регулировочный винт, 16-стойка оси коромысел, 17 — механизм поворота выпускного клапана, 18 — выпускной клапан, 19 — штанга, 20-толкатели, 21 — шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя
Распределительные шестерни двигателя ЯМЗ -740 расположены на заднем торце блока цилиндров.
Распределительные шестерни входят в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов. Это достигается совмещением меток на зубе одной шестерни и впадине между зубьями другой шестерни.
В высокооборотных двигателях («Москвич-412», ВАЗ -2101 «Жигули») распределительный вал располагается в головке цилиндров и его кулачки воздействуют непосредственно на коромысла, которые, поворачиваясь на осях, открывают клапаны. В таком клапанном механизме нет толкателей и штанг, упрощается отливка блока цилиндров, снижается шум при работе.
Ведомая звездочка распределительного вала приводится во вращение втулочно-роликовой цепью от ведущей звездочки коленчатого вала. Устройство для натяжения цепи имеет звездочку и рычаг.
Рис. 5. Газораспределительный механизм с верхним расположением распределительного вала («Москвич-412»): а- газораспределительный механизм, б — привод газораспределительного механизма; 1 — наконечник клапана, 2 — ось коромысел выпускных клапанов, 3,6 — коромысла, 4 — распределительный вал, 5 — ось коромысел впускных клапанов, 7 — контргайка, 8 — регулировочный винт, 9 — головка цилиндров, 10 — клапаны, 11 — ведущая звездочка, 12-звездочка натяжного устройства, 13 — рычаг, 14 — ведомая звездочка, 15 — цепь, 16 — коленчатый вал
К атегория: — Устройство и работа двигателя
Распределительный вал , в сокращенном варианте распредвал – основная часть 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 . На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с . 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 .
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.
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.
В данной статье мы рассмотрим существующие виды газораспределительных механизмов. Эта информация будет очень полезна автолюбителям, особенно тем, кто самостоятельно ремонтируют свои автомобили. Ну, или пытается их ремонтировать.
Каждый ГРМ приводится в действие от коленвала. Передача усилия может осуществляться ремнем, цепью или шестерней. Каждый из этих трех видов ГРМ имеет как свои преимущества, так и недостатки.
Рассмотрим более подробно виды привода ГРМ
1. Ременной привод имеет малую шумность во время работы, но не обладает достаточной прочностью и может порваться. Последствие такого обрыва – загнутые клапана. Помимо этого слабая натяжка ремня приводит к возможности его перескока, а это чревато смещением фаз, осложненным запуском. Помимо этого сбитые фазы дадут нестабильную работу на холостом ходу, а двигатель не сможет работать с полной мощностью.
2. Цепной привод тоже может сделать «перескок», но вероятность его сильно снижается из-за особого натяжителя, который у цепного привода более мощный, чем у ременного. Цепь более надежна, но обладает некоторой шумностью, поэтому не все производители автомобилей используют ее.
3. Шестеренчатый тип ГРМ массово применялся давно, в те времена, когда распредвал размещался в блоке ДВС (нижневальный двигатель). Такие моторы сейчас мало распространены. Из их плюсов можно отметить дешевизну изготовления, простоту конструкции, высокую надежность и практический вечный, не требующий замены механизм. Из минусов – малая мощность, увеличить которую можно только увеличением объема и, соответственно, размером конструкции (например – Додж Вайпер с объемом более восьми литров).
Распределительный вал
Что это и зачем? Распредвал служит для регулировки момента открытия клапанов, которые на впуске подают топливо в цилиндры, а на фазе выпуска отводят из них выхлопные газы. На распределительном валу для этих целей расположены специальным образом эксцентрики. Работа распределительного вала напрямую связана с работой коленчатого вала , и благодаря этому впрыск топливо осуществляется в максимально полезный момент – когда цилиндр расположен в своем нижнем положении (в нижней мертвой точке), т.е. перед началом впускного тракта.
Распредвал (один или несколько – неважно) может располагаться в ГБЦ , тогда мотор называется «верхневальным», а может располагаться в самом блоке цилиндров, тогда мотор называется «нижневальным». Выше про это было написано. Обычно ими оснащают мощные американские пикапы, и некоторые дорогие автомобили с гигантским объемом двигателя, как ни странно. В таких силовых агрегатах клапана приводятся в действие штангами, идущими через весь двигатель. Эти моторы медлительны и очень инерционны, активно расходуют масло. Нижневальные двигатели – тупиковая ветвь развития моторостроения.
Виды газораспределительных механизмов
Выше мы рассмотрели виды приводов ГРМ, а теперь речь пойдет именно о видах самого газораспределительного механизма.
Механизм SOHC
Название буквально обозначает «один верхний распределительный вал». Раньше назывался просто «OHC».
Такой двигатель, как ясно уже из названия, содержит в себе один распределительный вал, расположенный головке блока цилиндров. Такой двигатель может иметь как два, так и четыре клапана в каждом цилиндре. То есть, вопреки различным мнениям, мотор SOHC может быть и шестнадцатиклапанным.
Какие же сильные и слабые стороны у таких моторов?
Двигатель функционирует относительно тихо. Тишина именно относительно двухраспредвального мотора. Хотя разница и не большая.
Простота конструкции. А значит и дешевизна. Это касается также ремонта и обслуживания.
А вот из минусов (хотя и совсем незначительных) можно отметить слабую вентиляцию мотора, оснащенного двумя клапанами на цилиндр. Из-за это мощность двигателя падает.
Второй минус есть у всех шестнадцатиклапанных моторов с одним распредвалом. Так как распредвал один, то все 16 клапанов приводятся в действие одним распредвалом, что увеличивает нагрузку на него и делает всю систему относительно хрупкой. Помимо этого из-за низкого угла фазы цилиндры хуже наполняются и вентилируются.
Механизм DOHC
Выглядит такая система практически так же, как и SOHC, а отличается вторым распредвалом, установленным рядом с первым. Один распределительный вал отвечает за приведение в действие впускных клапанов, второй, естественно, выпускных. Система не идеальна, и обладает, конечно же, своими недостатками и достоинствами, подробное их описание выходит за рамки этой статьи. Изобрели DOHC в конце прошлого века, и после этого не меняли. Стоит отметить, что вторым распределительным валом существенно усложняется и удорожается конструкция такого двигателя.
Но за то, такой двигатель расходует меньше топлива за счет лучшего наполнения цилиндров, после которого из них уходят почти все выхлопные газы. Появление такого механизма существенно увеличило КПД двигателя.
Механизм OHV
Выше по тексту уже рассматривался такой тип двигателей (нижневальный). Придумали его в начале прошлого века. Распредвал в нем располагают внизу – в блоке, а для приведения действия клапанов используются коромысла. Из преимуществ такого двигателя можно выделить более простое устройство ГБЦ, что позволяет V-образным нижневальным двигателям уменьшить их размеры. Повторим и минусы: малое число оборотов, большая инерционность, малый крутящий момент и слабая мощность, невозможность использовать четыре клапана на цилиндр (за исключением очень дорогих автомобилей).
Подведем итог
Описанные выше механизмы не являются исчерпывающим списком. Моторы, раскручивающиеся более чем 9 тысяч оборотов, например, не используют пружины под клапанными тарелками, и в таких двигателях один распредвал отвечает за открытие клапана, а второй – за закрытие, что позволяет системе не зависать на оборотах выше 14 тысяч. В основном такая система используется на мотоциклах с мощностью выше 120 л.с.
Видео о том как работает ГРМ и из чего он состоит:
Последствия обрыва ремня ГРМ на Лада Приора:
Замена ремня ГРМ на примере Форд Фокус 2:
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.
Основные части распределительного вала. Распределительный вал двигателя внутреннего сгорания: назначение, устройство, принцип действия
Окт 26 2014
Двигатель автомобиля представляет собой сложнейший механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ. От точной и бесперебойной работы распределительного вала во многом зависит нормальная работа двигателя.
Одну из самых важных функций в работе двигателя автомобиля выполняет распределительный вал, который является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ). Распредвал обеспечивает впуск-выпуск тактов работы двигателя.
В зависимости от того, каково устройство двигателя, газораспределительный механизм может иметь нижнее или верхнее расположение клапанов. На сегодняшний день чаще встречаются ГРМ с верхним расположением клапанов.
Такая конструкция позволяет ускорить и облегчить процесс обслуживания, включающий регулировку и ремонт распределительного вала, для которого потребуются запчасти на распредвал.
Устройство распределительного вала
С конструктивной точки зрения распределительный вал двигателя связан с коленвалом, что обеспечивается благодаря наличию цепи и ремня. Цепь или ремень распределительного вала надеваются на звездочку коленчатого вала или на шкив распредвала.
Такой шкив распредвала, как разрезная шестерня, считается наиболее практичным и эффективным вариантом, поэтому достаточно часто используется для тюнинга двигателей с целью увеличения их мощности.
Подшипники, внутри которых происходит вращение опорных шеек распредвала, располагаются на головке блока цилиндров. Если крепления шеек выходят из строя, для их ремонта используют ремонтные вкладыши распределительного вала.
Для того чтобы избежать осевого люфта, в конструкцию распределительного вала входят специальные фиксаторы. Непосредственно по оси вала проходит сквозное отверстие, предназначенное для смазки трущихся деталей. Это отверстие закрывается сзади при помощи специальной заглушки распределительного вала.
Важнейшей составной частью распредвала являются кулачки, количество которых указывает на количество впускных-выпускных клапанов. Кулачки отвечают за выполнение основной функции распределительного вала — регулирование фаз газораспределения двигателя и регулирование порядка работы цилиндров.
Каждый клапан оснащен кулачком. Кулачок набегает на толкатель, способствуя открыванию клапана. После того, как кулачок сходит с толкателя, мощная возвратная пружина обеспечивает закрывание клапана.
Кулачки распределительного вала находятся между опорными шейками. Газораспределительную фазу распредвала, зависящую от числа оборотов двигателя и от конструкции впускных-выпускных клапанов, определяют опытным путем. Подобные данные для конкретной модели двигателя можно найти в специальных таблицах и диаграммах, которые специально составляет производитель.
Как работает распределительный вал?
Конструктивно распредвал располагается в развале блока цилиндров. Зубчатая или цепная передача коленвала приводит в действие распредвал.
Когда распределительный вал вращается, кулачки оказывают воздействие на работу клапанов. Данный процесс будет происходить правильно только в случае строгого соответствия с порядком работы цилиндров двигателя и с фазами газораспределения.
Для того чтобы были установлены соответствующие фазы газораспределения, на приводной шкив или на распределительные шестерни наносятся специальные установочные метки. Кроме этого, необходимо, чтобы кулачки распределительного вала и кривошипы коленчатого вала находились в строго определенном положении по отношению друг к другу.
