Работа распредвала: Как работает распредвал — АвтоМания

Содержание

Как работает распредвал — АвтоМания

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

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

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

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

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

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

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

Конструкцию распредвала характеризуют 3 важные составляющие, которые и управляют мощностью двигателя. Первая — высота на которую осуществляется подъём клапана, вторая — продолжительность времени открытого клапана, третья — фаза газораспределительного вала.

Что такое распредвал и как он работает

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

Принцип работы и назначение распредвала.

Что это

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

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

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

Устройство детали

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

Виды

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

  • с нижним расположением;
  • с верхним размещением.

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

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

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

Количество валов

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

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

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

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

Характерные неисправности

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

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

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

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

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

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

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

Дефектовка распределительного вала

Среди деталей двигателя именно распределительный вал Имеет кулачки, которые при вращении вала взаимодействуют с толкателями и обеспечивают выполнение машиной (двигателем) операций (процессов) по заданному циклу. является своеобразным «диспетчером» – он отвечает за порядок и продолжительность открывания клапанов. Если распредвал окажется сильно изношенным, двигатель не будет развивать полную мощность. А выход распредвала из строя, как правило, приводит к дорогому ремонту, вплоть до замены головки блока, клапанов и даже ремонта блока цилиндров. Грамотная дефектовка распределительного вала сбережёт немало времени и сил при ремонте.

Дефект 1. Сильный износ, задиры и царапины на поверхностях опорных шеек распределительного вала.

Причины:

  • Работа двигателя с недостаточным давлением в системе смазки.
  • Работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере.
  • Работа двигателя на некачественном масле.
  • Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.
  • Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла.
  • Работа двигателя с засоренным масляным фильтром.
  • Работа двигателя на грязном масле.
  • Большой пробег двигателя.

Действия:

  • Капитальный ремонт двигателя. Замена распределительного вала. В некоторых случаях — шлифовка шеек распределительного вала в ремонтный размер и установка утолщённых (ремонтного размера) вкладышей или втулок. Проверка посадочных мест под распределительный вал в головке блока цилиндров или в блоке цилиндров. В некоторых случаях — ремонт посадочных мест под распредвал. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.

Дефект 2. Сильный износ и задиры на рабочих поверхностях кулачков распределительного вала.

Причины:

  • Работа двигателя с недостаточным давлением в системе смазки.
  • Работа двигателя с недостаточным уровнем масла в картере.
  • Работа двигателя на некачественном масле.
  • Сильный перегрев, приводящий к разжижению масла.
  • Попадание в масло топлива (бензина или дизтоплива), приводящее к разжижению масла.
  • Работа двигателя с засорённым масляным фильтром.
  • Работа двигателя на грязном масле.
  • Большой пробег двигателя.
  • Неотрегулированный зазор в клапанном механизме.
  • Дефекты гидрокомпенсаторов.
  • Дефекты и повреждения деталей привода клапанов (толкателей, штанг, коромысел).
  • Неверно установленные фазы газораспределения.

Действия:

  • Замена распределительного вала. Проверка, регулировка и при необходимости ремонт клапанного механизма. Замена гидрокомпенсаторов. Проверка системы смазки, масляного насоса и при необходимости ремонт или замена масляного насоса. Чистка, промывка и продувка масляных каналов блока цилиндров и головки блока. Применение моторного масла надлежащего качества и регулярная, в предписанные производителем сроки, замена моторного масла и фильтра. Проверка системы охлаждения и при необходимости её ремонт. Проверка и при необходимости ремонт системы питания.

Дефект 3. Прогиб распределительного вала.

Во всех вышеизложенных случаях обязательно проверяйте изгиб распределительного вала. Распределительный вал укладывается на призмы, установленные на металлической плите. С помощью стрелочного индикатора, установленного на стойке, проверяем прогиб опорных шеек, вращая распред вал рукой. Изгиб не должен превышать: для легковых моторов 0,05 мм; для грузовых моторов 0,1 мм. При большем прогибе распредвал подлежит замене!

Дефект 4. Трещины распредвала.

Причины:

  • Попадание в цилиндр посторонних предметов.
  • Разрушение ремня или цепи привода газораспределительного механизма.
  • Неверно установленные фазы газораспределения.

Действия:

  • При наличии трещин распределительный вал ремонту не подлежит! Замена распредвала.

Примечание: Как правило, в результате описанных причин происходит соударение поршней и клапанов. Через детали привода клапанов энергия ударов передается распредвалу, что может привести к образованию трещин. В большинстве случаев трещины приводят к поломке распредвала прямо во время работы двигателя.

Дефект 5. Выработка и царапины на поверхности под сальники распределительного вала.

Причины:

  • Длительная работа двигателя.
  • Попадание посторонних частиц в моторное масло.
  • Неаккуратное обращение с распредвалом при замене сальников на двигателе.

Действия:

  • При наличии незначительных царапин возможна шлифовка поверхностей под сальники. При наличии незначительной выработки устанавливаются новые сальники с небольшим осевым смещением. В противном случае — замена распредвала.

Дефект 6. Разрушение шпоночных пазов и посадочных мест под установочные штифты, а также под шкивы или шестерни привода распредвала.

Причины:

  • Неправильная затяжка болтов, крепящих шкивы или шестерни.
  • Биение шкивов или шестерён.
  • Последствия аварии, при которой произошла деформация моторного отсека.

Действия:

  • Замена распредвала.

Дефект 7. Разрушение резьбы в крепёжных отверстиях.

Причины:

  • Неправильная затяжка крепёжных болтов.

Действия:

  • Замена распредвала.

описание,характеристики,устройство,принцип действия Почему отказались от штанг

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

О циклах и работе ДВС

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

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

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

О конструктивном исполнении распредвала

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


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

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


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

О совместной работе с коленвалом

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

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

Датчик положения распредвала

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

Техническое обслуживание распредвала

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

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

Причинами отказа датчика могут быть:

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

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

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

Что такое распредвал в автомобиле

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

Что такое распредвал

Как выглядит распредвал.

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

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

Как устроен распредвал


Распредвалы в головке блока цилиндров.

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

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

Как работает распредвал

Как работает распредвал.

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

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

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

За что отвечает датчик распредвала

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

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

Поломки и их причины

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

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

Видео на тему

Avtonov.com

Всё про распредвал (распределительный вал) » АвтоНоватор

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

Устройство распредвала

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные детали ГРМ

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

Принцип работы распредвала

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

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

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

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

Рабочий цикл двигателя

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

Количество распредвалов в двигателе

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

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

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

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

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

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

Успехов вам в изучении устройства двигателя своего автомобиля.

carnovato.ru

Распредвал — Словарь автомеханика

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

Конструктивные особенности

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

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

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

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

Устройство распределительного вала.

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

Принцип работы

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

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

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

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

Поломки распредвала

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

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

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

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

Связанные термины

etlib.ru

Распределительный вал ГРМ


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

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

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

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

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

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

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

Читайте также

krutimotor.ru

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

Двигатель

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

Устройство и принцип работы распределительного вала

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

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

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

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

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


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

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

Характеристики распредвала

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

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

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

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

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

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

blamper.ru

Что такое распределительный вал (распредвал)?

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

Первые симптомы выхода из строя распределительного вала:

  • Ненормальный шум при работе клапанов
  • Осечки двигателя.

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

Что такое распределительный вал (распредвал)? Видео

howcarworks.ru

Распределительный вал двигателя

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

О циклах и работе ДВС

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

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

О конструктивном исполнении распредвала

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

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

О совместной работе с коленвалом

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

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

Датчик положения распредвала

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

Техническое обслуживание распредвала

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

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

Причинами отказа датчика могут быть:

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

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

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

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.

    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:

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.

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

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

ГРМ — механизм газораспределения, распредвал

Механизм газораспределения осуществляет впуск в цилиндры свежих порций горючей смеси и выпуск из них продуктов сгорания, отработавших газов. Эти процессы происходят в соответствии с принятым для данного двигателя порядком работы цилиндров, то есть 1-3-4-2. С отсчетом от шкива распредвала.

К механизму газораспределения (ГРМ) относится ремень распределительного вала, сам распределительный вал, выпускные и впускные клапана, пружины клапанов, винты толкатели и коромысла. Кулачок распредвала действует на клапан через коромысло, как качели. Каждому из клапанов соответствует 1 индивидуальный кулачок. В системе VTEC на кулачки впускных клапанов дополненные еще одним кулачком с большей высотой клапана и большей длительностью открытия клапана. Внешняя пара кулачков в распредвале системе SOHC для открытия выпускных клапанов, внутренняя пара для впускных клапанов. Дополнительный кулачок VTEC ставится между впускными кулачками.

Работа газораспределительного механизма

Характеристики кулачков Кулачок

имеет несколько характеристик это подъем, база, высота, профиль, длительность или продолжительность и крутизна. База База это диаметр вала, размер при котором коромысло и клапана находится в 0 состояние, обычно является шириной кулачка (распредвала) X. Высота Высота это самый большой размер на кулачке, обычно меряется, Y. Подъем, вычтите из Базы Высоту (Y-X) И получите подъем кулачка. Размер на который предположительно будет подниматься клапан. Подъем можно увеличить двумя способами, либо уменьшением базы, либо заменой распредвала с высотой кулачка больше раннего. Пример, база распредвала 30мм, высота 40мм. 40-30 и клапан опустится (идеально) на 10 мм. Сточите базу на 4мм в диаметре (2мм по радиусу), и получите 38-26 уже 12 мм.

Высота, углы на кулачке распредвала

Пропускная способность и подъем

Во впускном канале ГБЦ имеется сечение S которое перекрывается клапаном S1. При закрытом клапане S1=1 то есть ничего не проходит, при начале движение клапана S1 начинает расти и в какой то момент, обычно полностью открытый клапан, S1=S. Это идеально событие которое необходимо для впуска и выпуска, далее клапан закрывается и S1 начинает уменьшаться до 0.