Когда установка производится по меткам, удается достичь соблюдения правильной последовательности тактов — порядка работы цилиндров двигателя, который, в свою очередь, зависит от расположения самих цилиндров, а также от особенности конструкции коленчатого и распределительного валов.
Рабочий цикл двигателя
Рабочим циклом двигателя называется период, за время которого впускной и выпускной клапаны открываются по одному разу. Как правило, период проходит за два оборота коленвала. За это время распределительный вал, шестерня которого имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, делает один оборот.
Количество распределительных валов в двигателе
На количество распредвалов непосредственно влияет конфигурация двигателя. Двигатели, которые отличаются рядной конфигурацией, а также имеют одну пару клапанов на цилиндр, оснащаются одним распределительным валом. Если для каждого цилиндра предусмотрено по четыре клапана, двигатель оборудуется двумя распредвалами.
Двигатели оппозитные и V-образные отличаются наличием одного распредвала в развале либо имеют два распределительных вала, каждый из которых находится в головке блока. Бывают и исключения из общепринятых правил, связанные в первую очередь с конструктивными особенностями двигателя.
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.
Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя масляного насоса.
Принцип действия и устройство распредвала
Распределительный вал соединяется с коленвалом при помощи цепи или ремня, надетого на шкив распредвала и звездочку коленчатого вала. Вращательные движения вала в опорах обеспечивают специальные подшипники скольжения, благодаря этому вал воздействует на клапана, запускающие работу клапанов цилиндров. Этот процесс происходит в соответствии с фазами образования и распределения газов, а также рабочим циклом двигателя.
Установка фаз распределения газов происходит согласно установочным меткам, которые имеются на шестернях или шкиве. Правильная установка обеспечивает соблюдение последовательности наступления рабочих циклов двигателя.
Основной деталью распредвала являются кулачки. При этом количество кулачков, которыми оснащается распредвал, зависит от количества клапанов. Основное назначение кулачков – осуществление регулировки фаз процесса газообразования. В зависимости от типа конструкции ГРМ кулачки могут взаимодействовать с коромыслом или толкателем.
Кулачки устанавливаются между опорными шейками, по два на каждый цилиндр двигателя. Распредвалу во время работы приходится преодолевать сопротивление пружин клапанов, которые служат возвратным механизмом, приводя клапана в исходное (закрытое) положение.
На преодоление этих усилий расходуется полезная мощность двигателя, поэтому конструкторы постоянно думают, как можно уменьшить потери мощности.
Для того чтобы уменьшить трение между толкателем и кулачком, толкатель может оснащаться специальным роликом.
Помимо этого, разработан специальный десмодромный механизм, в котором реализована беспружинная система.
Опоры распределительных валов оснащены крышками, при этом передняя крышка является общей. Она имеет упорные фланцы, которые соединяются с шейками валов.
Распредвал изготавливается одним из двух способов – ковкой из стали или литьем из чугуна.
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.
- износ кулачков, что ведет к появлению стука сразу только при запуске, а потом и все время работы двигателя;
- износ подшипников;
- механическая поломка одного из элементов вала;
- проблемы с регулировкой подачи топлива, из-за чего возникает асинхронность взаимодействия распредвала и клапанов цилиндров;
- деформация вала, ведущая к осевому биению;
- некачественное моторное масло, изобилующее примесями;
- 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.свобождение камеры от выхлопных газов, имеет смысл начать открывать впускной клапан. Что и происходит при использовании тюнингового распредвала.
ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДВАЛА
Известно, что среди главных характеристик распредвала конструкторы форсированных двигателей часто используют понятие продолжительности открывания. Дело в том, что именно этот фактор непосредственно влияет на производимую мощность двигателя. Так, чем клапаны дольше открыты, тем мощнее агрегат. Таким образом, получается максимальная скорость двигателя. Например, когда продолжительность открытия составляет больше стандартного показателя, то двигатель сможет выработать дополнительную максимальную мощность, которая будет получаться от работы агрегата на низких оборотах. Известно, что для гоночных автомобилей максимальная скорость двигателя является приоритетной целью. Что касается классических машин, то при их разработке силы инженеров направлены на крутящий момент при низких оборотах и приемистость.
Увеличение мощности может также зависеть от увеличения подъема клапана, которое может прибавить максимальную скорость. С одной стороны, дополнительная скорость будет получаться при помощи короткой продолжительности открывания клапанов. С другой стороны, приводы клапанов имеют не такой простой механизм. Например, при высоких скоростях движения клапанов у двигателя не получится выработать дополнительную максимальную скорость. В соответствующем разделе нашего сайта вы сможете найти статью про основные особенности системы выпуска выхлопных газов. Так, при низкой продолжительности открывания клапана после закрытого положения клапану остается меньше времени, чтобы добраться до исходной позиции. После продолжительность становится еще меньше, что, главным образом, отражается на выработке дополнительной мощности. Дело в том, что в этот момент требуются клапанные пружины, у которых будет как можно больше усилий, что считается невозможным.
Стоит отметить, что сегодня существует понятие надежного и практичного подъема клапана. В этом случае величина подъема должна быть более 12,7 миллиметров, что обеспечит высокую скорость открывания и закрывания клапанов. Продолжительность такта насчитывает от 2 850 оборотов в минуту. Однако такие показатели создают нагрузку на механизмы клапана, что в итоге приводит к недолгой службе клапанных пружин, стержней клапанов и кулачков распредвала. Известно, что вал с высокими показателями скорости подъема клапанов работают без сбоя первое время, например, до 20 тысяч километров. Все же сегодня автопроизводители разрабатывают такие двигательные системы, где распредвал имеет одинаковые показатели продолжительности открывания клапанов и их подъема, что заметно увеличивает их срок службы.
Кроме того, на мощность двигателя влияет такой фактор, как открывание и закрывание клапанов по отношению к положению распредвала. Так, фазы распределения распредвала можно найти в таблице, которая к нему прилагается. Согласно этим данным, можно узнать об угловых положениях распредвала в момент открытия и закрытия клапанов. Все данные обычно берутся в момент поворота коленчатого вала до и после верхней и нижней мертвых точек, указываются в градусах.
Что касается продолжительности открывания клапанов, то она рассчитывает, согласно фазам распределения газа, которые указаны в таблице. Обычно в этом случае нужно суммировать момент открывания, момент закрывания и прибавить 1 800. Все моменты указываются в градусах.
Теперь стоит разобраться с соотношением фаз распределения газа мощности и распредвала. В этом случае представим, что один распредвал будет А, другой – В. Известно, что оба этих вала имеют аналогичные формы впускных и выпускных клапанов, а также схожую продолжительность открывания клапанов, которая составляет 2 700 оборотов. В данном разделе нашего сайта вы сможете найти статью троит двигатель: причины и методы устранения. Обычно такиераспредвалы называются конструкциями с одним профилем. Все же между этими распредвалами есть некоторые отличия. Например, у вала А кулачки расположены так, что впускной открывается за 270 до верхней мертвой точки, а закрывается в 630 после нижней мертвой точки.
Что касается выпускного клапана вала А, то он открывается в 710 до нижней мертвой точки и закрывается за 190 после верхней мертвой точки. То есть, фазы газораспределения выглядят следующим образом: 27-63-71 – 19. Что касается вала В, то у него прослеживается другая картина: 23 o67 — 75 -15. Вопрос: Как валы А и В могут повлиять на мощность двигателя? Ответ: вал А создаст дополнительную максимальную мощность. Все же стоит отметить, что двигатель будет иметь характеристики хуже, кроме того, у него будет прослеживаться более узкая кривая мощности по сравнению с валом В. Сразу стоит отметить, что на такие показатели никак не влияет продолжительность открывания и закрывания клапанов, так как она, как мы отметили выше, одинакова. На самом деле на такой результат влияют изменения в фазах распределения газа, то есть, в углах, находящихся между центрами кулачков в каждом распределительном вале.
Этот угол представляет собой угловое смещение, которое происходит между впускным и выпускным кулачками. Стоит отметить, что в этом случае данные будут указываться в градусах поворота распределительного вала, а не в градусах поворота коленчатого вала, которые указывались ранее. Так, перекрытие клапанов зависит, главным образом, от угла. Например, в момент уменьшения угла между центрами клапанов впускной и выпускной клапаны будут перекрываться больше. Кроме того, в момент увеличения продолжительности открывания клапанов, их перекрытие тоже повышается.
Механизм газораспределения D0HC четырехтактного двигателя представляет собой усовершенствование схемы SOHC и предназначен для устранения единственной оставшейся возвратно-поступательно движущейся массы коромысел (хотя при этом придется вернуть толкатели). Вместо единственного центрального распредвала используется пара, размешенная непосредственно над стержнями клапанов (см. рис. 1. (см. ниже)
1.Типичная конструкция механизма газораспределения с двумя верхними распределительными валами
В такой конструкции используются два распределительных вала, один над каждым клапаном или рядом клапанов. Клапан открывается посредством толкателя «чашеобразного ” типа, при этом регулировка зазора осуществляется с использованием шайб. В такой конструкции остались только самые необходимые детали привода газораспределительного механизма.
Для привода газораспределительного механизма используется цепной привод — наиболее традиционный и дешевый в изготовлении, хотя известна (но пока широко не распространена) конструкция, следующая за тенденциями в автомобильной промышленности, в которой вместо цепной передачи используются шкив и зубчатый ремень. Примерами использования такой конструкции могут служить Honda JGoldwing, Pan European, Moto Guzzi Daytona, Centauro и ряд мотоциклов компании Ducati. Среди преимуществ ременной передачи можно перечислить следующие: они менее шумные, не растягиваются, как цепи, а шкивы не изнашиваются подобно звездочкам, хотя замену ремня следует производить чаще.
Другой способ привода распредвалов используется на моделях VFR фирмы Honda и представляет собой зубчатую передачу с приводом от коленчатого вала (см. рис. 2). При использовании такой конструкции отпадает потребность в натяжителе, она также работает тише цепной, хотя шестерни зубчатой передачи подвержены износу.
2.Механизм газораспределения с шестеренчатым приводом .
Толкатели распредвала, выполненные в форме «чаши’. работают в расточках головки цилиндров. При использовании «чашеобразных» толкателей зазор в клапанах регулируется с помощью небольших круглых подкладок, называемых регулировочными шайбами. Поскольку сами шайбы выпопняются нерегулируемыми, их необходимо заменять шайбами различной толщины до восстановления правильного зазора. На одних двигателях шайба практически совпадает с диаметром толкателя и устанавливается в гнездо, которое находится в верхней части толкателя; такую конструкцию называют «толкателем с регулировочными шайбами сверху» (см. Рис.3). Шайбу можно заменить, удерживая толкатель в нижнем положении, при помощи специального приспособления так, чтобы образовался зазор между толкателем и распредвалом, достаточный для снятия и установки шайбы.
3.Типичный механизм привода газораспределения типа DOHC в разрезе, показывавшем устройство чашеобразных толкателей с регулировочными шайбами сверху
На других двигателях шайба намного меньше и располагается под толкателем в центре держателя пружины клапана. При этом она опирается непосредственно на торец стержня клапана: такую конструкцию называют «толкателем с регулировочными шайбами снизу» (см. рис. 4).
4.Типичный механизм привода газораспределения типа DOHC в разрезе, показывающем устройство чашеобразных толкателей с регулировочными шайбами снизу
Таким образом, масса деталей, перемещающихся возвратнопоступательно, при использовании небольших прокладок снижается еще сильнее, но появляется необходимость демонтажа распредвала при каждой процедуре регулировки зазора в клапанах, что повышает стоимость и трудоемкостъ обслуживания. Для того, чтобы избежать трудностей, связанных с необходимостью применения специальных приспособлений или демонтажа распредвала, на некоторых двигателях с газораспределительным механизмом DOHC вместо «чашеобразных толкателей» используют небольшие легкие коромысла {см. рис. 5).
5. Механизм привода газораспределения типа DOHC демонстрирующий не прямое воздействие на клапан при помощи коротких коромысел или рокеров, которые позволяют упростить регулировку зазоров в клапанном механизме
На некоторых двигателях с подобной схемой коромысла снабжены традиционным регулировочным винтом и контргайкой. На других коромысла опираются на небольшую шайбу, расположенную по центру держате ля пружины клапана, а сами коромысла установлены на валах, длина которых превышает ширину коромысла. Для удержания коромысла над клапаном на валу расположена пружина. Для замены регулировочной шайбы коромысла сдвигаются в сторону пружины так, чтобы шайбу можно было вынуть…….
……продолжение в следующей статье
Распределительный вал или попросту распредвал в газораспределительном механизме обеспечивает выполнение основной функции – своевременного открытия и закрытия клапанов, за счет чего производится приток свежего воздуха и выпуск отработавших газов. В общем виде распределительный вал управляет процессом газообмена в двигателе.
Для уменьшения инерционных нагрузок, увеличения жесткости элементов газораспределительного механизма распределительный вал должен располагаться как можно ближе к клапанам. Поэтому стандартное положение распредвала на современном двигателе в головке блока цилиндров – т.н. верхнее расположение распределительного вала .
В газораспределительном механизме используется один или два распределительных вала на ряд цилиндров. При одновальной схеме обслуживаются впускные и выпускные клапаны (два клапана на цилиндр ). В двухвальном газораспределительном механизме один вал обсуживает впускные клапаны, другой – выпускные (два впускных и два выпускных клапана на цилиндр ).
Основу конструкции распределительного вала составляют кулачки . На каждый клапан используется, как правило, один кулачок. Кулачок имеет сложную форму, которая обеспечивает открытие и закрытие клапана в установленное время, и его подъем на определенную высоту. В зависимости от конструкции газораспределительного механизма кулачок взаимодействует либо с толкателем, либо с коромыслом.
При работе распределительного вала кулачки вынуждены преодолевать усилия возвратных пружин клапанов и силы трения от взаимодействия с толкателями. На все это расходуется полезная мощность двигателя. Указанных недостатков лишена беспружинная система, реализованная в десмодромном механизме . Для уменьшения силы трения между кулачком и толкателем плоская поверхность толкателя может заменяться роликом . В отдаленной перспективе использование магнитной системы для управления клапанами, обеспечивающей полный отказ от распределительного вала.
Распределительный вал изготавливается из чугуна (литьем) или стали (ковкой). Распредвал вращается в опорах, которые представляют собой подшипники скольжения. Число опор на одно превышает число цилиндров. Опоры, в основном, разъемные, реже – неразъемные (выполнены как одно целое с головкой блока). В опорах, выполненных в чугунной головке, используются тонкостенные вкладыши, которые при изнашивании заменяются.
От продольного перемещения распредвал удерживают упорные подшипники, располагающиеся около приводной шестерни (звездочки). Распределительный вал смазывается под давлением. Предпочтительным является индивидуальный подвод масла к каждому подшипнику. Значительно повышается эффективность газораспределительного механизма с использованием различных систем изменения фаз газораспределения , которые позволяют добиться повышения мощности, топливной экономичности, снижения токсичности отработавших газов. Различают несколько подходов к изменению фаз газораспределения:
- поворот распределительного вала на различных режимах работы;
- использования нескольких кулачков с различным профилем на один клапан;
- изменение положения оси коромысла.
Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала двигателя . В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания привод обеспечивает вращение коленчатого вала со скоростью в два раза медленнее коленчатого вала.
На двигателях легковых автомобилей привод распределительного вала осуществляется с помощью цепной или ременной передачи. Данные виды привода на равных используются как в бензиновых двигателях, так и дизелях. Ранее для привода использовалась шестеренная передача, но ввиду громоздкости и повышенного шума перестала применяться.
Цепной привод объединяет металлическую цепь, которая обегает звездочки на коленчатом и распределительном валу. Помимо этого в приводе используются натяжитель и успокоитель. Цепь состоит из звеньев, соединенных шарнирами. Одна цепь может обслуживать два распределительных вала.
Цепной привод распределительного вала достаточно надежный, компактный, может использоваться на больших межосевых расстояниях. Вместе с тем, износ шарниров при эксплуатации, приводит к растяжению цепи, последствия которого могут быть самые печальные для ГРМ. Не спасают даже натяжитель с успокоителем. Поэтому цепной привод требует регулярного контроля состояния.
В ременном приводе распределительного вала используется зубчатый ремень, который охватывает соответствующие зубчатые шкивы на валах. Приводной ремень оборудуется натяжным роликом. Ременный привод компактный, почти бесшумный, достаточно надежный, что делает его популярным у производителей. Современные зубчатые ремни имеют значительный ресурс — до 100 тыс. км пробега и более.
Привод распределительного вала может использоваться для привода и других устройств – масляного насоса , топливного насоса высокого давления , распределителя зажигания.
Основной функцией распределительного вала (распредвала) является обеспечение открытия/закрытия впускных и выпускных клапанов, при помощи которых осуществляется подача ТВС (топливовоздушной смеси) и вывод образовавшихся газов. Распредвал является главной деталью ГРМ (газораспределительного механизма), принимающей участие в сложном процессе газообмена в автомобильном двигателе.
Современный ГРМ может оснащаться одним или двумя распредвалами. В механизме с одним валом сразу обслуживаются все клапаны впуска и выпуска (по 1 клапану впуска и выпуска на цилиндр). В механизме, оснащенном двумя валами, один распредвал запускает клапаны впуска, другой вал — клапаны выпуска (по 2 клапана впуска и выпуска на цилиндр).
Расположение газораспределительного механизма напрямую зависит от типа автомобильного двигателя. Различают ГРМ с верхним клапанным расположением (в цилиндровом блоке) и с нижним клапанным расположением (в головке цилиндрового блока).
Наиболее распространенным вариантом является верхнее расположение, благодаря чему возможно осуществить эффективную настройку и обслуживание распределительного вала.
Принцип действия и устройство распредвала
Установка фаз распределения газов происходит согласно установочным меткам, которые имеются на шестернях или шкиве. Правильная установка обеспечивает соблюдение последовательности наступления рабочих циклов двигателя.
Основной деталью распредвала являются кулачки. При этом количество кулачков, которыми оснащается распредвал, зависит от количества клапанов. Основное назначение кулачков — осуществление регулировки фаз процесса газообразования. В зависимости от типа конструкции ГРМ кулачки могут взаимодействовать с коромыслом или толкателем.
«Nockenwelle ani». Под лицензией Public domain с сайта Викисклада — https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nockenwelle_ani.gif#mediaviewer/File:Nockenwelle_ani.gif
Кулачки устанавливаются между опорными шейками, по два на каждый цилиндр двигателя. Распредвалу во время работы приходится преодолевать сопротивление пружин клапанов, которые служат возвратным механизмом, приводя клапана в исходное (закрытое) положение.
На преодоление этих усилий расходуется полезная мощность двигателя, поэтому конструкторы постоянно думают, как можно уменьшить потери мощности.
Для того чтобы уменьшить трение между толкателем и кулачком, толкатель может оснащаться специальным роликом.
Помимо этого, разработан специальный десмодромный механизм , в котором реализована беспружинная система.
Опоры распределительных валов оснащены крышками, при этом передняя крышка является общей. Она имеет упорные фланцы, которые соединяются с шейками валов.
Распредвал изготавливается одним из двух способов — ковкой из стали или литьем из чугуна.
Системы фаз газораспределения
Как уже было сказано выше, количество распредвалов соответствует типу двигателя.
В рядных двигателях с одной парой клапанов (по одному клапану впуска и выпуска) цилиндр оснащается только одним валом. В рядных двигателях с двумя парами клапанов установлено два вала.
В настоящее время современные двигатели могут быть оснащены различными системами фаз газораспределения:
- VVT-i. В подобной технологии фазы регулируются поворотом распределительного вала по отношению к звездочке на приводе
- Valvetronic. Технология позволяет регулировать высоту подъема клапанов за счет смещения оси вращения коромысла
- VTEC. Данная технология предполагает регулирование фаз распределения газов за счет использования кулачков на регулируемом клапане
Итак, подытожим… распредвал, являясь основным звеном газораспределительного механизма, обеспечивает своевременное и точное открытие клапанов двигателя. Это обеспечивается точной подгонкой формы кулачков, которые надавливая на толкатели, заставляют клапана двигаться.
назначение, устройство, принцип действия. Всё про распредвал (распределительный вал) Конструкция распределительных валов их привод и монтаж
Окт 26 2014
Двигатель автомобиля представляет собой сложнейший механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ. От точной и бесперебойной работы распределительного вала во многом зависит нормальная работа двигателя.
Одну из самых важных функций в работе двигателя автомобиля выполняет распределительный вал, который является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ). Распредвал обеспечивает впуск-выпуск тактов работы двигателя.
В зависимости от того, каково устройство двигателя, газораспределительный механизм может иметь нижнее или верхнее расположение клапанов. На сегодняшний день чаще встречаются ГРМ с верхним расположением клапанов.
Такая конструкция позволяет ускорить и облегчить процесс обслуживания, включающий регулировку и ремонт распределительного вала, для которого потребуются запчасти на распредвал.
Устройство распределительного вала
С конструктивной точки зрения распределительный вал двигателя связан с коленвалом, что обеспечивается благодаря наличию цепи и ремня. Цепь или ремень распределительного вала надеваются на звездочку коленчатого вала или на шкив распредвала.