Как вы понимаете эта система похожа на водопровод, у вас есть входная труба и кран, напор увеличивается по мере открывания крана. В какой то момент выходящий напор сравнивается с поступающим, то есть фактически нет сопротивления потоку. Если у вас есть ход крана, то покрутив его вы можете не добиться ничего. Впускная труба имеет четко заданную пропускную способность. Поэтому опускать клапана в MAX не нужно и не имеет смысла. Другое дело попробовать поддержать клапан в открытом положение на много дольше, для это профиль кулачка делают менее острым и тогда клапан как бы “зависает” на время его фазы. Ниже я представил анимацию разных типов (даже не реальных) как ведет себя клапан при разных профилях.

  • A — нормальный кулачок распредвала
  • B — кулачок со сточеной кромкой подъема, меньше длительность
  • C — кулачок распредвала в большим подъемом
  • D — нормальный кулачок с той же высотой, но со шлифованной базой. Экстремальное опускние клапана
  • E — широкий профиль кулачка, большая длительность
Анимация работы распредвала с разными кулачками, с одним клапаном

Количество зубов на ремне и шкиве

На большинстве Шкивов распредвала в двигателях D-Серии D15B-D14-D16 на шкиве 38 зубов, тоесть по 9.47 градусов на зуб, или 18.97 градусов на полный цикл работы двигателя. Длина ремня бывает 103, 104, 106 зубов. Причем на одном и том же блоке в зависимости от количества зубов, высоты блока и ГБЦ количества зубов меняется. Так для D14A4 38 на шкиве и 103 на ремне, а вот на D14A2 на ремне 106 зубов.

Распредвал проекта h5WK с разрезной шестерней

Опыт со шприцом

Для понимания наполнения смесью цилиндра можно использовать модель которая есть наверное у всех дома. RPM, Количество оборотов минуту. Чем выше обороты, тем выше скорость движения поршня по цилиндру и тем меньше времени на открытие клапанов. Возьмите шприц, я серьезно, найдите новый чистый шприц без иглы и опустите его в воду. В первом случае медленно потяните за поршень. Естественно вода заполнит почти весь объем. Вылейте воду. Теперь попробуйте сделать тоже самое только более резким движением… Сколько вы набрали? Только половину? Меньше? Тоже самое и в двигателе.

Конечно, в двигателе поршень не останавливается на середине, объем остается прежним, а плотность уменьшается. Мало воздуха, значит мало топлива. Значит, смеси получится мало. К примеру VTEC-E (с 12 клапанами до 2500 оборотов) мало того что на трассе потребляет 6 литров, так еще и со старта выигрывает у многих соперников, ввиду своей «тяговитости и задушености». Еще один пример, зима лед, вы застряли. Если вы раскрутите двигатель до максимальных оборотах то не сдвинетесь не с места, наоборот же на низких оборотах сыграет не мощность, а именно момент.

Газораспределительный механизм в цифрах

Я советую либо себе зарисовывать для понимания. 4х тактовый двигатель называется так, потому что полный цикл составляет 4 действия: Впуск, сжатие, воспламенение и выпуск. Коленвал совершает 1 оборот, тоесть 360 градусов. 180 градусов на опускание поршня, 180 градусов на поднятие поршня. Но так как тактов (действий) 4, а не 2 то коленвалу придется повторить цикл. Тоесть полный цикл работы двигателя в 4 такта составляет 2 оборота или 720 градусов.

Распредвал, который делает полный оборот (360) является “схемой” работы впускных и выпускных клапанов и задает очередность работы цилиндров. В нашем случае 1-3-4-2 со стороны шкива. Распредвал крутится в 2 раза медленнее нежели коленвал, 1 градус на распредвале это 2 градуса полного цикла коленвала. Кстати датчик тахометра располагающийся в распределители меряет именно оборот распредвала и путем механического “умножения” на два выводит обороты на консоль. Если работу двигателя (Впуск, сжатие, воспламенение и выпуск) нарисовать в виде четвертей круга то получится что впускной клапан и выпускной клапан работает только в 1 и 4 четвертях. Но не думайте что клапаны работают только 90 градусов (180 коленвала), ведь клапану нужно время на открытие и закрытие. Поэтому есть дополнительные градусы относительно Нижней Мертвой Точки (НМТ) и Верхней Мертвой Точки (ВМТ) относительно коленвала. Этот угол в пределах 180 — 240 Градусов определяется рабочей поверхностью профиля кулачка. Угол между центрами кулачков впуска и выпуска называется углом перекрытия, в работе двигателя являющимся продувкой. В последнем 4 такте, выпуск, когда выпускной клапан в процессе закрытия, и отработавшие газ выходят через него, открывается впускной клапан. Тем самым новая смесь уже начинает заходить в цилиндр, а выходящие газы меньше нагревают двигатель, и как бы выходя из цилиндра пытаются через впускной коллектор затянуть новую смесь. Вообще двигатель это большой воздушный насос с кузовом, ваша задача обеспечить оптимальную работу насоса, и как можно эффективней перекачать воздух с меньшим уменьшением ресурса.

Примерные длительности фаз, что для чего

Mike Kojima, приводит пояснение длительностей фаз, которые обычно используется в построение двигателя, градусы приведены для коленвала.

  • 240 градусов, с углом перекрытия 15 — обычное стоковое значение для работы в пределах 700-6500 оборотов, очень экономично.
  • 265 гр, с перекрытием в 30 градусов, работает в диапазоне 4000-7500 оборотов, ХХ нужно поднять до 900RPM, подходит для начального тюнинга и уличных “покатушек”.
  • 280 гр, 4500-8000 оборотов, еще проходит экологичные нормы но ХХ уже на 950RPM подходит для гонок по кольцу к примеру.
  • 290 гр, с поднятием около 11мм, обычно такие кулачки ставятся на VTEC. Работа идет на уже на высоких оборотах 5500-8500. ХХ уже 1200 оборотов, экологические нормы уже не проходит и конечно больше предназначены для гонок нежели другие предыдущие примеры.
  • 305 гр, с высоким поднятием около 13мм, работает в диапазоне 7000-9500 оборотов, ХХ на этих кулачках около 1400 RPM. С таким распредвалом уже нужно перерабатывать и ГБЦ, и заменять впускной коллектор, можно работать с поршнями СЖ в 12:1. Имеются кстати варианты в 320 градусов фазы… Но это уже профессиональный спорт.

Лирика:Цель

Я всегда говорю, что вам нужно поставить для себя цель. Что вы хотите получить. От этого все и идет, понимаете что инженеры Honda пытались найти оптимальную работу для среднего пользователя и сделали за 10 лет 150 минимум комбинаций двигателей, с разными поршнями, системами ГРМ, и объемами от 1.2 до 1.7 литра. И не пришли к единому выбору. Хотите мощность, и большую скорость уходите в верха, будете «жужжать» на 9000 оборотах. Немного доработок и правильная настройка и у вас получится отличный снаряд. Хотите больше машину на каждый день в бюджетном виде, уходите в низы. Хороший момент даст хороший старт, и экономность в городе и на трассе. Двигатели 3-Stage наверное выигрывают и там и там за счет своей системы.

Угол перекрытия

Я несколько раз в статье вставляю одну и туже картинку, вы должны видеть и понимать о чем я пишу. Угол перекрытия это время при котором оба клапана открыты, физически это угол между осями (центрами) кулачков. Чем меньше угол перекрытия тем лучше низкие обороты и момент. Чем больше угол перекрытия тем лучше верхние обороты и соответственно мощность. Конечно в SOHC системе нельзя настроить угол перекрытия, в отличие от DOHC (двувальной ) системе ГРМ, но есть возможность отрегулировать фазы.

Пример разрезной шестерни Golden Eagle и AEM

Разрезная шестерня [нужно проверить]

Самым дешевым тюнингом является разрезная шестерня. Нужна она для изменения фаз тактов впуска и выпуска. Раньше впуск, верхние обороты поднимутся и увеличится мощность, раньше выпуск и увеличится мощность и тяга на низах. Самое интересное в данной настройке, что в низах ваш мозг уже настроен. Ваш пик по мощности уже настроен для работы до 6600 оборотов, до этого предела двигатель настроен, спустите момент немного ниже и все, машина немного изменит характер. Конечно если вы меняете сам распредвал, то придется все же настраивать смеси топливные карты.

Смотря на Шкив распредвала, вы увидите что он крутится против часовой стрелки, если относительно него распредвал повернуть по ходу движения то впускные клапана открываются и закрываются раньше что благоприятно сказывается на низах, если же вращать по часовой стрелки распредвал то вы уйдете в высокие обороты то есть в мощность.

DOHC или SOHC?

В SOHC кулачки выпускного и впускного клапанов находятся на одной оси (вале) и естественно неподвижны. Единственное что вы можете сделать это суммарно поменять фазы впуска и выпуска используя разрезную шестерню. Крутим в одну сторону уменьшаем впуск и увеличиваем выпуск, в другую на оборот. Если же вы берет двувальную систему, то у вас есть возможность регулировать фазы как для впуска так и для выпуска. Причем вы можете еще и поменять один из двух распредвалов не меняя настройки его пары. Именно поэтому DOHC в этом плане выигрывает у SOHC систем.

Дополнительные рисунки к сравнению кулачков

Как видите кулачки одинаковы по базе, различаются по высоте C и по базе D Зато в начале работы видно что B проигрывает а E уже достиг своей максимальной точки D возможно уже уперся в поршень, да и надежность такой тонкой базы вызывает сомнение. Кулачок C увеличил высоту, и конечно потока пройдет больше, но это полумера E продолжает держать максимальную планку почти до конца работы.