Такой шкив распредвала, как разрезная шестерня, считается наиболее практичным и эффективным вариантом, поэтому достаточно часто используется для тюнинга двигателей с целью увеличения их мощности.
Подшипники, внутри которых происходит вращение опорных шеек распредвала, располагаются на головке блока цилиндров. Если крепления шеек выходят из строя, для их ремонта используют ремонтные вкладыши распределительного вала.
Для того чтобы избежать осевого люфта, в конструкцию распределительного вала входят специальные фиксаторы. Непосредственно по оси вала проходит сквозное отверстие, предназначенное для смазки трущихся деталей. Это отверстие закрывается сзади при помощи специальной заглушки распределительного вала.
Важнейшей составной частью распредвала являются кулачки, количество которых указывает на количество впускных-выпускных клапанов. Кулачки отвечают за выполнение основной функции распределительного вала — регулирование фаз газораспределения двигателя и регулирование порядка работы цилиндров.
Каждый клапан оснащен кулачком. Кулачок набегает на толкатель, способствуя открыванию клапана. После того, как кулачок сходит с толкателя, мощная возвратная пружина обеспечивает закрывание клапана.
Кулачки распределительного вала находятся между опорными шейками. Газораспределительную фазу распредвала, зависящую от числа оборотов двигателя и от конструкции впускных-выпускных клапанов, определяют опытным путем. Подобные данные для конкретной модели двигателя можно найти в специальных таблицах и диаграммах, которые специально составляет производитель.
Как работает распределительный вал?
Конструктивно распредвал располагается в развале блока цилиндров. Зубчатая или цепная передача коленвала приводит в действие распредвал.
Когда распределительный вал вращается, кулачки оказывают воздействие на работу клапанов. Данный процесс будет происходить правильно только в случае строгого соответствия с порядком работы цилиндров двигателя и с фазами газораспределения.
Для того чтобы были установлены соответствующие фазы газораспределения, на приводной шкив или на распределительные шестерни наносятся специальные установочные метки. Кроме этого, необходимо, чтобы кулачки распределительного вала и кривошипы коленчатого вала находились в строго определенном положении по отношению друг к другу.
Когда установка производится по меткам, удается достичь соблюдения правильной последовательности тактов — порядка работы цилиндров двигателя, который, в свою очередь, зависит от расположения самих цилиндров, а также от особенности конструкции коленчатого и распределительного валов.
Рабочий цикл двигателя
Рабочим циклом двигателя называется период, за время которого впускной и выпускной клапаны открываются по одному разу. Как правило, период проходит за два оборота коленвала. За это время распределительный вал, шестерня которого имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, делает один оборот.
Количество распределительных валов в двигателе
На количество распредвалов непосредственно влияет конфигурация двигателя. Двигатели, которые отличаются рядной конфигурацией, а также имеют одну пару клапанов на цилиндр, оснащаются одним распределительным валом. Если для каждого цилиндра предусмотрено по четыре клапана, двигатель оборудуется двумя распредвалами.
Двигатели оппозитные и V-образные отличаются наличием одного распредвала в развале либо имеют два распределительных вала, каждый из которых находится в головке блока. Бывают и исключения из общепринятых правил, связанные в первую очередь с конструктивными особенностями двигателя.
«Механизм газораспределения двигателя»
Цель работы: изучить назначение, устройство, принцип действия, конструкцию газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя.
Ход работы:
Газораспределительным называется механизм, осуществляющий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.
Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для своевременного впуска горючей смеси или воздуха в цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров отработавших газов. В двигателях автомобилей применяются газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов позволяет увеличить степень сжатия двигателя, улучшить наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и упростить техническое обслуживание двигателя в эксплуатации. Двигатели автомобилей могут иметь газораспределительные механизмы различных типов (рисунок 1 ), что зависит от компоновки двигателя и, главным образом, от взаимного расположения коленчатого вала, распределительного вала и впускных и выпускных клапанов. Число распределительных валов зависит от типа двигателя.
При верхнем расположении распределительный вал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов производится непосредственно от распределительного вала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.
Верхнее расположение распределительного вала упрощает конструкцию двигателя, уменьшает массу и инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей механизма и обеспечивает высокую надежность и бесшумность его работы при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.
Цепной и ременный приводы распределительного вала также обеспечивают бесшумную работу газораспределительного механизма.
При нижнем расположении распределительный вал устанавливается в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Открытие и закрытие клапанов производится от распределительного вала через толкатели штанги и коромысла. Привод распределительного вала осуществляется с помощью шестерен от коленчатого вала. При нижнем расположении распределительного вала усложняется конструкция газораспределительного механизма и двигателя. При этом возрастают инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределительного механизма. Число распределительных валов в газораспределительном механизме и число клапанов на один цилиндр зависят от типа двигателя. Так, при большем числе впускных и выпускных клапанов обеспечивается лучшие наполнение цилиндров горючей смесью и их очистка от отработавших газов . В результате двигатель может развивать большие мощность и крутящий момент. При нечетном числе клапанов на цилиндр число впускных клапанов на один клапан больше, чем выпускных.
Конструкция и работа газораспределительного механизма
Газораспределительные механизмы независимо от расположения распределительных валов в двигателе включают в себя клапанную группу , передаточные детали и распределительные валы с приводом .
В клапанную группу входят впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки клапанов и пружины клапанов с деталями крепления.
Передаточными деталями являются толкатели, направляющие втулки толкателей, штанги толкателей, коромысла, ось коромысел, рычаги привода клапанов, регулировочные шайбы и регулировочные болты. Однако при верхнем расположении распределительного вала толкатели, направляющие втулки и штанги толкателей, коромысла и ось коромысел обычно отсутствуют.
На рисунке 2 представлен газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением клапанов, с верхним расположением распределительного вала с цепным приводом и с двумя клапанами на цилиндр. Он состоит из распределительного вала 14 с корпусом 13 подшипников, привода распределительного вала, рычагов 11 привода клапанов, опорных регулировочных болтов 18 клапанов 1 и 22, направляющих втулок 4, пружин 7 и 8 клапанов с деталями крепления.
Рисунок 2 – Газораспределительный механизм легкового автомобиля с цепным приводом
1, 22 – клапаны; 2 – головка; 3 – стержень; 4, 20 – втулки; 5 – колпачок; 6 – шайбы; 7, 8, 17 – пружины; 9 – тарелка; 10 – сухарь; 11 – рычаг; 12 – фланец; 13 – корпус; 14 – распределительный вал; 15 – шейка; 16 – кулачок; 18 – болт; 19 – гайка; 21 – пластина; 23 – кольцо; 24, 27, 28 – звездочки; 25 – цепь; 26 – успокоитель; 29 – палец; 30 – башмак; 31 – натяжное устройство
Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал – пятиопорный, отлит из чугуна. Он имеет опорные шейки 15 и кулачки 16 (впускные и выпускные). Внутри вала проходит канал, через который подводится масло от средней опорной шейки к другим шейкам и кулачкам. К переднему торцу вала крепится ведомая звездочка 24 цепного привода. Вал устанавливается в специальном корпусе 13 подшипников, отлитом из алюминиевого сплава, который закреплен на верхней плоскости головки блока цилиндров. От осевых перемещений распределительный вал фиксируется упорным фланцем 12, который входит в канавку передней опорной шейки вала и прикрепляется к торцу корпуса подшипников.
Привод распределительного вала осуществляется через установленную на нем ведомую звездочку 24 двухрядной роликовой цепью 25 от ведущей звездочки 28 коленчатого вала. Этой цепью также вращается звездочка 27 вала привода масляного насоса. Привод распределительного вала имеет полуавтоматический натяжной механизм, состоящий из башмака и натяжного устройства. Цепь натягивается башмаком 30, на который воздействуют пружины натяжного устройства 31. Для гашения колебаний ведущей ветви цепи служит успокоитель 26. Башмак и успокоитель имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. Ограничительный палец 29 предотвращает спадание цепи при снятии на автомобиле ведомой звездочки распределительного вала.
Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапаны установлены в головке блока цилиндров в один ряд под углом к вертикальной оси цилиндров двигателя. Впускной клапан 1 для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью имеет головку большего диаметра, чем выпускной клапан. Он изготовлен из специальной хромистой стали, обладающей высокой износостойкостью и теплопроводностью. Выпускной клапан 22 работает в более тяжелых температурных условиях, чем впускной. Он выполнен составным. Его головку делают из жаропрочной хромистой стали, а стержень – из специальной хромистой стали.
Каждый клапан состоит из головки 2 и стержня 3. Головка имеет конусную поверхность (фаску), которой клапан при закрытии плотно прилегает к седлу из специального чугуна, установленному в головке блока цилиндров и имеющему также конусную поверхность.
Стержень клапана перемещается в чугунной направляющей втулке 4, запрессованной и фиксируемой стопорным кольцом 23 в головке блока цилиндров, обеспечивающей точную посадку клапана. На втулку надевается маслоотражательный колпачок 5 из маслостойкой резины. Клапан имеет две цилиндрические пружины: наружную 8 и внутреннюю 7. Пружины крепятся на стержне клапана с помощью шайб 6, тарелки 9 и разрезного сухаря 10. Клапан приводится в действие от кулачка распределительного вала стальным кованным рычагом 11, который опирается одним концом на регулировочный болт 18, а другим – на стержень клапана. Регулировочный болт имеет сферическую головку. Он ввертывается в резьбовую втулку 20, закрепленную в головке блока цилиндров и застопоренную пластиной 21, и фиксируется гайкой 19. Регулировочным болтом устанавливается необходимый зазор между кулачком распределительного вала и рычагом привода клапана, равный 0,15 мм на холодном двигателе и 0,2 мм на горячем двигателе (прогретом до 75…85 °C). Пружина 17 создает постоянный контакт между концом рычага привода и стержнем клапана.
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.
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.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.
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.
Замена распределительного вала
Распределительный вал — устройство, обеспечивающее открытие/закрытие клапанов:
- впускных, через которые происходит подача топливной смеси;
- выпускных, осуществляющих выпуск отработанных газов.
Это главная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), принимающего активное участие в работе автомобильного двигателя.
Устройство и принцип действия
Распределительный вал представляет собой штангу с кулачками и опорными шейками. Количество кулачков соответствует количеству клапанов.
Элемент соединен с коленчатым валом при помощи зубчатого ремня или цепи. Ременная передача тише работает, дешевле стоит, но нуждается в регулярной замене (60-90 тыс. км). Цепная передача шумная, дорого стоит, не требует частого обслуживания, отличается продолжительным сроком службы.
В движение распредвал приводят специальные подшипники скольжения. Вращаясь, элемент регулирует фазы процесса газообразования в соответствии с рабочим циклом двигателя.
При воздействии на клапаны распределительному валу приходится преодолевать сопротивление пружин, которые являются возвратным механизмом. А весь рабочий процесс протекает в условиях повышенного давления и температуры. И, несмотря на то, что запчасть изготавливается литьем из чугуна или ковкой из стали, замена распределительного вала рано или поздно все равно понадобится.
Возможные неисправности
Поломки в основном случаются по следующим причинам:
- Естественный износ. Об этом «сообщит» равномерный стук в верхней части ГБЦ, немного усиливающийся после прогревания мотора. Как правило, данные проблемы возникают в случае пробега, превышающего рабочий ресурс распределительного вала. Реже причиной является заводской брак, когда один из кулачков износился быстрее остальных. Износ ускоряет низкое давление масла, в результате чего отсутствует необходимая для нормального функционирования масляная пленка. Важно постоянно следить за данным параметром.
- Поломка. Признаком является также стук с последующим отказом цилиндров. Причина — усталость металла. Также проблемы могут возникнуть в результате перекоса ослабшего ремня, который вовремя не заменили, или обрыва цепи. Данная неисправность становится причиной нарушения фаз ГРМ и разрушения распределительного вала, когда клапаны ударятся о поршень. В этом случае замена распредвала неизбежна. Поломка имеет более серьезные последствия, чем износ. Когда инцидент случается на ходу, обломок распредвала сразу останавливается, а коленвал продолжает вращение и происходит загиб клапанов.
Что делать
Продлить срок эксплуатации поможет своевременная диагностика, использование качественных смазочных материалов. При наступлении срока замены ее необходимо произвести, так как ремонт ГРМ обойдется куда дороже. Разумеется, проводить столь сложный ремонт должны опытные специалисты. Кроме того, замена распределительного вала требует наличия большого количества не только слесарного, но и измерительного инструмента.
Обратившись в автосервис MT-AVTO, вы получите гарантию на оказанные услуги. Ответственность за качество ремонта возложена на плечи квалифицированных и опытных автомехаников. При этом специалисты строго соблюдают технологию производства и учитывают рекомендации производителей. Кроме этого, залогом высокого качества услуг является повторная диагностика автомобиля, проводимая после замены запчастей.
При необходимости наши эксперты проконсультируют вас относительно выбора нового распредвала.
Распредвал и его функции.
Принцип работы распределительного вала. Рассмотрим поподробнее.
Распределительный вал или в сокращении распредвал — является одним из основных составляющих газораспределительного механизма. Выглядит как длинный вал с выступами, так называемыми «кулачками» по всей своей длине и занимает очень важное место в работе двигателя. Именно благодаря ему происходит формирование характера вашего мотора.
Теперь рассмотрим поподробнее:
Распределительный вал служит синхронизатором тактов работы двигателя, выполняет функцию своевременного закрытия и конечно открытия выпускных и впускных клапанов. Как же ему это удается? Мы уже упоминали ранее о «кулачках» расположенных на распредвале, они и продавливают клапан, нажимая на его толкатель. После этого «кулачек» продолжая вращение, высвобождает толкатель, и он закрывается под мощным давлением пружинки клапана.
Стоит упомянуть, что сверху на пружине устанавливается тарелка пружины клапана и фиксируется специальным фиксатором, а сверху устанавливается толкатель. Распредвал для каждого мотора тоже выбирается не случайно, как правило, в серийных автомобилях он имеет усредненные показатели. Что в свою очередь может сказываться на тяге мотора при эксплуатации на низких оборотах. Количество «кулачков» (технически лучше будет сказать эксцентриков) всегда будет соответствовать количеству клапанов впуска и выпуска.
Распредвалов не бывает мало, скажет обыватель. Тут мы внесем ясность. Действительно в вашем автомобиле может быть установлен как один, два, так и четыре распредвала. Все зависит от конструкции, а вследствие и стоимости автомобиля.
Рассмотрим на примере распространенного в Москве и Московской области автомобиля BMW X6. Модификация xDrive 50i мотор N63B44A с объемом двигателя 4,4 литра и 408 л.с. Мотор V-образный с двумя головками блока цилиндров, установлено:
И еще:
8 поршней, по 4 в каждой головке.
32 клапана из которых 16 на впуск и 16 на выпуск
2 впускных распредвала с 1 по 4 и с 5 по 8 цилиндр
2 выпускных распредвала с 1 по 4 и с 5 по 8 цилиндр
Внушительно, не правда ли? Это означает, что конструкция мотора прямым образом влияет на его содержание. Чем мощнее и тяговитее мотор, тем сложнее его устройство. Тем большего ухода и контроля он потребует от своего владельца.
Распределительный вал вращается коленвалом при помощи ременной или цепной передачи. Рабочий процесс осуществляется в головке блока цилиндров, как с применением подшипников, так и без них.
Все о распределительном вале (видео):
Как делают распредвал (видео):
Замена распредвалов на Шкода Суперб 1.8Т (видео):
ᐉ Блок Mepart » статьи про запчасти, замену запчастей и ремонт автомобилей
Распредвал это одна из незаменимых частей двигателя любого автомобиля. Благодаря ему, в нужное время срабатывают клапаны, через которые в движок поступает топливная смесь и удаляются продукты ее сгорания. Конструкция этой запчасти достаточно проста и давно доведена до совершенства в процессе оптимизации конструкции ДВС. Деталь отличается достаточно высокой надежностью несмотря на постоянное воздействие высоких нагрузок.
Конструкция распредвала и принцип работы
Любому автомобилисту важно знать, что такое распредвал в автомобиле. От этой детали во многом зависит правильная работа двигателя. Конструкция ее относительно проста – это цельнометаллическая трубка неправильной формы. Производят ее методом литья, либо штамповки. В качестве материала обычно используется прочная сталь с легирующими присадками.
В изделии можно выделить несколько наиболее значимых частей:
1. Кулачки. Это каплевидные выступы, которые непосредственно контактируют с толкателями клапанов. Для каждого предусмотрен отдельный выступ. Во время вращения вала кулачки нажимают на толкатель, что приводит к срабатыванию связанного с ним клапана.
2. Опорные шейки. На них размещают подшипники посредством которых распредвал «опирается» на двигатель. На торцах располагают сальники, они обеспечивают дополнительную герметизацию.
3. Каналы для масла. Предназначены для подачи смазочного материала к тем частям, которые подвергаются наибольшим механическим нагрузкам (кулачки, подшипники). Без дополнительной смазки вал быстро выйдет из строя.
Большинство современных распредвалов являются цельными, сборные конструкции встречаются крайне редко. Принцип работы устройства также несложен – оно вращается синхронно с коленвалом, так как соединяется с ним посредством ременной, зубчатой либо цепной передачи. За счет этого достигается синхронизация и с другими деталями (клапаны, поршни).
Где стоит распредвал, зависит от конструкции конкретной модели движка. В большинстве современных моделей его устанавливают над головкой блока цилиндров. В старых автомобилях можно встретить нижнее расположение этой детали. Но в настоящее время такая конструкция утратила актуальность.
Вращается деталь вдвое реже чем коленвал, это обеспечивает правильное и своевременное срабатывание впускных и выпускных клапанов. Системы управления автомобилем получают информацию о его работе через смонтированные на узле датчики, считывающие каждый оборот детали. Соответственно система управления может регулировать его работу за счет настройки системы впрыска либо при помощи дроссельной заслонки.
Типичные неполадки распредвала
Основное назначение распределительного вала – обеспечение правильной работы всего двигателя, своевременное отведение продуктов сгорания и подача новых порций топливно-воздушной смеси. Поэтому при малейших неисправностях в этом узле происходит заметное нарушение работы всего мотора.
Главный признак появления проблем со стороны этой детали – специфический стук, который появляется в результате износа кулачков либо деформации других частей изделия. В большинстве случаев нарушения его работы связаны с естественным износом, который неизбежно затрагивает все детали автомобиля.
Значительно замедлить износ можно благодаря регулярному ТО и смене масла. При этом важно выбирать качественный продукт, так как некачественная смазка может еще больше ускорить стирание движущихся частей распредвала.
К наиболее часто встречающимся поломкам этой детали относят:
— Выход из строя деталей привода. В этом случае распредвал становится не пригоден к дальнейшему использованию либо ремонту, его нужно полностью заменить.
— Износ «кулачков» и опорных шеек. Может возникнуть как естественным путем, так и в результате неправильной регулировки работы клапанов.
— Протечка сальника. Не является критической поломкой, но приводит к ускорению износа из-за утечки смазки.
— Деформация. Возникает в результате перегрева либо чрезмерных нагрузок. Часто становится причиной поломки всего двигателя, что приводит к необходимости дорогостоящего ремонта.
Назначение и устройство распределительного вала рассмотренные выше показывают, что это простая, но крайне важная деталь. Поэтому ее ремонт практически никогда не выполняется, то есть при поломке проще всего заменить деталь на новую. К тому же сам распредвал стоит относительно недорого. Главное – вовремя выявить неисправность и провести замену до того, как повреждение узла приведет к поломке других, гораздо более сложных и дорогих систем. Поэтому необходимо регулярно проходить ТО и обращаться к квалифицированным специалистам при первых признаках неполадок.
А РАСПРЕДВАЛ: ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ
Распределительный вал играет роль синхронизирующего устройства, которое управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов, а также фиксирует перекрытие клапанов, которое действует в верхней мертвой точке на такте выпуска. Вал снабжен многочисленными цапфами, которые перемещаются на каретках внутри двигателя. Он имеет яйцевидные лепестки, которые стимулируют клапанный механизм либо за счет движущихся толкателей и подъемников, либо путем прямого надавливания на стержни клапана. Распределительный вал ограничен вращением коленчатого вала за счет привода ГРМ, ремня ГРМ или зубчатых колес, и сбои в приводе распределительного вала могут позволить клапанам взаимодействовать с головками поршней, что вызывает обширное внутреннее разрушение.
Дополнительные функции распределительного вала:
Распределительные валы в зрелых двигателях могут также иметь автоматизированные шестерни, которые приводят в действие распределитель и масляный насос. В современных двигателях к распредвалу может быть прикреплен датчик положения, который передает данные на блок управления трансмиссией , чтобы помочь модулю правильно рассчитать время пульсации впрыска топлива и зажигания. Некоторые двигатели могут иметь несколько распределительных валов, как в некоторых машинах с верхним расположением распредвала, в основном с V-образной структурой.В двигателях с десмодромным клапанным механизмом используется минимум 2 кулачка, так как есть 1 кулачок с открыванием нажатием и 1 кулачок с оттягиванием вместо классического кулачка с нажатием и открытием вместе с пружинами клапана для закрытия клапана, когда кулачок вращается за мочка и обратно на основание круга.