Похожее

Замена распредвала двигателя — цена работы в Автосервисе 007 в Екатеринбурге

Замена распредвала в Екатеринбурге — одна из самых дорогих услуг, поскольку работа трудоемкая, и в стоимость включена цена самой детали (в некоторых моделях достигает 3000 долларов). Наш автосервис предлагает выполнить эту процедуру по сниженной цене, поскольку мы сотрудничаем напрямую с несколькими производителями оригинальных деталей.

Стоимость

Проводимые работы Стоимость, руб (отеч.) Стоимость, руб (ином.)
Диагностика двигателя 500 500
Ремонт ГБЦ от 4000 от 4000
Замена поршневых колец от 11000 от 11000
Замена прокладки ГБЦ от 6000 от 6000
Расточка цилиндров от 3000 от 3000
Притирка клапанов от 4000 от 4000
Замена масла в двигателе 350 р. 500 р.
Промывка двигателя и замена масла 450р. 500–2000 р.
Замена воздушного фильтра 100–200 р. от 100 р.
Замена топливного фильтра 400 р. 400-1500 р.
Замена салонного фильтра 100–300 р. 300-1000 р.
Капитальный ремонт от 15 000 р. от 17000 р.
Снятие и установка двигателя от5000 р. от 6000 р.
Шлифовка ГБЦ 1500 1500-2500
Замена поршневых колец 5000–10 000 р. 5000–35 000 р.
Замена маслосъемных колпачков (со снятием ГБЦ) 2000 – 6000 р. 2000–20 000 р.
Замена клапанной прокладки 500 – 1200 р. 500–5000 р.
Замена цепи от 2500 р. 2500–25 000 р.
Замена натяжителя цепи 200–1500 р. 1500–25 000 р.
Регулировка цепи (натяжка) 100–1500 р. 500–5000 р.
Замена переднего сальника (коленвала) 1500–2500 р. 2500–25 000 р.
Замена заднего сальника (коленвала) 2200-5200 р. 2500–12 000 р.
Замена сальника распредвала 500–1500 р. 500–5000 р.
Замена распредвала 1200–2500 р. 2500–30 000 р.
Замена прокладки поддона 1000–1200 р. 1000–5000 р.
Замена масляного насоса 1500–2500 р. 1500–10 000 р.
Замена ремня генератора от 300 р. 500–2500 р.
Замена помпы 700-1200 р. 1000–15 000 р.
Замена прокладки головки блока От 1500 р. От 5000 р.
Замена ремня ГРМ 1200 –3500 р. 1500–15 000 р.
Замена коллекторных прокладок 500–2500 р. 1500–7000 р.
Замена опоры двигателя 400 р. 500–1500 р.
Замена опору двигателя КПП 400 р. 500–1500 р.
Замер компрессии 600р. от 600 р.
Замена головки блока цилиндров от 3000 р. 3000–10 000 р.
Замена гидрокомпенсаторов от 3000 р. 3000–9000 р.
Замена ремня гидроусилителя 400 р. 400–2600 р.

Важность распредвала в работе автомобиля

Эта деталь контролирует, как двигатель всасывает воздух. Утечки масла вызывают беспокойство, потому что масло — это жидкость, которая поддерживает смазку вашего двигателя. Когда мотор получает недостаточное количество этой смазки, другие детали могут быть повреждены, а смазочная жидкость может быть загрязнено мусором. Из-за расположения распределительного вала утечки масла в этой области особенно вредны для мотора.

Как правило, он не сломается, если не пренебрегать своевременным техническим обслуживанием и заменой масла, а также не допускать попадания грязи на клапаны.

Когда требуется замена распредвала

Механическая прокладка или электрические компоненты, поддерживающие распределительный вал, могут выйти из строя по разным причинам. Датчик положения может просто износиться, особенно часто это случается в старых моделях.

Распространенные симптомы, указывающие на необходимость замены датчика положения распределительного вала:

  • Двигатель глохнет или не заводится.
  • Машина изо всех сил пытается разогнаться, но не поддерживает скорость.
  • Автомобиль “спотыкается” при запуске.
  • Управление неровное.

Если вы заметите какие-либо симптомы неполадок в работе распределительного вала и связанных с ним деталей, лучше всего обратиться к нам как можно скорее. Вы можете воспользоваться услугой эвакуации авто, если оно находится в нерабочем состоянии.


Самые частые неисправности распредвала — Автосервис Траектория Пермь

Четкая работа двигателя напрямую связана с правильной работой распределительного вала, который собственно и отвечает за синхронность работы клапанов и всей поршневой группы двигателя.

Являясь основной частью многокомпонентного газораспределительного механизма автомобиля, сам распредвал имеет довольно простую конструкцию.
Состоит из кулачков, количество которых соответствует количеству клапанов двигателя, соединяется со шкивом («звездочкой») коленвала ремнем или цепью ГРМ.

Распредвал может находиться как в верхней части ГБЦ, так и нижней части, непосредственно в самом блоке цилиндров, хотя сегодня последний вариант практически уже не используется, но его еще можно встретить на старых автомобилях или автомобилях с низкооборотистым мотором.
Верхнее размещение распределительного вала в головке ГБЦ позволило автопроизводителям сделать моторы большой мощности с высокими рабочими оборотами.

Следить за состоянием этого механизма нужно тщательно, ведь его неисправность влечет не только снижение мощности двигателя, но и способна вызвать более масштабные поломки силового агрегата.

Прежде всего, необходимо регулярно производить внешний осмотр сальников распредвала, на них не должно быть трещин, разрывов или потертостей, а также проверять целостность ременных или цепных соединений.

На этом возможности внешней оценки исправности распредвала заканчиваются, более тщательная диагностика механизма проводится после демонтажа головки БЦ.

Как правило, неисправность распределительного вал, до момента критического выхода из строя, ничем специфическим себя не проявляет.

Это может быть и падение мощности двигателя, и посторонние звуки из-под капота (стук или вибрация двигателя), и неустойчивая работа на холостых оборотах, и трудности запуска двигателя в мороз, все эти симптомы характерны при неисправности многих механических компонентов двигателя автомобиля.

Определить неполадку задача довольно непростая, часто требующая профессиональных знаний и специального оборудования.

Диагностика распределительного вала позволит определить его техническое состояние, уровень износа и выявить различные дефекты механизма.

Самые частые неисправности распредвала, с которыми сталкиваются автовладельцы, следующие:

Изнашивание кулачков распределительного вала.

Об этой неисправности внимательный автовладелец может узнать по характерному стуку в двигателе при «холодном» запуске.
В дальнейшем при игнорировании проблемы, износ кулачков будет усиливаться, а вместе с ним возрастет и стук в двигателе, могут появиться лязгающие звуки не только при запуске автомобиля, но и в процессе движения.

Причинами возникновения проблемы могут быть:

  • использование не качественного моторного масла,
  • засорение масляного фильтра,
  • перегрев двигателя, приведший к изменению свойств моторного масла и снижению его смазывающей способности;
  • критически низкий уровень масла в моторе;
  • ошибочно выставленный зазор клапанов и неправильная установка фаз газораспределения.

Если износ кулачков распредвала незначительный и ситуацию можно исправить без его замены, то специалисты нашего автосервиса предложат произвести восстановительные мероприятия.

Все изношенные части пройдут шлифовку и регулировку, после чего в обязательном порядке делается правильная настройка рабочего режима распредвала и проверка работоспособности системы охлаждения двигателя.

Встречаются и дефекты шеек опоры распределительного вала.

Это могут быть царапины, задиры, потертости, а также механические повреждения, такие как трещины, прогибы или изменения формы детали.

Мелкие дефекты могут быть вызваны естественным износом, при значительном пробеге автомобиля, низким уровнем масла в двигателе или его некачественным составом.

Как правило, такие повреждения устраняются шлифовкой с одновременной очисткой деталей поршневой группы.
Проверяется работоспособность масляного насоса и системы охлаждения мотора. Если износ детали значительный или царапины и задиры не поддаются шлифовке, то нужно не только заменить распредвал, но и выяснить причину такого износа детали, иначе вскоре замена может потребоваться снова.

Значительные механические повреждения распределительного вала, разрывы, трещины, прогибы чаще всего связаны с интенсивной эксплуатацией автомобиля в экстремальных для него условиях или участием в ДТП.

Обнаруженная на распредвале трещина или разрыв, это абсолютные показания к замене детали, т.к. восстановить такую деталь невозможно.

Необходимость замены распределительного вала при прогибе определяется инструментальной диагностикой. Если результат тестирования покажет отклонение от нормы более, чем на 0,05 мм., то деталь следует заменить.

Замену распределительного вала можно произвести самостоятельно, но стоит помнить, что это фактически вмешательство в двигатель, что при неудачной попытке ремонта может привести к выходу из строя силового агрегата, а это уже совсем другая финансовая история.

В любом случае процесс замены распредвала не назвать быстрым и легким, даже у профессионала он занимает довольно продолжительное количество времени.

Так, для замены распредвала нужно провести демонтаж воздушного фильтра, крышки ГБЦ и самой ГБЦ, снять ремень или цепь ГРМ, слить технические жидкости.

После замены детали и сборки узла необходимо провести регулировку зазора клапанов, выставить угол зажигания, отрегулировать натяжение ремня привода, заменить моторное масло и залить охлаждающую жидкость.

Обязательно нужно проверять герметичность уплотнительных соединений и сальника распредвала.
Течь масла из-под сальника неприятность довольно распространенная, особенно после кустарной «домашней» замены узлов двигателя.

Сколько это стоит? Цены на такие работы вполне лояльны. Позвоните нам и убедитесь сами!
Ремонт ГБЦ. Прайс на услуги автосервиса от 01.01.2019
Наименование Тип двигателя   Отечественные Иномарки седан Джип Кроссовер
Гидрокомпенсаторы (замена) 16 клапанов 16 клапанов от 4000 4000 6000
Гидрокомпенсаторы (замена) 8 клапанов 8 клапанов от 3500 3500  
Гидротолкатели клапанов (замена) V-образный V-образный от 4000 4000 6000
Гидротолкатели клапанов (замена) однорядный однорядный от 3500 3500  
Гидротолкатели клапанов (замена) оппозитный оппозитный от 8000 8000
Головка блока (ремонт) со с/у однорядный   от 8000 10000 14000
Головка блока (с/у) однорядный   от 5000 8000 8000
Крышка постелей распредвала (склейка) с/у   от 3500 5000  
Фрезеровка ГБЦ   от 1500 1500 1500
Шлифовка ГБЦ   от 1000 1000 1000
Замена седла клапона   от 900 900 900
Клапан (притирка) за 1 шт   от 150 150 150
Клапана (регулировка) зазоров 16 клапанов 16 клапанов от   3500  
Клапана (регулировка) зазоров 8 клапанов 8 клапанов от 1100 1200  
Колпачки маслосъемные (замена) 16 клапанов 16 клапанов от 6000 8000 8000
Колпачки маслосъемные (замена) 8 клапанов 8 клапанов от 5000 5000  
Распред. вал с регулировкой клапанов (с/у) V-образный V-образный от 10000 10000
Распред. вал с регулировкой клапанов (с/у) однорядный однорядный от 10000 10000
Распред. вал с регулировкой клапанов (с/у) оппозитный оппозитный от 15000 15000

Что такое распределительный вал и как он работает?

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

Старая технология

Предположим, вы знакомы с основной функцией двигателя внутреннего сгорания — топливо и воздух воспламеняются внутри цилиндра, производя взрывную энергию, которая преобразуется в движение с помощью поршней, коленчатого вала и трансмиссии.

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

Распределительный вал, однако, является одной из старых деталей и исправно работает с первых дней изобретения и развития двигателей. Это связано с тем, что сам кулачок является невероятно древней идеей, восходящей к Турции 13 -го -го века, где он использовался в различных механизмах легендарным Исмаилом аль-Джазари и описан в его «Книге знаний гениальной механики». Устройства».

Перенесемся в 21-й -й век, и его принципы работы сейчас такие же, как и тогда.

Синхронность и форма

Распределительный вал представляет собой относительно простой компонент — простой отрезок стержня или вала с расположенными вдоль него фигурными кулачками, которые были названы « кулачковыми выступами ». Когда вал вращается, форма кулачка позволяет ему воздействовать на клапан или переключаться в степени, соответствующей жесткости его формы, при этом скорость вращения контролирует скорость действия.

В современном двигателе внутреннего сгорания они обычно, но не обязательно, расположены непосредственно над рядами цилиндров, где они управляют клапанами. Их калибровка точно контролирует количество воздушно-топливной смеси, поступающей в камеру, и то, насколько эффективно отработавшие выхлопные газы от предыдущего воспламенения могут покинуть камеру, освобождая место для следующего заряда.

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

Для обеспечения этого момента распределительные валы соединены через зубчатый ремень или цепь с поворотом коленчатого вала, который непосредственно перемещает поршни внутри цилиндра. Более того, форма самих кулачков также тщательно продумана для контроля скорости открытия и закрытия клапанов. Это более известно как система изменения фаз газораспределения .



Основное действие кулачка.

Преимущества в цифрах

В двигателе может быть различное количество распределительных валов, в зависимости от его расположения цилиндров и работы клапана.Поскольку вам нужен как минимум один распределительный вал на ряд цилиндров, для рядных двигателей требуется всего один распределительный вал, тогда как для V-образного расположения потребуется как минимум два. В некоторых двигателях используются двойные верхние распределительные валы (DOHC), поэтому их может быть до четырех на два ряда цилиндров.

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

Четыре клапана на цилиндр являются распространенной конфигурацией из-за ее эффективности, поскольку при этом используется максимальное пространство головки цилиндров.Хотя SOHC также может управлять четырьмя клапанами на цилиндр, для этого требуется сложная система штоков и кулачков, поэтому вместо этого предпочтительнее использовать DOHC.


Вся система в работе.

Изменения на горизонте

В значительной степени DOHC позволяет использовать более сложную технологию клапанов, которая работает для изменения синхронизации, продолжительности и подъема клапанов. Этот контроль может повысить эффективность использования топлива, увеличить мощность и уменьшить выбросы, когда это необходимо, в зависимости от ситуации.

В последние годы это была крупная инновация в конструкции двигателя, и почти каждый производитель автомобилей имеет свою собственную версию, работающую над множеством различных элементов системы газораспределения двигателя.

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

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

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ ИЗ СЕРОГО И КОВКОГО ЧУГУНА. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ СЕГОДНЯ

Распределительные валы — Как работает автомобиль

Распределительный вал управляет открытием и закрытием клапанов в нужное время для фактической работы двигателя. Клапаны и распределительный вал вместе составляют клапанный механизм, или клапанный механизм .

[Иллюстрация распределительного вала]

Распределительный вал представляет собой вращающийся вал, состоящий из нескольких грушевидных кулачков, известных как кулачки .Кулачки упираются в клапаны, и выпуклость в кулачке заставит клапан открыться. Распределительный вал — наиболее точно спроектированная часть всего автомобиля — его можно рассматривать как механическую компьютерную программу, которая сообщает каждому клапану, когда открываться и как далеко двигаться, когда он открывается.

[Изображение ремня ГРМ]

Клапаны должны открываться и закрываться в нужный момент по отношению к поршням. То есть на такте впуска мы хотим, чтобы впускной клапан был открыт, а на такте выпуска выпускной клапан был открыт.В остальное время клапаны закрыты. Следовательно, клапаны должны быть синхронизированы с поршнями, и это происходит путем соединения распределительного вала с коленчатым валом с помощью зубчатого ремня, зубчатой ​​цепи или системы зубчатых колес. Поршни вращают коленчатый вал, который поворачивает распределительный вал, управляющий клапанами.

Распредвалы

[Раскладки OHC и OHV]

Используются две различные схемы, определяющие положение распределительного вала в двигателе.В преобладающей конструкции двигателя, известной как верхний кулачок или OHC, распределительный вал находится над клапанами. Другая договоренность верхний клапан (OHV) и в этой компоновке распределительный вал будет установлен в блоке двигателя, ниже клапанов. Затем клапаны приводятся в движение толкателями, которые воздействуют на коромысла. У обеих систем есть свои преимущества и недостатки, но двигатели с верхним расположением распредвала в настоящее время почти универсальны, за исключением больших двигателей V8 производства Chevrolet.В этом руководстве мы будем говорить в основном об аранжировках OHC, потому что они более прямые и понятные.

[Компоновка с двумя кулачками и один кулачок]

Для двигателей OHC в двигателе может быть один распределительный вал или может быть один распределительный вал для впускных клапанов и один для выпускных клапанов — это наиболее распространенная схема для современных двигателей, известная как двухкамерный двигатель или двойной верхний кулачок (ДОХК). Там, где используется один распределительный вал, известный как одиночный верхний кулачок (SOHC), распределительный вал будет воздействовать через коромысла на каждый ряд клапанов.

[V- и W-образные двигатели с головками]

В V-образных и W-образных двигателях с верхним расположением распределительных валов на каждый ряд цилиндров приходится один или два распределительных вала. В двигателе Bugatti W16, который имеет компоновку DOHC, есть два ряда цилиндров и, следовательно, два распределительных вала на каждый ряд, что дает в общей сложности четыре распределительных вала.

Распределительный вал устанавливается в головку блока цилиндров с привинченными крышками для фиксации распределительного вала в его отверстии. Распределительный вал, как и коленчатый вал, вращается на масляной пленке, которая нагнетается в зазор между шейкой распределительного вала и отверстием через отверстие.Как и в случае с коленчатым валом, зазор между распределительным валом и его отверстием точно определен, чтобы обеспечить соответствующий поток масла для поддержания зазора коленчатого вала.

Конструкция распределительного вала

Расположение и форма распределительного вала в значительной степени определяют характеристики двигателя. Профиль кулачка определяет не только то, когда каждый клапан должен открываться и закрываться, но и скорость, с которой он движется, и насколько далеко он должен открываться.

Форма лепестка

Форма кулачков определяет параметры работы двигателя.У нас будет полная статья о геометрии распределительного вала, включая объяснения профиля кулачка, подъема, продолжительности и времени.

Толкатели клапанов

Как уже говорилось, вращающиеся кулачки давят на клапаны, управляя их открытием. Распределительный вал вращается, поэтому кулачки кулачка при вращении создают боковую силу. Если бы эта боковая сила действовала на тонкий шток клапана, это вызвало бы изгиб и деформацию. Чтобы избежать этого, между наконечником штока клапана и кулачком устанавливается цилиндрическая прокладка, называемая кулачковым подъемником (также кулачковым толкателем, толкателем или подъемником).Толкатели используются по нескольким причинам, но главная из них заключается в том, чтобы гарантировать, что сила, действующая на шток клапана, просто толкает его вниз, а не действует вбок. Более широкая плоская поверхность толкателя позволяет кулачку кулачка скользить легче.

Клапанный зазор (зазор)

В закрытом состоянии торец клапана должен плотно прилегать к седлу. Для этого между толкателем и кулачком кулачка поддерживается небольшой зазор. Важно, чтобы этот зазор был точным, слишком маленький зазор и есть риск того, что клапан не сядет должным образом.Слишком много, и будет лишний шум от клапанного механизма, поскольку части гремят друг о друга.

[График клапанного зазора]

Клапанный зазор эффективно срезает нижний профиль кулачка, самый первый участок от закрытия клапана до начала открытия.

Сроки передач

Распределительный вал приводится в движение зубчатой ​​шестерней, которая получает привод через зубчатый ремень или цепь от коленчатого вала. Четырехтактный цикл требует двух оборотов коленчатого вала для полного цикла, поэтому распределительный вал приводится в движение с половиной скорости коленчатого вала.То есть коленчатый вал вращается дважды за каждый один оборот распределительного вала.