Размер распредвала :
Измерение всего лепестка, графическое представление и анализ подъемной силы, ускорение, скорость, неровность (производная 3 rd ), радиус изгиба, давление угла
Данные лепестков изменены и сведены к нулю биение основной окружности
Распределительный вал может иметь списки углового положения для всех углов выступов
Может быть приравнен к измеренным данным и профилям проектных данных подъемной силы в числовом и графическом режимах
Изображение на экране представлено для всех кривых движения
Вам будут доступны распечатанные отчеты табличных данных и экранной графики
Сравнить радиус базовой окружности, биение и углы вершины лепестка с проектными данными, представляющими ограничения допусков
Он также может иметь дюймовые или метрические данные для вывода и ввода
EZCAM программ и работает под Windows
Оборот распределительного вала с компьютерным управлением на механических версиях
Включает датчики HeidenhainTM и оборудование для обработки данных
Требуется измерительный зонд только одного размера, независимо от размера толкателя двигателя
Пользовательские предустановки включены также для других языков
Анализ распределительного вала :
Объемы исследования анализа включают способность воспринимать статический и динамический структурный анализ, проблемы установившегося состояния и переходные процессы, больше вопросов частоты и потери устойчивости, статический или изменяющийся во времени магнитный анализ, а также различные виды полевых и связанных реализаций.Программа имеет много необычных компонентов, которые позволяют объединять несвободные или необязательные эффекты трубки в приспособления, такие как пластичность, гиперэластичность, большая деформация, ползучесть; набухание, контактное напряжение с большим прогибом, повышение жесткости, температурная надежность, анизотропия материала и излучение. По мере проведения анализа в пакет были добавлены другие уникальные размеры, например, организация поверхности, субмоделирование, пьезоэлектрические функции, неравномерная вибрация, анализ сопряженного поля и усовершенствование конструкции.
Эти возможности дополнительно помогают сделать анализ многоцелевым устройством анализа для измененного порядка проектирования.Пакет для анализа используется в бизнесе с конца 90-х годов и широко используется в авиастроении, разработке, автомобилестроении, бизнесе, электронике, жизнеспособности, создании атомных или ядерных, нефтяных и сталелитейных предприятий. Кроме того, многие консультационные фирмы и несколько колледжей и университетов применяют анализ для экзаменов, изучения и поучительной работы.
Camshaft Miller GJM Series — Crankshaft Miller — Продукты
США
NAC / NTC AMERICA Corporation
Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования
46605 Магеллан Др.Нови, штат Мичиган, 48377, США.
Тел. + 1-248-560-1200 Факс + 1-248-560-0215
http://www.ntcamerica.com
Мексика
KIMX / Komatsu Industries Mexico S.A. de C.V.
Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования
Avenida Aguascalientes NO 920, Col. Parras, Aguascalientes, AGS, C.P. 20157, ESTADOS UNIDOS MEXICANOS
Тел .: + 52-449-9739-700
Германия
KGI / Komatsu Germany GmbH (Промышленное подразделение)
Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования
Администрация: Forststraße 29, 40597 Дюссельдорф, Германия
Тел. +49 211 7109 702
Китай
YNC / YIDA NIPPEI MACHINE TOOL Corporation
Производство и продажа универсальных станков с ЧПУ, передаточных машин и запчастей
№11 Software Garden Road, район Ганьцзинцзы, Далянь 116023, Китай
Тел. + 86-411-84676529 Факс + 86-411-84687608
http://www.ync-china.com
Китай
NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., Ltd
Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования
2F, Building E, Chamtime Plaza No. 6 Lane 2889 Jinke Road, Pudong New Area, Шанхай, Китай
Тел. + 86-21-6841-4567 Факс + 86-21-6841-0386
Китай
NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., ООО Офис в Гуан Чжоу
Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования
Комната № 938, Международный офис Уэйна, № 167 Линхэ (W) Road Tianhe District, Гуанчжоу 510620, Китай
Тел. + 86-20-3855-1680 Факс + 86-20-3888-8572
Индия
KIPL / Komatsu India Pvt. Ltd, Подразделение НТК.
Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования
Земельный участок No.A-64, H-Block, Midc Pimpri, Pune-411 018, India
Тел. + 91-20-27480587 Факс + 91-20-27480588
Бывшая компания: NIPPEI TOYAMA INDIA PRIVATE LIMITED
Таиланд
NTA / NIPPEI TOYAMA (THAILAND) Co., Ltd.
Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования
28/9 Moo 3, Bangna-Trad Road Km.23, Bangsaothong,
Bangsaothong, Samutprakarn, THAILAND 10570
Тел. + 66-2-740-1150 Факс + 66-2-740-1152
Индонезия
ТКМСИ / ПТ.Komatsu Marketing and Support Индонезия
Техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования
JL, Ириан, Блок JJ-4-1 MM2100 Industrial Estate Cikarang Jatiwangi,
Bekasi, Jawa Brat 17520
Тел. + 62-21-4604290 Факс + 62-21-4605934
Безопасность | Стеклянная дверь
Мы получаем подозрительную активность от вас или кого-то, кто пользуется вашей интернет-сетью. Подождите, пока мы подтвердим, что вы настоящий человек.Ваш контент появится в ближайшее время. Если вы продолжаете видеть это сообщение, напишите нам чтобы сообщить нам, что у вас возникли проблемы.
Nous aider à garder Glassdoor sécurisée
Nous avons reçu des activités suspectes venant de quelqu’un utilisant votre réseau internet. Подвеска Veuillez Patient que nous vérifions que vous êtes une vraie personne. Вотре содержание apparaîtra bientôt. Si vous continuez à voir ce message, veuillez envoyer un электронная почта à pour nous informer du désagrément.
Unterstützen Sie uns beim Schutz von Glassdoor
Wir haben einige verdächtige Aktivitäten von Ihnen oder von jemandem, der in ihrem Интернет-Netzwerk angemeldet ist, festgestellt. Bitte warten Sie, während wir überprüfen, ob Sie ein Mensch und kein Bot sind. Ihr Inhalt wird в Kürze angezeigt. Wenn Sie weiterhin diese Meldung erhalten, informieren Sie uns darüber bitte по электронной почте: .
We hebben verdachte activiteiten waargenomen op Glassdoor van iemand of iemand die uw internet netwerk deelt.Een momentje geduld totdat, мы узнали, что u daadwerkelijk een persoon bent. Uw bijdrage zal spoedig te zien zijn. Als u deze melding blijft zien, электронная почта: om ons te laten weten dat uw проблема zich nog steeds voordoet.
Hemos estado detectando actividad sospechosa tuya o de alguien con quien compare tu red de Internet. Эспера mientras verificamos que eres una persona real. Tu contenido se mostrará en breve. Si Continúas recibiendo este mensaje, envía un correo electrónico a para informarnos de que tienes problemas.
Hemos estado percibiendo actividad sospechosa de ti o de alguien con quien compare tu red de Internet. Эспера mientras verificamos que eres una persona real. Tu contenido se mostrará en breve. Si Continúas recibiendo este mensaje, envía un correo electrónico a para hacernos saber que estás teniendo problemas.
Temos Recebido algumas atividades suspeitas de voiceê ou de alguém que esteja usando a mesma rede. Aguarde enquanto confirmamos que Você é Uma Pessoa de Verdade.Сеу контексто апаресера эм бреве. Caso продолжить Recebendo esta mensagem, envie um email para пункт нет informar sobre o проблема.
Abbiamo notato alcune attività sospette da parte tua o di una persona che condivide la tua rete Internet. Attendi mentre verifichiamo Che sei una persona reale. Il tuo contenuto verrà visualizzato a breve. Secontini visualizzare questo messaggio, invia un’e-mail all’indirizzo per informarci del проблема.
Пожалуйста, включите куки и перезагрузите страницу.
Это автоматический процесс. Ваш браузер в ближайшее время перенаправит вас на запрошенный контент.
Подождите до 5 секунд…
Перенаправление…
Код объявления: CF-102 / 6918c8592e8835ad.
Назначение распредвала — Дом
Распредвал:
Распределительный вал — это вал, на котором закреплен кулачок, или кулачок которого составляет неотъемлемую часть. Распределительный вал был описан в 1206 году турецким инженером Аль-Джазари.Он использовал его как часть своих автоматов, водоподъемных машин и водяных часов, таких как часы замка. Среди первых автомобилей, в которых использовались двигатели с одним верхним распределительным валом, были Maud Slay, разработанный Александром Крейгом и представленный в 1902 году, и Marr Auto Car, разработанный уроженцем Мичигана Уолтером Лоренцо Марром в 1903 году.
Использование распредвала:
Распределительный вал используется для управления тарельчатыми клапанами в двигателях внутреннего сгорания с поршнями. Он состоит из цилиндрического стержня, проходящего по всей длине блока цилиндров, с выступающими из него продолговатыми выступами, по одному на каждый клапан.Лепестки кулачка заставляют клапаны открываться, нажимая на клапан или на какой-либо промежуточный механизм, когда они вращаются.
Назначение:
Распределительный вал действует как синхронизирующее устройство, которое управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов, а также регулирует перекрытие клапанов, которое происходит в верхней мертвой точке такта выпуска. Вал состоит из нескольких цапф, которые устанавливаются на подшипники внутри двигателя. Он имеет яйцевидные лепестки, которые приводят в действие клапанный механизм, либо перемещая толкатели и толкатели, либо нажимая непосредственно на стержни клапана.Распределительный вал связан с вращением коленчатого вала цепью газораспределительного механизма, ремнем газораспределительного механизма или зубчатыми колесами, а сбои в приводе распределительного вала могут привести к контакту клапанов с головками поршней, вызывая обширные внутренние повреждения.
Дополнительные функции распределительного вала:
В старых двигателях распредвалы могут также иметь врезанные в них шестерни, которые приводят в действие распределитель и масляный насос. В более новых двигателях распределительный вал может иметь датчик положения, установленный на конце, который отправляет информацию в модуль управления силовой передачей, чтобы помочь модулю правильно синхронизировать импульсы впрыска топлива и зажигания.Некоторые двигатели могут иметь несколько распределительных валов, как в случае с некоторыми двигателями с верхним расположением распредвала, особенно с V-образной конфигурацией. В двигателях с десмодромной системой клапанов используется не менее двух кулачков, так как есть кулачок с открыванием нажатием и кулачок с оттягиванием, вместо традиционного кулачка с открыванием нажатием и пружинами клапана для закрытия клапана, когда кулачок вращается за выступом. и обратно на основной круг.