Поскольку распределительный вал кодирует весь четырехтактный цикл для всех цилиндров, можно определить положение двигателя в цикле по положению распределительного вала. А датчик положения распредвала (также называется датчик угла поворота распределительного вала ) используется для считывания этой информации, и данные потребляются компьютером управления двигателем, а затем используются для определения времени других операций, таких как впрыск топлива и зажигание.Датчик положения распредвала — самый важный датчик в системе управления двигателем — его выход из строя почти гарантирует, что двигатель вообще не заведется — потому что компьютер не будет знать, какие цилиндры нуждаются в искре или топливе в данный момент.

Обновления

Установка распределительного вала с другим профилем может изменить характеристики двигателя. Распредвалы для двигателей, которые популярны для модификации, будут доступны в различных профилях. В зависимости от их назначения они могут повышать производительность на высоких скоростях за счет более длительного удержания клапанов открытыми или уменьшать подъем клапана для увеличения крутящего момента на низких скоростях.

ПРИМЕЧАНИЯ:

Профиль лепестка

Camshaft Selection and Design

Симметричный — разные наклоны на стороне открытия и закрытия распределительного вала.

Агрессивный — быстро открывает клапаны.

Pointy — Высокий подъем.

Асимметричный будет иметь более крутую рампу для быстрого открытия клапана и более плавную сторону закрытия, чтобы смягчить клапан при закрытии.

Распределительные валы могут изменить звук двигателя — увеличенная продолжительность выхлопа усиливает рычание выхлопа.

Лифт

Продолжительность

Центр лепестка

Перекрытие

Подъем клапана в зависимости от подъема кулачка зависит от передаточного числа коромысла.

Более высокая продолжительность лучше при высоких оборотах, когда требуется больше времени для поступления газов в цилиндр и из него. При низких оборотах для этого есть время, поэтому большая продолжительность приведет к снижению давления прокачки.

Работа распределительного вала и типы [Полная информация]

Работа распределительного вала и типы: — Кулачок может быть определен как элемент машины с изогнутым контуром, который своим движением (колебанием или вращением) обеспечивает движение другого элемента, называемого толкателем .

Рабочие и типы распределительных валов
  • Кулачок представляет собой вращающийся механический элемент, используемый для передачи энергии другому элементу (ведомому элементу) посредством прямого контакта. Кулачок распределительного вала может быть возвратно-поступательным (подразумевается часть машины, движущаяся вперед и назад по прямой), вращающейся или колеблющейся.
  • Кулачковый механизм широко используется в работе многих классов машин, например, для управления клапанами в двигателях внутреннего сгорания, в первичном оборудовании, зуборезных станках и т. д.

Главный распределительный вал
  • В распределительном валу используются выступы (называемые кулачками), которые используются для нажатия на клапан, чтобы открыть его при вращении распределительного вала; пружины на клапанах возвращаются в закрытое положение.

Материал распределительного вала
  • Установленные распределительные валы в основном изготовлены из модульного чугуна и подвергнуты индукционной закалке (индукционная закалка — это поверхностная закалка компонентов из стали и других сплавов). Детали, подлежащие нагреву, помещаются внутрь медной катушки, а затем нагреваются до температуры их трансформации путем нанесения к переменному току к катушке) для предотвращения износа.Другие варианты: сталь, нержавеющая сталь, латунь и бронза.

Основными регионами производства распределительных валов в мире являются Детройт, Франкфурт, Шанхай и Сингапур.

Рабочий распределительный вал

Распределительный вал является наиболее критической и важной частью двигателя внутреннего сгорания. Его основная функция заключается в управлении фазами газораспределения, тем самым позволяя впускному клапану открываться в нужное время для подачи воздушно-топливной смеси в двигатель. Распределительные валы в основном представляют собой лепестки, которые устанавливаются в двигателе транспортного средства, чтобы дать выхлопу достаточно времени для выпуска или выхода из камеры сгорания.

Типы распределительных валов

обычно существует два типа распределительного вала в категории; плоские толкатели и роликовые кулачки в этих категориях есть еще два варианта: сплошные и гидравлические. Далее всего четыре вариации.

  • Плоский кулачок толкателя: кулачок четко обозначен на пике подъема. Распределительный вал с плоским толкателем установлен таким образом, что кулачок и подъемник соприкасаются друг с другом, а подъемник вращается на кулачке кулачка.подъемник должен вращаться к выступу, чтобы предотвратить разрушительный и ненужный износ.
  • Ролик кулачки: передняя часть кулачков ролика закруглена, что означает, что ролик удерживает клапан открытым при более высоком подъеме в течение большего периода времени, что влияет на потребность в топливе/воздухе. Форма лепестка также открывает клапан намного быстрее.

Разница между сплошным и гидравлическим распределительным валом

Твердые подъемные кулачки могут быть хорошим вариантом для гоночного двигателя.Обычно они оснащены более быстрыми кулачками, чем гидравлические распределительные валы, но не такими быстрыми, как роликовые распределительные валы. Им также нужны более жесткие пружины, чем гидравлическим кулачкам, но они не такие жесткие, как роликовые кулачки.

ОПЕРЕЖЕНИЕ/ЗАМЕДЛЕНИЕ

Оба этих процесса можно выполнить, изменив соосность распределительного вала с помощью зубчатого ремня. Оба процесса имеют свои преимущества и недостатки:

  1. Открывайте клапан раньше.
  2. Уменьшите поршень до зазора впускного клапана.
  3. Уменьшить поршень до зазора выпускного клапана.
  4. Создание крутящего момента на низких оборотах.
  1. Открывайте клапан раньше.
  2. Повышение конечного крутящего момента (подробнее).
  3. Уменьшить поршень до зазора впускного клапана
  4. Уменьшить поршень до зазора выпускного клапана

Краткое руководство по распредвалу

Для бесперебойной работы двигателя внутреннего сгорания распределительный вал является одним из важнейших компонентов. Распределительный вал и коленчатый вал должны работать синхронно, чтобы обеспечить надлежащее механическое управление системами зажигания.Из-за его жизненно важной роли обработка распределительного вала всегда требует жестких допусков.

Но знаете ли вы, что такое распределительный вал? А что делает распределительный вал? Существуют ли различные типы распределительных валов?

Мы составили краткое руководство по распределительным валам, чтобы дать вам все необходимые ответы. Давайте начнем.

Что такое распределительный вал?

Распределительный вал двигателя внутреннего сгорания — это часть клапанного механизма, которая регулирует подачу топлива и выпуск или выпуск отработавших газов.Распределительный вал обычно расположен в верхней части двигателя (над цилиндром). Распределительный вал соединен с коленчатым валом ремнем и цепью.

Одной из самых основных и основных функций распределительного вала является обеспечение закрытия и открытия впускных/выпускных клапанов.

Распределительный вал изготовлен из различных металлов и имеет форму цилиндрического вала или стержня с яйцевидными кулачками, которые вращаются для создания мощности. Распределительные валы в значительной степени влияют на производительность вашего двигателя при увеличении скорости.

Какова функция распределительного вала?

Распределительный вал как деталь используется в двигателях внутреннего сгорания. Основная функция распределительного вала — открывать и закрывать клапаны двигателя с помощью многочисленных кулачков (яйцевидных выступов).

Распределительный вал имеет несколько применений и применений — в двигателях внутреннего сгорания, системах зажигания с механическим управлением и в качестве первых регуляторов скорости двигателя.

Кроме того, распределительные валы состоят из четырех различных частей: кулачковых кулачков, коренных шеек, концов и кулачковых подшипников.Каждая из этих деталей жизненно важна для изготовления распределительного вала с огромным максимальным крутящим моментом.

Типы приводов распределительных валов

Вообще говоря, существует три типа приводов распределительных валов: одинарный верхний распределительный вал (SOHC), двойной верхний распределительный вал (DOHC) и толкатель или верхний клапан (OHV). Давайте посмотрим на каждый из них.

Одинарный верхний распределительный вал (SOHC)

Двигатель с одним верхним распредвалом имеет по одному распредвалу на головку (ряд цилиндров).Это старейшая конструкция двигателей с верхним расположением распредвала. Большинство двигателей SOHC будут иметь по два клапана на каждый цилиндр.

Коленчатый вал — это часть, которая приводит в действие SOHC через подключенную цепь привода ГРМ. Эту цепь или ремень необходимо выравнивать и регулярно осматривать. Поврежденный или смещенный ремень ГРМ может порваться и вызвать серьезные проблемы.

Двойной верхний распределительный вал (DOHC)

Как следует из названия, двигатели DOHC имеют по два распределительных вала на ряд.Двойные верхние распределительные валы также известны как двигатели с двумя распредвалами. В двигателях с более чем четырьмя клапанами на цилиндр обычно используются двойные верхние распределительные валы.

Использование двойного верхнего вала вместо одинарного позволит увеличить мощность двигателя. Логика этого проста — с DOHC можно использовать больше впускных и выпускных клапанов, а значит, будут большие отверстия для потока газа. В начале 2000-х большинство автомобилей уже использовали двигатели DOHC.

Верхний клапан (OHV) распределительных валов

Распредвалы двигателей

OHV также известны как двигатели Pushrod.Подобно DOHC и SOHC, двигатель с верхним расположением клапанов также имеет клапаны над цилиндром, в головке двигателя. Но, в отличие от DOHC и SOHC, где распределительный вал находится в головке, в двигателе с верхним расположением распределительный вал находится внутри блока цилиндров.

В двигателях Pushrod распределительный вал приводится в движение через зубчатую цепь. С такими зубчатыми передачами двигатели Pushrod менее подвержены поломкам. Однако они имеют ограниченный скоростной потенциал.

Как работает распределительный вал в двигателе?

Распределительный вал расположен в верхней части двигателя над цилиндром двигателя.Обычно распределительный вал соединяется с коленчатым валом внизу с помощью зубчатого ремня. Чтобы правильно контролировать сгорание, производителю необходимо синхронизировать шестерни распределительного вала и коленчатого вала. Эта процедура называется фазами газораспределения.

Под действием коленчатого вала цилиндрический распределительный вал начинает вращаться, а кулачки по всей его длине начинают давить на рычаги, открывающие клапаны двигателя.

Что крутится быстрее — распредвал или коленвал?

Чтобы объяснить скорость вращения коленчатого и распределительного валов и то, как они работают вместе, мы должны начать с объяснения цикла сгорания.Типичный цикл имеет четыре точки: впуск, сжатие, мощность и выпуск. Чтобы запустить этот четырехступенчатый цикл сгорания, распределительный вал и коленчатый вал, соединенные цепью ГРМ, начинают работать вместе.

За один цикл сгорания коленчатый вал делает два полных оборота, а распределительный вал — один. Это означает, что коленчатый вал вращается быстрее — с удвоенной скоростью. По сравнению с поршнем каждый клапан открывается один раз на каждые два оборота коленчатого вала.

Из какого материала сделан распределительный вал?

Из-за необходимости стабильности, долговечности и термостойкости распределительные валы обычно изготавливаются из определенных типов металлов.Чаще всего производители используют два типа материалов для изготовления распределительных валов – чугун и кованую сталь.

Чугун

Как один из наиболее распространенных материалов для изготовления распределительных валов, чугун обычно является первым выбором для крупносерийных заказов.

Чугун

обычно используется для распределительных валов из-за его долговечности и устойчивости к износу. Распределительные валы из чугуна изготавливаются в процессе охлаждения, что придает им необходимую твердость. Обычно производители смешивают другие элементы перед отливкой чугуна.Это дает им необходимые функции в зависимости от применения распределительного вала.

Кованая сталь

Распределительные валы из кованой стали, также известные как стальные заготовки, могут иметь более высокое качество, но обычно больше подходят для мелкосерийного производства. Однако из-за своего превосходного качества распределительные валы из кованой стали часто лучше подходят для конкретных применений.

Для производства распределительных валов из кованой стали производители используют ковку или механическую обработку на фрезерном станке. Как правило, производители используют стальные стержни из разных материалов для производства распределительных валов.Когда они используют сталь, такую ​​как EN40b, распределительный вал также должен пройти термическую обработку.

Что вызывает проблемы с распределительным валом?

Как неотъемлемая часть двигателя распределительный вал всегда должен быть в первоклассной форме. Да, конечно, можно использовать двигатель с поврежденным распредвалом, но это может привести к более серьезной проблеме. Есть несколько распространенных проблем с распредвалами:

Износ кулачков

Одной из наиболее распространенных проблем, требующих ремонта или замены распределительного вала, является износ кулачков распределительного вала.Как движущиеся компоненты, кулачки кулачков часто соприкасаются с мусором, грязью и неправильным смазыванием. Поэтому со временем они могут выйти из строя и потребовать замены.

Неисправен датчик распредвала

Вторая причина проблем с распредвалом — неисправный датчик распредвала. Работа датчика распределительного вала заключается в контроле синхронизации вращения распределительного вала и коленчатого вала. На основании отчетов этого датчика мы контролируем системы зажигания и впрыска топлива. Излишне говорить, что если этот датчик неисправен, у автомобиля могут возникнуть различные проблемы с производительностью или зажиганием.

Рассинхронизация ремня ГРМ

И, наконец, третья и самая серьезная причина проблем с распределительным валом — это разбалансировка распредвала и коленчатого вала, обычно вызванная неисправным ремнем ГРМ.

Поврежденный или не синхронизированный ремень ГРМ может нанести ущерб распределительному валу и всему двигателю. Например, это может привести к повреждению поршней, клапанов, лепестков, коромыслов или даже поломке всего распределительного вала.

Что заменить при замене распределительного вала?

Если вам нужно заменить распределительный вал двигателя, есть несколько других деталей, которые вы, возможно, захотите заменить, пока вы это делаете.

Например, проверьте и при необходимости замените следующие компоненты: пружины клапанов, уплотнения клапанов, цепь или шестерни привода ГРМ, прокладку распределителя, прокладку коллектора, гармонический балансир, болты распредвала, прокладку карбюратора, прокладку водяного насоса, прокладку Т-стата, топливный насос. прокладка, болт коленчатого вала двигателя, прокладка масляного поддона, штифты и т.д.

Помимо вышеперечисленных компонентов, мы рекомендуем вам произвести замену масла и полную проверку двигателя.

Сколько стоит распределительный вал?

Замена распределительного вала – услуга, требующая финансовых затрат.Конечно, стоимость замены или ремонта распределительного вала будет зависеть от типа распределительного вала и причиненного ущерба.

Например, если вы заменяете только датчик распредвала, это может стоить вам от 150 до 250 долларов. Однако, если вы заменяете весь распределительный вал, затраты на рабочую силу плюс материалы могут стоить вам от 1500 до 3000 долларов.

Распределительные валы

рассчитаны на то, чтобы работать до тех пор, пока работает двигатель, поэтому они, как правило, не должны вызывать краткосрочных проблем. Однако, если вы заметили признаки повреждения распределительного вала, такие как проблемы с ускорением, мигание индикаторов «проверьте двигатель» или уменьшенный расход бензина, требуется замена распределительного вала.

Можете ли вы предложить распредвалы по индивидуальному заказу?

Да! В прошлом процессы производства распределительных валов не были такими передовыми, поэтому высококачественное производство было предназначено только для небольших и дорогих заказов. В настоящее время наши высокотехнологичные, передовые технологии обработки и фрезерования позволяют нам предлагать распределительные валы по индивидуальному заказу без минимального заказа.

Если вам нужны распределительные валы определенного типа, не стесняйтесь обращаться к нам. Наши качественные услуги по обработке с ЧПУ по запросу позволяют предложить специальную производственную команду и производить распредвалы по индивидуальному заказу в любом количестве.

Заключение

В общем, мы искренне надеемся, что наш путеводитель по распределительным валам и их функциям был практичным и ответил на все ваши вопросы по теме. Зная, что распределительный вал является такой неотъемлемой частью двигателей внутреннего сгорания, становится очевидной важность его точного изготовления и долговечности.

Если вам нужна помощь в разработке индивидуального распределительного вала, свяжитесь с нами, и мы создадим прототип вашего распределительного вала. Независимо от типа распределительного вала, принцип остается неизменным – качество и безопасность превыше всего! Надеемся, что это подробное руководство по распределительному валу и его функциям помогло вам многому научиться.

Сколько лошадиных сил добавляет распределительный вал? — Автомобиль, грузовик и транспортное средство Как направлять

Желание получить больше мощности от двигателя — это ситуация, в которой мы все были. Независимо от рабочего объема или мощности, которую он уже обеспечивает, выжать немного больше — это всегда хорошо.

Вы, вероятно, пришли к выводу, что вам следует заменить распределительный вал, из обсуждений на форуме и видео на YouTube. Это разумная стратегия, так как доказано, что установка высокопроизводительного распределительного вала увеличивает мощность, но реальный вопрос заключается в том, сколько мощности он добавляет?

Хотя распределительный вал действительно увеличивает мощность, он составляет всего 10-20 лошадиных сил и, как правило, менее чем на 10%.Часто упоминаемый прирост в 50-100 лошадиных сил возможен только с рядом сопутствующих модификаций посредством модов Stage 1 и Stage 2.

В этой статье мы обсудим, как работает распределительный вал и почему переход на высокопроизводительный вариант увеличивает мощность, а также способы дальнейшего увеличения выходной мощности. Продолжайте читать, если хотите узнать больше!

Как работает распределительный вал?

Распределительный вал представляет собой стержень, который может располагаться в нижней или, чаще, в верхней части двигателя.Он имеет набор точно обработанных кулачков, которые точно рассчитаны для открытия и закрытия клапанов.

Распределительный вал, расположенный в нижней части блока цилиндров, является частью кулачковой системы с толкателем. Как следует из названия, распределительный вал толкает набор стержней, которые проходят к клапанам и управляют ими.

Если распределительный вал расположен вверху, мы называем его верхним распределительным валом. Вы слышали о двойном верхнем распределительном вале — это система с двумя распределительными валами, один из которых управляет выпускным клапаном, а другой управляет впускным клапаном.

Когда вы слышите термин «16-клапанный четырехцилиндровый двигатель», это означает, что распределительный вал имеет четыре набора из четырех кулачков, каждый из которых отвечает за работу двух выпускных и двух впускных клапанов. В качестве альтернативы двухкулачковая конструкция будет иметь два распределительных вала с восемью кулачками на каждом.

Влияет ли распределительный вал на мощность?

Двигатель вырабатывает энергию за счет воспламенения топливно-воздушной смеси после ее надлежащего смешивания и повышения давления. Поскольку распределительный вал открывает и закрывает впускной клапан, его модификация может создать смесь, более богатую кислородом, и более мощное зажигание.

Стандартный распределительный вал был точно спроектирован для обеспечения долговечности, оптимальной мощности и экономии топлива. Причина, по которой высокопроизводительный распределительный вал приводит к увеличению мощности всего на 10–20 лошадиных сил, заключается в том, что он не влияет на количество топлива, распыляемого в цилиндр.

Повышение мощности двигателя — это бесконечный цикл улучшений. Новый распределительный вал станет узким местом из-за топливных форсунок. Добавьте лучшие топливные форсунки, и вам понадобятся лучшие клапаны. Поменяйте их местами, и вам понадобится более совершенный впускной и выпускной коллекторы для доставки и удаления всего воздуха.После того, как вы все это сделаете, вы сможете получить прибавку в 50-100 лошадиных сил, но в этот момент возникает вопрос, стоит ли вообще все это обновление своих денег.