Взаимосвязь между вращением распределительного вала и вращением коленчатого вала имеет решающее значение.Поскольку клапаны регулируют поток всасываемых и выхлопных газов топливно-воздушной смеси, они должны открываться и закрываться в соответствующее время во время хода поршня.
Ссылки:
https://itstillruns.com/reset-light-bmw-x5-2003-7242105.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Camshaft#Timing
Прибор для измерения фаз газораспределенияEZCam на Vimeo
Измеритель распредвала EZcam — ваше экономичное решение для проверки профиля распредвала, угла сдвига фаз и качества.В этом видео EZCam выполняет автоматический осмотр всех кулачков распределительного вала.
EZcam доступна в диапазоне грузоподъемности от 28 ″ до 90 ″, доступна в полностью автоматической версии или еще более экономичной версии с ручным управлением.
Устройство для измерения распредвала EZcam предоставляет актуальную информацию о профиле, а также графики ошибок, которые показывают, соответствует ли ваш распредвал ключевым характеристикам продукта.
При измерении серийного распределительного вала очень важно знать фазовый угол кулачка, биение шейки, биение кулачка и профиль кулачка.EZcam быстро выполняет эти измерения и прост в настройке благодаря своему режиму самообучения.
EZcam также является отличным устройством для проверки распредвала для производителей двигателей или гоночных мастерских, которое позволяет вам убедиться, что ваш распредвал правильно заточен и вы получаете ту производительность, за которую заплатили.
EZCam может проверить следующие характеристики распредвала:
Угол фазы кулачка
Подъем кулачка
Продолжительность при заданном подъеме
Радиус базовой окружности
Конус кулачка
Песочные часы или цилиндр (также известное как отклонение от центра)
и многие другие характеристики распредвала.
С пакетами программного обеспечения, доступными в Digital Metrology, EZcam может измерять небольшие волнистости, которые являются ключевым фактором NVH и потенциальным фактором усталости пружины клапана.
Подробнее:
cgkgage.com/ezcam-camshaft-gage/
Основные характеристики EZCam:
Ввод и вывод данных в дюймах или метрических единицах
Программы EZCAM работают под Windows
Полностью автоматизированная проверка всего распределительного вала
Графические изображения на экране для всех кривых движения
Списки углового положения для всех углов кончика лепестков
Измерительный зонд одного размера подходит для любого размер толкателя двигателя
Сравните измеренные данные с проектными данными в графическом и числовом режимах
Полное измерение лепестка, отображение на экране и анализ: подъемной силы, скорости, ускорения, рывка (3-я производная), радиуса кривизны, угла давления
Отобразите все соответствующие параметры для проектные данные с пределами допуска, отображаемые на экране, включая радиус базовой окружности, биение и углы вершины лепестков
Измеренные данные лепестков с поправкой на нулевое биение базовой окружности
Датчики Heidenhain ™ и оборудование для сбора данных
Определяемая пользователем настройка включена для других языков
Печатный отчеты всей экранной графики и табличных данных
Что такое CAM (Автоматическое производство)?
Этот пост также доступен на: Deutsch (немецкий)
Компьютерное производство (CAM): полное введение для начинающих
В мире, полном физических вещей — будь то продукты, детали или места — компьютерное производство (CAM) делает все это возможным.Мы те, кто придает самолетам способность полета или автомобили. Когда вам нужно что-то сделать, а не просто спроектировать, CAM — ваш ответ. Что происходит за кулисами? Продолжайте читать, и вы узнаете.
Что такое CAM? Компьютерное производство (CAM) — это использование программного обеспечения и оборудования с компьютерным управлением для автоматизации производственного процесса.
Исходя из этого определения, для работы CAM-системы необходимы три компонента:
- Программное обеспечение, которое сообщает машине, как изготавливать продукт путем создания траекторий движения инструмента.
- Машины, которые могут превратить сырье в готовую продукцию.
- Постобработка преобразует траектории инструмента в язык, понятный машинам.
Эти три компонента склеены вместе с тоннами человеческого труда и навыков. Как отрасль, мы потратили годы на создание и совершенствование лучшего производственного оборудования. Сегодня нет слишком сложной конструкции, с которой мог бы справиться любой способный механический цех.
Процесс CAD в CAM
Без CAM нет CAD.САПР фокусируется на дизайне продукта или детали. Как это выглядит, как работает. CAM фокусируется на том, как это сделать. Вы можете спроектировать наиболее элегантную деталь в своем CAD-инструменте, но если вы не можете эффективно сделать это с помощью CAM-системы, тогда вам лучше пинать камни.
Начало каждого процесса проектирования начинается в мире САПР. Инженеры сделают двухмерный или трехмерный чертеж, будь то коленчатый вал автомобиля, внутренний каркас кухонного смесителя или скрытая электроника на печатной плате.В САПР любой проект называется моделью и содержит набор физических свойств, которые будут использоваться CAM-системой.
Когда дизайн завершен в CAD, он может быть загружен в CAM. Традиционно это делается путем экспорта файла САПР и его последующего импорта в программное обеспечение CAM. Если вы используете такой инструмент, как Fusion 360, и CAD, и CAM существуют в одном мире, поэтому импорт / экспорт не требуется.
После того, как ваша модель CAD импортирована в CAM, программное обеспечение начинает подготовку модели к обработке.Обработка — это контролируемый процесс преобразования сырья в заданную форму с помощью таких действий, как резка, сверление или растачивание.
Программное обеспечениеComputer Aided Manfacturing подготавливает модель для обработки, выполняя несколько действий, в том числе:
- Проверка наличия в модели геометрических ошибок, которые могут повлиять на производственный процесс.
- Создание траектории для модели, набора координат, по которому станок будет следовать в процессе обработки.
- Установка любых требуемых параметров станка, включая скорость резания, напряжение, высоту резки / прожига и т. Д.
- Настройка раскроя, при котором система CAM будет определять наилучшую ориентацию детали для максимальной эффективности обработки.
После подготовки модели к обработке вся информация отправляется на станок для физического изготовления детали. Однако мы не можем просто дать машине набор инструкций на английском языке.Нам нужно говорить на машинном языке. Для этого мы конвертируем всю нашу информацию о механической обработке в язык, называемый G-кодом. Это набор инструкций, управляющих действиями машины, включая скорость, скорость подачи, охлаждающую жидкость и т. Д.
G-код легко читается, если вы понимаете формат. Пример выглядит так:
G01 X1 Y1 F20 T01 S500
Это разбивается слева направо как:
- G01 указывает линейное перемещение на основе координат X1 и Y1.
- F20 устанавливает скорость подачи, то есть расстояние, которое станок проходит за один оборот шпинделя.
- T01 указывает станку использовать Инструмент 1, а S500 устанавливает скорость шпинделя.
- Более наглядный способ понять координаты G-кода. Изображение любезно предоставлено Make :.
Как только G-код загружен в машину и оператор нажимает кнопку «Старт», наша работа выполнена. Теперь пора позволить машине выполнить работу по выполнению G-кода, чтобы преобразовать блок сырья в готовый продукт.
Обзор станков с ЧПУ
До этого момента мы говорили о машинах в системе CAM как о простых машинах, но это действительно не относилось к ним должным образом. Когда я смотрю, как фрезерный станок Haas скользит по металлическому блоку, как будто это масло, у меня на лице всегда появляется улыбка. Без этих машин моя работа была бы невозможна.
Все современные производственные центры будут использовать различные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) для производства инженерных деталей.Процесс программирования станка с ЧПУ для выполнения определенных действий называется обработкой с ЧПУ.
До появления станков с ЧПУ ветераны машиностроителей вручную управляли производственными центрами. Конечно, как и все, что касается компьютеров, вскоре последовала автоматизация. В наши дни единственное вмешательство человека, необходимое для запуска станка с ЧПУ, — это загрузка программы, загрузка сырья, а затем выгрузка готового продукта.
В мастерской Autodesk Pier 9 у нас есть достойный образец станков с ЧПУ, в том числе:
Фрезерный станок с ЧПУ
Эти машины вырезают детали и вырезают различные формы с помощью компонентов высокоскоростного прядения.Например, с помощью фрезерного станка с ЧПУ, используемого для обработки дерева, можно легко разрезать фанеру на детали шкафа. Также с его помощью можно легко выполнить сложную декоративную гравировку на дверном полотне. Фрезерные станки с ЧПУ имеют возможность 3-осевой резки, что позволяет им перемещаться по осям X, Y и Z.
Станки для резки воды, плазмы и лазера
В этих машинах используются прецизионные лазеры, вода под высоким давлением или плазменный резак для выполнения контролируемой резки или гравировки. Ручная гравировка может занять месяцы, но одна из этих машин может выполнить ту же работу за часы или дни.Плазменные резаки удобны для резки электропроводящих материалов, таких как металлы.
Изображение предоставлено компанией «Производство и металлообработка».Фрезерные станки
Эти станки обрабатывают самые разные материалы, такие как металл, дерево, композиты и т. Д. Фрезерные станки обладают огромной универсальностью и имеют множество инструментов, которые могут выполнять определенные требования к материалам и форме. Основная цель фрезерного станка — максимально эффективно удалить массу из необработанного блока материала.
Токарные станки
Эти станки также измельчают сырье, как фрезерный станок. Они делают это по-другому. Фрезерный станок имеет прядильный инструмент и стационарный материал, где токарный станок вращает материал и режет с помощью стационарного инструмента.
- Изображение любезно предоставлено Halsey Manufacturing.
Электроэрозионные машины (EDM)
Эти машины вырезают сырье нужной формы с помощью электрического разряда.Между электродом и сырьем возникает электрическая искра, при этом температура искры достигает от 8000 до 12000 градусов Цельсия. Это позволяет EDM плавить практически все в контролируемом и сверхточном процессе.
- Изображение любезно предоставлено Absolute Wire EDM.
Человеческий элемент автоматизированного производства (CAM)
Человеческий фактор всегда был щекотливой темой с тех пор, как в 1990-х годах на сцену вышли CAM.В 1950-х годах, когда Джон Т. Парсонс впервые представил станки с ЧПУ, умелое управление станками требовало огромного количества обучения и практики. Видео ниже из NYC CNC показывает отличный пример того, как ручные станки отличаются от современных станков с ЧПУ:
В те времена, когда обрабатывала ручная обработка, быть машинистом было почетным знаком, и требовались годы тренировок, чтобы достичь совершенства. Машинист должен был делать все это — читать чертежи, знать, какие инструменты использовать, определять подачу и скорость для конкретных материалов и аккуратно вырезать деталь вручную.Дело было не только в точной ловкости рук. Быть машинистом было и остается одновременно искусством и наукой.