Как заменить распределительный вал

Если вы читали руководства, которые я написал, вы, вероятно, многое узнали об обслуживании и ремонте своими руками. Однако вы также заметили, что я не учу тому, чего не знаю, или, по крайней мере, не знаю, как правильно передать.

Замена распределительного вала, безусловно, является одной из таких работ, вдвойне, когда задействован нестандартный распределительный вал.Если вы хотите обновить распределительный вал, найдите надежного механика и спросите его, будет ли хорошо работать найденный вами распределительный вал. Это руководство покажет вам, сколько труда и навыков требуется для замены распределительного вала.

Сколько стоит замена распределительного вала?

Стоимость распределительного вала послепродажного обслуживания зависит от марки и типа автомобиля. Общий диапазон составляет от 200 до 600 долларов, но при выборе лучших вариантов эта сумма легко может достигать нескольких тысяч. Вы также можете приобрести комплекты, включающие все детали, которые можно заменить вместе с распределительным валом.Что касается затрат на оплату труда, механики могут брать 1000-2000 долларов, потому что задача очень трудоемкая и сложная.

Цены взяты из Amazon Product Advertising API по адресу:

Цены и доступность товаров указаны на указанную дату/время и могут быть изменены. Любая информация о цене и доступности, отображаемая на [соответствующих сайтах Amazon, если применимо] во время покупки, будет применяться к покупке этого продукта.

 

Если вы поменяете распределительный вал

Замена распределительного вала исключительно для повышения производительности — очень дорогой и неэффективный способ получить больше лошадиных сил, особенно если вы управляете старым автомобилем.

Со временем силовой агрегат теряет мощность из-за износа и накопления грязи и нагара. Очистка системы вручную, где это возможно, и добавление топливных присадок вернет двигателю больше мощности, чем добавляет новый распределительный вал.

При этом, если вам все равно придется заменить распределительный вал, выбор высокопроизводительного послепродажного варианта вместо дорогих стандартных распределительных валов — неплохая идея.

Если вы нацелились на увеличение мощности двигателя, подумайте о том, чтобы пойти ва-банк и заменить несколько компонентов, от впускного до выпускного.В зависимости от того, что является законным в вашем штате, вы можете начать с удаления каталитического нейтрализатора выхлопных газов и установки нового выпускного коллектора.

Современным автомобилям мешают нормы выбросов, поэтому удаление всего, что можно по закону, позволит двигателю лучше дышать и выдавать больше мощности. Это тема, которую мы подробно рассмотрели в этой статье , поэтому обязательно ознакомьтесь с ней.

Часто задаваемые вопросы

Сколько л.с. добавляет распределительный вал Stage 2?

Этап 2 включает в себя модернизацию распределительного вала, но также требует обновления системы впуска и выпуска, а также переназначения ECU для завершения Этапа 1.Когда оба этапа завершены, вы можете получить от двигателя на 20-25% больше мощности.

Сколько HP добавляет кулачок Stage 3?

Stage 3 будет иметь на 40% больше мощности по сравнению со стандартной установкой, но для этого вам нужно будет выполнить модификации Stage 1 и 2 и слегка увеличить диаметр двигателя.

Увеличивает ли распределительный вал мощность?

Да, распределительный вал добавляет от 10 до 20 лошадиных сил в зависимости от настройки. Чтобы полностью раскрыть потенциал высокопроизводительного распределительного вала, вам придется заменить дополнительные компоненты, такие как воздухозаборник, выпускной коллектор, форсунки и головки клапанов.

Резюме

Замена распредвала очень дорогая, так как это не просто сделать в домашних условиях, а прирост мощности минимален. По этой причине я рекомендую не обновлять распределительный вал до тех пор, пока вам не понадобится заменить стандартный, а пока вы там, вы можете обновить несколько других деталей и получить прирост мощности, который вы ищете. Сам по себе высокопроизводительный распределительный вал не даст вам увеличения мощности более чем на 10%.

Найдите другие связанные темы здесь:

Сколько лошадиных сил добавляет турбо?

Сколько л.с. добавляет холодный воздухозаборник?

Масло во впускном коллекторе: в чем причина и как это исправить?

Как работает распределительный вал » Блог ноу-хау NAPA

Помимо карбюраторов, нет ничего более мистического, чем то, как работает распределительный вал.Мозг вашего двигателя, который часто называют колдовством или магией, загадочен только для непосвященных. Как только вы поймете основы, это действительно не ракетостроение. Хорошо, может быть, это ракетостроение, но если вы не хотите узнать, как спроектировать новый профиль, эта статья об основах должна пролить свет на то, как работает распределительный вал.

Основная функция распределительного вала (или просто кулачка для краткости) заключается в преобразовании вращательного движения в прямолинейное. Приводимый в движение коленчатым валом, кулачок вращается вдвое медленнее.Таким образом, когда кривошип вращается со скоростью 3000 об/мин, кулачок вращается со скоростью 1500 об/мин. Это позволяет 4-тактному действию происходить внутри двигателя. Каждый оборот кулачка обеспечивает открытие и закрытие клапанов. На каждые два оборота кривошипа приходится один полный оборот распределительного вала.

Ключом к пониманию того, как работает распределительный вал, является базовая терминология: базовая окружность, подъемная сила, угол разделения лепестков и продолжительность.

Базовая окружность

Базовая окружность представляет собой круглую часть выступа кулачка, где производится регулировка зазоров клапанов.Небольшое возвышение на базовой окружности называется биением базовой окружности.

Кулачковый подъемник

Это максимальное расстояние, на которое выступ кулачка выталкивает подъемник над базовой окружностью. Это не подъем клапана.

Подъем клапана

Это общий подъем кулачка, рассчитанный путем умножения подъема кулачка на коэффициент стандартного коромысла, например 1,5:1 или 1,6:1. Например, если подъем кулачка вашего кулачка составляет 0,325 и вы используете передаточное число коромысла 1,6:1, вы можете взять 0,325 x 1,6, что составляет 0,325 x 1,6.520 дюймов общего подъема клапана. Увеличение передаточного числа коромысла — это быстрый способ увеличить подъемную силу и немного увеличить продолжительность с тем же кулачком.

Чем выше подъем, тем больше пространство между седлом клапана и клапаном, что позволяет большему количеству воздуха и топлива входить и выходить из камеры сгорания. Для приложений с более высоким подъемом часто требуются другие клапанные пружины и компоненты. Существует также такая вещь, как слишком большой подъем, который может привести к удару клапана о поршень, что заканчивается катастрофическим отказом.

Продолжительность

Продолжительность времени, в течение которого клапан удерживается вне седла клапана от выступа кулачка, измеряется в градусах поворота коленчатого вала.Это также называется «рекламируемой продолжительностью». Другая спецификация, «длительность при 0,050 дюйма», представляет собой расстояние, измеренное в градусах поворота коленчатого вала, от момента, когда клапан открыт при 0,050 дюйма, до момента закрытия 0,050 дюйма. Продолжительность при 0,050 дюйма считается более важной характеристикой.

Увеличенная продолжительность увеличивает мощность двигателя, особенно при высоких оборотах. Это связано с тем, что дополнительное открытое время позволяет большему количеству воздуха/топлива поступать и дымовым газам выходить из цилиндра.Однако при более низких оборотах более длительное время открытия может привести к падению давления в цилиндре.

Угол разделения кулачков

Это угол в градусах между центральными линиями впускных и выпускных кулачков. Угол разделения лепестков 114 градусов означает, что точки пикового открытия впускных и выпускных лепестков разнесены на 114 градусов. LSA показывает перекрытие клапанов, то есть время, в течение которого оба клапана на одном и том же цилиндре открыты. Если бы угол разделения лепестков был равен 0 градусов, впускной и выпускной клапан открывались бы и закрывались одновременно.Измерения обычно находятся в диапазоне от 104 до 115 градусов. 114-градусный кулачок считается мягким, тогда как 111-градусный кулачок довольно груб для уличного двигателя. Термин «лопейный» происходит от этой спецификации, так как большое перекрытие приводит к неровному холостому ходу двигателя. Вы можете услышать перекрытие как огузок, огузок, огузок. Этот звук начинает проявляться около 112-го LSA, но есть и другие факторы. Чем шире LSA, тем ровнее работает двигатель, чем уже LSA, тем грубее холостой ход.

Узкие углы LSA обеспечивают более низкий диапазон крутящего момента с более высоким максимальным крутящим моментом, более высоким давлением в цилиндрах, неравномерным холостым ходом и более низким вакуумом на холостом ходу.Большие углы LSA увеличивают диапазон оборотов с более низким максимальным крутящим моментом, более низким давлением в цилиндрах, плавным холостым ходом и более высоким вакуумом на холостом ходу.

Осевая линия

Это положение центра профиля кулачка, исходя из положения двигателя в верхней мертвой точке. Осевая линия представляет собой центр впускного патрубка цилиндра №1 относительно ВМТ для этого цилиндра. Вот как вы проверяете и изменяете начальное время распредвала с помощью процесса, называемого «градуированием». Выдвижение кулачка ускоряет синхронизацию клапанов, что приводит к увеличению крутящего момента на низах.В этом состоянии зазор между поршнем и клапаном уменьшается на стороне впуска и увеличивается на стороне выпуска, в то время как запаздывание кулачка устанавливает события фаз газораспределения позже, оказывает противоположное влияние на зазоры между клапаном и поршнем и увеличивает диапазон более высокого крутящего момента.

Для людей, стремящихся к производительности, есть огромный потенциал мощности при простой замене кулачка. Выбор правильной камеры для вашего приложения требует немного больше информации, но теперь вы вооружены основами. Для вашего обычного ежедневного водителя кулачок с короткой продолжительностью и номинальной подъемной силой даст вам лучшую экономию, но если вы хотите уличного демона, большая продолжительность, большая подъемная сила и узкий LSA — ваш билет на поездку.

Ознакомьтесь со всеми деталями двигателя , доступными в NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 центров NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о том, как работает распределительный вал, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Что такое распредвал и датчик положения распредвала?

Что такое распределительный вал?

Распределительный вал представляет собой вращающийся компонент, простой стержень или вал, обычно изготовленный из металла, содержащий «кулачки кулачка», которые преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное движение.Когда вал вращается, кулачок позволяет ему воздействовать на клапан или переключаться на соответствующую степень его формы, а скорость вращения регулирует скорость действия.

Распределительные валы используются в двигателях внутреннего сгорания для управления впускными и выпускными клапанами, а также в механически управляемых системах зажигания и первых электродвигателях в качестве регуляторов скорости.

Распределительные валы в автомобилях изготавливаются из стали или чугуна и являются ключевым фактором, определяющим диапазон оборотов в диапазоне мощности двигателя.

В современном двигателе внутреннего сгорания они обычно, но не обязательно, располагаются непосредственно над рядами цилиндров, где они управляют клапанами. Их калибровка точно контролирует количество воздушно-топливной смеси, поступающей в камеру, и то, насколько эффективно отработавшие выхлопные газы от предыдущего зажигания могут выйти из камеры, чтобы освободить место для следующего заряда.

Это не только делает их критически важными для работы двигателя, но и потому, что открытие и закрытие клапанов должно быть тщательно и точно синхронизировано с движениями поршня , они также оказывают существенное влияние на производительность.

Для обеспечения этого момента распределительные валы соединены с вращением коленчатого вала через зубчатый ремень или цепь, которая непосредственно перемещает поршни в цилиндре. Кроме того, форма самих кулачков была тщательно разработана для контроля скорости открытия и закрытия клапанов. Это более известно как изменение фаз газораспределения.

Распределительный вал был описан в 1206 году арабским инженером Аль-Джазари. Он использовал его как часть своих автоматов, машин для подъема воды и водяных часов, таких как замковые часы.

Первыми автомобилями, в которых использовались двигатели с одним верхним расположением распредвала, были Maudslay, разработанный Александром Крейгом и представленный в 1902 году, и Marr Auto Car, разработанный Уолтером Лоренцо Марром из Мичигана в 1903 году.

Как работает распределительный вал?

Распределительный вал — это стержень, который вращается и скользит по машине для преобразования вращательного движения в поступательное. Это изменение движения достигается за счет того, что распределительный вал перемещается все дальше и ближе от оси вращения, в то время как машина толкает распределительный вал.

Распределительный вал теплового двигателя внутреннего сгорания представляет собой устройство, которое регулирует как подачу топлива, так и выброс выхлопных газов. Он состоит из нескольких радиальных кулачков, каждый из которых смещает впускные или выпускные клапаны. Этот распределительный вал соединен с коленчатым валом через ремень, цепь или шестерни. Это обеспечивает постоянную синхронизацию клапанов по отношению к движению поршней.

Распределительный вал приводится в движение зубчатой ​​шестерней, которая получает привод через зубчатый ремень или цепь от коленчатого вала.Цикл четырехтактного двигателя требует двух оборотов коленчатого вала для полного цикла, поэтому распределительный вал приводится в движение с половиной скорости коленчатого вала.

Теперь вы знаете о важности распределительного вала, но как узнать, работает он правильно или нет? Для этого многие современные двигатели оснащены датчиком положения распредвала.

Что такое датчик положения распределительного вала?

Датчики положения распределительного вала контролируют положение распределительного вала и отправляют на блок управления двигателем информацию об открытии каждого клапана на конкретном цилиндре.Они тесно взаимодействуют с датчиками положения коленчатого вала, чтобы создать полную картину для блока управления двигателем.

Эти данные нужны блоку управления двигателем для контроля количества топлива, поступающего в камеру сгорания, и момента зажигания (момент зажигания) для воспламенения топлива, при одновременном воспламенении топливно-воздушной смеси увеличиваются мощность двигателя, расход топлива и выбросы выхлопных газов снижаться.

В современных двигателях с автоматическим запуском/автоматической остановкой датчик положения распределительного вала определяет, какой цилиндр находится в рабочем такте относительно положения коленчатого вала, и обеспечивает подачу топлива и искру для запуска двигателя при нажатии на педаль акселератора.

Неисправный датчик положения распределительного вала может предупредить вас, прежде чем он выйдет из строя и оставит вас в тупике.

Признаки неисправности датчика положения распределительного вала

1. Загорается индикатор «Проверьте двигатель»

Первое, что вы должны заметить, если ваш датчик положения распределительного вала неисправен или имеет проблемы, это то, что ваш загорится приборная панель. Очевидно, что индикатор «Check Engine» может указывать на различные проблемы и не обязательно на неисправный датчик распредвала.

В этом случае вам следует либо использовать систему OBD II (бортовая диагностика II), чтобы эффективно контролировать аппаратное и программное обеспечение автомобиля. Вы можете обнаружить износ детали, вызывающий незаметные изменения производительности, до того, как деталь полностью выйдет из строя.

Игнорирование индикатора Check Engine может привести к дорогостоящему ремонту двигателя или трансмиссии .

2. Проблемы с зажиганием

Когда датчик положения распредвала выходит из строя и ослабевает, сигнал, который он отправляет на компьютер автомобиля, также ослабевает.Это означает, что сигнал в итоге будет настолько слабым, что машина не заведется из-за отсутствия искры от зажигания.

3. Автомобиль дергается или дергается

Если вы едете на своем автомобиле, и датчик положения распределительного вала начинает выходить из строя, двигатель будет время от времени терять мощность, и автомобиль будет дергаться или беспорядочно двигаться вперед.

Это происходит из-за неправильного количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры, так как PCM получает неверную информацию от датчика положения распределительного вала.

4. Плохая управляемость

Неисправный датчик положения распределительного вала начинает терять способность быстро передавать данные. Несоответствие подачи топлива и угла опережения зажигания, даже если оно будет отклонено на несколько миллисекунд, приведет к тому, что ваш автомобиль заглохнет, плохо разгонится, потеряет мощность, заглохнет или даже заглохнет.

5. Проблемы с переключением передач

В некоторых автомобилях с неисправным датчиком положения распределительного вала коробка передач будет заблокирована, и трансмиссия застрянет на одной передаче.Единственный способ выключить эту передачу — выключить двигатель, немного подождать, а затем перезапустить.

Это только временное решение, и проблема появится снова, поэтому замена датчика необходима как постоянное решение.

Наряду с этим неисправный датчик положения распредвала может препятствовать работе соленоидов переключения передач и переключению передач. Некоторые модели, называемые «режимом бездорожья», помогают защитить двигатель от повреждений, ограничивая скорость двигателя.

6.Плохая экономия топлива

Неточные данные датчика положения распределительного вала могут держать топливные форсунки открытыми слишком долго, из-за чего избыток топлива попадает в камеру сгорания. Это также может вызвать детонацию двигателя и серьезное повреждение, если в камере сгорания скапливается слишком много жидкого бензина (который не сжимается).

7. Двигатель глохнет

Еще худший сценарий, чем просто не запускать автомобиль, заключается в том, что ваш двигатель фактически отключается или глохнет во время движения из-за того, что топливные форсунки не получают инструкции впрыскивать топливо в цилиндры двигателя.

Стоимость замены датчика положения распределительного вала

Возможно, нам не нужно говорить вам, насколько опасной может быть эта ситуация.

Замена датчика положения распределительного вала обойдется вам в сумму от 95 до 200 долларов США. Стоимость одних только деталей составляет от 25 до 100 долларов США. Стоимость рабочей силы при профессиональной замене будет варьироваться от 70 до 100 долларов США.

Ожидается заплатите больше, если вы владеете роскошным автомобилем или его обменом занимается местный автомобильный дилер. К этим расходам добавляются дополнительные сборы и налоги.

Можно ли заменить датчик положения распределительного вала самостоятельно?

Да. Это одна из тех работ, которую может выполнить почти каждый, и это простой способ сэкономить на минимальной оплате труда (часто близкой к 100 долларам), которую взимает с вас ремонтная мастерская или дилер. Замена занимает 5-10 минут.

Как заменить датчик положения распределительного вала
  • Отсоедините отрицательный кабель аккумуляторной батареи.
  • Найдите датчик. Обычно он находится в верхней, передней или задней части двигателя.Вероятно, к нему будет присоединен 2-3-проводной разъем.
  • Освободите язычок на датчике, чтобы отсоединить провода от датчика.
  • Снимите крепежный болт, которым датчик крепится к двигателю. Обычно это болт 8 или 10 мм.
  • Слегка повернув датчик, снимите его.
  • Нанесите немного моторного масла на уплотнительное кольцо нового датчика.
  • Установите новый датчик положения распределительного вала и закрепите его крепежным болтом.
  • Подсоедините разъем провода к датчику.
  • Подсоедините отрицательную клемму аккумуляторной батареи.

Часто задаваемые вопросы.

Что такое распределительный вал?

Распределительный вал представляет собой вращающийся компонент, простой стержень или вал, обычно изготовленный из металла, содержащий «кулачковые выступы», которые преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное движение. Когда вал вращается, кулачок позволяет ему воздействовать на клапан или переключаться на соответствующую степень его формы, а скорость вращения регулирует скорость действия.

Как работает распределительный вал?

Распределительный вал представляет собой стержень, который вращается и скользит по машине для преобразования вращательного движения в поступательное движение.Это изменение движения достигается за счет того, что распределительный вал перемещается все дальше и ближе от оси вращения, в то время как машина толкает распределительный вал.

Что такое датчик положения распределительного вала?

Датчики положения распределительного вала контролируют положение распределительного вала и передают в блок управления двигателем информацию об открытии каждого клапана на конкретном цилиндре. Они тесно взаимодействуют с датчиками положения коленчатого вала, чтобы создать полную картину для блока управления двигателем.

Каковы симптомы неисправности датчика положения распределительного вала?

Признаки неисправности датчика положения распределительного вала:
1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.