- Изображение любезно предоставлено ITABC.CA
В наши дни современный машинист жив и здоров, а люди, машины и программное обеспечение вместе двигают нашу отрасль вперед. Навыки, на освоение которых раньше уходило 40 лет, теперь можно освоить за очень короткое время. Новые машины и программное обеспечение CAM дали нам больше контроля, чем когда-либо, при разработке и производстве более качественных и инновационных продуктов, чем наши предки, что они признают… неохотно.
Что все это означает для человеческого фактора производства? Роль традиционного машиниста меняется. Сегодня мы видим среду современных машиностроителей, разыгрываемую с тремя типичными ролями:
- Оператор. Этот специалист загружает сырье в станок с ЧПУ и запускает готовые детали в процессе окончательной упаковки.
- Оператор настройки. Этот человек выполняет начальную настройку станка с ЧПУ, включая загрузку программы G-кода и настройку инструментов.
- Программист. Этот человек берет чертеж для модели САПР и решает, как сделать его с помощью имеющихся станков с ЧПУ. Их работа заключается в определении траекторий, инструментов, скоростей и подач в G-коде для выполнения работы.
В обычном рабочем процессе программист передает свою программу оператору установки, который затем загружает G-код в машину. Как только машина будет готова к работе, оператор изготовит деталь. В некоторых магазинах эти роли могут совмещаться и накладываться на обязанности одного или двух человек.
Помимо повседневной работы с машинами, в штате также есть инженер-технолог. В новом магазине этот человек обычно устанавливает системы и определяет идеальный производственный процесс. Для существующих установок инженер-технолог будет контролировать качество оборудования и продукции, одновременно выполняя другие управленческие задачи.
Влияние CAM
Мы должны поблагодарить Джона Т. Парсонса за введение метода перфокарт для программирования и автоматизации машин.В 1949 году ВВС США профинансировали Парсонса создание автоматизированного станка, который мог превзойти ручные станки с ЧПУ. С некоторой помощью MIT Парсонс смог разработать первый прототип NC.
Джон Парсонс с экспериментальным станком с ЧПУ. Изображение любезно предоставлено Cms Industries.С этого момента мир обработки с ЧПУ начал свое развитие. В 1950-х годах армия США закупила станки с ЧПУ и ссудила их производителям. Идея заключалась в том, чтобы стимулировать компании внедрять новую технологию в свой производственный процесс.За это время мы также увидели, что MIT разработал первый универсальный язык программирования для станков с ЧПУ: G-code.
Универсальная система G-кода. Изображение любезно предоставлено MachMotion.1990-е принесли CAD и CAM внедрение в ПК и полностью изменили наш подход к производству сегодня. Первые задания CAD и CAM были зарезервированы для дорогостоящих автомобильных и аэрокосмических приложений, но сегодня программное обеспечение, такое как Fusion 360, доступно для производственных цехов любой формы и размера.
С момента своего создания компания CAM внесла массу улучшений в производственный процесс, в том числе:
- Улучшенные возможности машины. CAM-системы могут использовать преимущества передового 5-осевого оборудования для доставки более сложных и высококачественных деталей.
- Повышенная эффективность машины. Современное программное обеспечение CAM обеспечивает скоростные траектории станка, которые помогают нам производить детали быстрее, чем когда-либо.
- Улучшенное использование материалов. С помощью аддитивного оборудования и CAM-систем мы можем производить изделия сложной геометрии с минимальными отходами, что означает снижение затрат.
Конечно, у этих преимуществ есть свои недостатки. Системы и оборудование для автоматизированного производства требуют огромных первоначальных затрат. Например, Haas VF-1 стоит около 45 тыс. Долларов США; теперь представьте себе целый цех из них. Есть еще проблема текучести. Поскольку работа с машинами становится все менее квалифицированной профессией, становится трудно привлекать и удерживать талантливых специалистов.
CAM — это Человек
CAM — это не только управление машинами в цехе. Речь идет о соединении программного обеспечения, машин, процессов и людей для создания действительно отличных деталей.Если вы впервые погружаетесь в мир CAM, я настоятельно рекомендую вам обратиться в местный магазин, чтобы совершить экскурсию по нему. Почувствуйте гул станков с ЧПУ в ногах или проведите рукой по детали, только что вышедшей из станка. Это невероятный опыт, который, я надеюсь, понравится будущим поколениям. CAM — это человеческое прикосновение.
Вы все еще используете отдельный инструмент CAD и CAM? В Fusion 360 есть и то, и другое. Попробуйте Fusion 360 сегодня.
Как измерить высоту подъема распредвала
Не все водители гоночных автомобилей — механики.Некоторым водителям нужно показывать, где находится дверная ручка на двери водителя, чтобы просто попасть в машину. В НАСА по необходимости многие из нас — водители и механики. То, что вы гонщик, который ломает себе голову на собственном автомобиле, не означает, что вы на самом деле хороший механик. Большинство из нас знает достаточно, чтобы обойтись, и иногда мы разбираем вещи, которые не знаем, как исправить. Это означает, что мы должны пообещать нашим хорошим друзьям много бесплатного пива, чтобы они исправили то, что мы начали.Во всем этом механическом хаосе часто меняют местами детали, вещи перемещают с одной проектной машины на другую, и когда все сказано и сделано, иногда мы действительно не знаем, что у нас на машине. Как гонщики, мы просто знаем, что машина едет, и если она едет быстро, это все, о чем мы заботимся.
Правила конкуренции НАСА созданы для того, чтобы поддерживать конкуренцию, и по большей части эти правила очень эффективны. В первых шести раундах Honda Challenge 4 в регионе SoCal в сезоне 2019 года было пять разных победителей.Это впечатляет.Сложности возникают на крупных гонках, таких как чемпионат НАСА, где на кону стоят деньги на непредвиденные обстоятельства и национальные титулы. На этих мероприятиях автомобили должны быть легальными для своего класса. В гонках на этом высоком уровне автомобили исследуются с гораздо более высокой точностью, и автомобили должны соответствовать их требованиям правил. В противном случае люди дисквалифицируются, призы переходят из рук в руки, а проверки на случай непредвиденных обстоятельств выпадают из вашего текущего счета.
Что у тебя под капотом? Я не спрашиваю, что у вас было изначально, а что есть сейчас? Знаете, после того, как вы отремонтировали гусеницы, заменили некоторые детали с Craigslist, добавили некоторые детали JDM, которые вы недорого оценили на Ebay, а затем ваш любимый механический магазин проделал некоторую сомнительную работу.Что у тебя сейчас?Лучше явиться на чемпионат НАСА с полностью легальным автомобилем, на который можно положиться, чтобы не быть дисквалифицированным. Чтобы убедиться, что ваша сколоченная машина, на которой вы боролись весь региональный сезон, является законной, нужно действительно знать, что в настоящее время находится на вашей машине. Например, правильно ли установлены распредвалы в двигателе? Вы можете подумать, что это так, но, если вы не измерите их самостоятельно, вы не узнаете наверняка. Вы проверяете не только законность, но и наилучшую производительность.Возможно, ваши кулачки не те, они меньше, изношены или не подходят. Может быть, поэтому вы все время проходите мимо или теряете несколько позиций на старте?
Вы можете подумать, что ваш автомобиль соответствует законным требованиям НАСА, но если вы на самом деле не измерили то, что у вас под капотом, вы можете не понять, легален ли ваш автомобиль или он оптимален с точки зрения производительности. Вместо того, чтобы ждать, чтобы выяснить это после того, как вас дисквалифицируют, лучше дернуть кулачки и измерить их самостоятельно.Кулачки — это, по сути, механический мозг двигателя. Это устройства, которые сообщают распределителю, какой цилиндр запускать, какие клапаны открывать, закрывать, когда и как долго. Кулачки чрезвычайно важны. Как важно? Попробуйте запустить двигатель без них. Не работает. На нашем автомобиле Honda Challenge мы решили, что важно измерить наши кулачки и убедиться, что у нас есть наиболее оптимальная легальная запасная часть в машине для соблюдения правил класса — в Honda Challenge 4 кулачки должны быть стоковыми — а также убедиться, что наши кулачки были максимально оптимальными.
Когда вы разбираете голову, чтобы сделать некоторые точные измерения, следите за тем, чтобы детали были в порядке, чтобы их можно было легко собрать. На головках Honda крышки распределительных подшипников пронумерованы стрелками, указывающими на шестерни распредвала.«Подъем» кулачка определяет, насколько далеко откроется клапан внутри цилиндра и сколько воздуха и топлива попадут в этот цилиндр. Поскольку двигатели представляют собой просто большие воздушные насосы, чем больше воздуха, тем выше эффективность и производительность. Все, что вам понадобится, чтобы измерить подъемную силу кулачка, — это цифровой штангенциркуль и немного математики.
Цифровой штангенциркуль за 20 долларов — это все, что вам нужно для проверки деталей двигателя на соответствие требованиям. Мы забили это на Radio Shack до того, как оно прекратило свою деятельность. Работает отлично.Да, здесь есть немного математики, но не пугайтесь. Вам не нужно запоминать никакой тригонометрии, достаточно простого вычитания — ваш телефон сделает это за вас. Для первого значения, которое вам понадобится, измерьте наименьший диаметр на кулачке, круглой части, которая называется базовой окружностью. Как только у вас будет это измерение, запишите его.Перед использованием цифровых штангенциркулей убедитесь, что вы их полностью закрыли, а затем обнулите их.
Возьмите штангенциркуль и измерьте наименьший диаметр кулачка. Это называется базовым кругом. Этот кулачок имел 1,10 дюйма и 87 тысячных долей.Следующее значение, которое вам понадобится, — это наибольший диаметр кулачка, выступающей части, который называется базовой окружностью и подъемом лепестка. Запишите это измерение. А вот и математика. Теперь просто вычтите номер базовой окружности из базовой окружности и числа подъема лепестка.Что у вас осталось, так это часть подъема лепестка. Это измерение — подъем вашей камеры. Это то, как далеко он открывает ваши клапаны.
Измерение вершины лепестка, самого большого диаметра, даст вам второе измерение, необходимое для выполнения математических расчетов для подъема. Этот кулачок имел 1,33 дюйма и 67 тысячных долей.Итак, что теперь? Что ж, теперь вам нужно провести исследование. Ваш лифт правильный? Соответствует ли это спецификациям производителя данной конкретной модели автомобиля? У вас есть другой набор кулачков, который может быть лучше? Выяснить.
Простое измерение диаметра основной окружности и вычитание его из наибольшего диаметра кулачка, подъема кулачка, позволит рассчитать подъем кулачка. Наш кулачок рассчитан на подъемную силу 0,22 и 80 тысячных дюйма.Поскольку в Honda Challenge 4 мы должны использовать стандартные распредвалы, уловка состоит в том, чтобы найти лучшие легальные стандартные распредвалы, которые существуют для двигателя B18.