Распредвал из чего состоит: Распредвал: описание,характеристики,устройство,принцип действия.

Содержание

Распредвал: описание,характеристики,устройство,принцип действия.

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.

Распредвал — Camshaft — no-regime.com

механический компонент, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное движение

Распределительный вал, управляющий двумя клапанами

Распределительный вал — это вращающийся объект, обычно сделанный из металла, который содержит заостренные кулачки, которые преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное. Распределительные валы используются в двигателях внутреннего сгорания (для управления впускными и выпускными клапанами), системах зажигания с механическим управлением и контроллерах скорости ранних электродвигателей. Распределительные валы в автомобилях изготавливаются из стали или чугуна и являются ключевым фактором при определении диапазона оборотов в диапазоне мощности двигателя .

История

Распределительный вал был описан в 1206 году исламским инженером Аль-Джазари . Он использовал его как часть своих автоматов, водоподъемных машин и водяных часов, таких как часы замка .

Среди первых автомобилей, в которых использовались двигатели с одним верхним распредвалом, были Maudslay, разработанный Александром Крейгом и представленный в 1902 году, и Marr Auto Car, разработанный уроженцем Мичигана Уолтером Лоренцо Марром в 1903 году.

Поршневые двигатели

В поршневых двигателях распределительный вал используется для управления впускными и выпускными клапанами . Распределительный вал состоит из цилиндрического стержня, проходящего по длине ряда цилиндров, с рядом кулачков (дисков с выступающими кулачками ) по его длине, по одному для каждого клапана. Лепесток кулачка заставляет клапан открываться, нажимая на клапан или на какой-либо промежуточный механизм, когда он вращается. Между тем, пружина оказывает натяжение, подтягивая клапан к его закрытому положению. Когда лепесток достигает максимального смещения на толкателе, клапан полностью открывается. Клапан закрывается, когда пружина тянет его назад, а кулачок находится на своей основной окружности.

Строительство

Распределительный вал из стальной заготовки

Распределительные валы изготавливаются из металла и обычно бывают цельными, хотя иногда используются и полые распредвалы. Материалы, используемые для распределительного вала, обычно:

  • Чугун: обычно используемые в крупносерийном производстве распределительные валы из охлажденного чугуна обладают хорошей износостойкостью, поскольку в процессе охлаждения они затвердевают. Другие элементы добавляются в чугун перед литьем, чтобы сделать материал более подходящим для его применения.
  • Стальная заготовка: когда требуется высококачественный распредвал или мелкосерийное производство, производители двигателей и производители распредвалов выбирают стальную заготовку. Это гораздо более трудоемкий процесс и, как правило, более дорогой, чем другие методы. Метод строительства обычно ковка, механическая обработка (на токарном или фрезерном станке ), литье или гидроформовка . Могут использоваться различные типы стальных стержней, например, EN40b. При изготовлении распредвала из EN40b распредвал также будет подвергаться термообработке посредством газового азотирования, что изменяет микроструктуру материала. Обладает твердостью поверхности 55-60 HRC, подходящей для использования в высокопроизводительных двигателях.

Компоновки клапанного механизма

В большинстве ранних двигателей внутреннего сгорания использовалась компоновка распредвала в блоке (например, верхние клапаны), где распределительный вал расположен внутри блока цилиндров рядом с нижней частью двигателя. Ранние двигатели с плоской головкой располагали клапаны в блоке, и кулачок воздействовал непосредственно на эти клапаны. В двигателе с верхним расположением клапанов, который появился позже, толкатель кулачка (толкатель) передает свое движение клапанам в верхней части двигателя через толкатель и рычаг коромысла. По мере увеличения оборотов двигателя в 20-м веке, двигатели с одним верхним распределительным валом (SOHC), в которых распределительный вал расположен внутри головки блока цилиндров в верхней части двигателя, становились все более распространенными, за ними в последние годы последовали двигатели с двойным верхним распределительным валом (DOHC). . Обратите внимание, что во многих современных промышленных и автомобильных двигателях по-прежнему используется конструкция верхнего клапана (с кулачком, установленным низко в блоке двигателя), что позволяет снизить общую высоту двигателя по сравнению с аналогичной конструкцией верхнего распредвала.

Расположение клапанного механизма определяется количеством распределительных валов на ряд цилиндров. Поэтому двигатель V6 с четырьмя распределительными валами (по два на ряд цилиндров) обычно называют двигателем с двумя верхними распределительными валами, хотя в просторечии их иногда называют двигателями с четырьмя распредвалами .

В двигателе с верхним расположением клапанов распределительный вал нажимает на толкатель, который передает движение на верхнюю часть двигателя, где коромысло открывает впускной / выпускной клапан. В двигателях OHC и DOHC распределительный вал управляет клапаном напрямую или с помощью короткого коромысла.

Системы привода

Точный контроль положения и скорости распределительного вала критически важен для правильной работы двигателя. Распределительный вал повсеместно приводится в действие ровно на половину скорости коленчатого вала либо напрямую, обычно через зубчатый резиновый ремень привода ГРМ или стальную роликовую цепь (называемую цепью привода ГРМ ). Шестерни также иногда использовались для привода распределительного вала. В некоторых конструкциях распределительный вал также приводит в действие распределитель, масляный насос, топливный насос и иногда насос гидроусилителя рулевого управления. В тяжелых условиях эксплуатации, таких как сельскохозяйственные тракторы, промышленные двигатели, поршневые авиационные двигатели, тяжелые грузовики и гоночные двигатели, распредвалы с шестеренчатым приводом являются обычным явлением, учитывая их простоту механики и длительный срок службы.

Альтернативой, используемой в первые дни двигателей OHC, было приводить распределительный вал (-ы) через вертикальный вал с коническими шестернями на каждом конце. Эта система, например, использовалась на автомобилях Peugeot и Mercedes Grand Prix перед Первой мировой войной . Другой вариант заключался в использовании тройного эксцентрика с шатунами; они использовались на некоторых двигателях, разработанных WO Bentley, а также на Leyland Eight .

В двухтактном двигателе с распределительным валом каждый клапан открывается один раз за каждый оборот коленчатого вала; в этих двигателях распределительный вал вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал. В четырехтактном двигателе клапаны открываются вдвое реже; таким образом, на каждый оборот распределительного вала происходит два полных оборота коленчатого вала.

Тактико-технические характеристики

Продолжительность

Продолжительность работы распределительного вала определяет, как долго впускной / выпускной клапан открыт, поэтому это ключевой фактор в количестве мощности, которую производит двигатель. Более длительная продолжительность может увеличить мощность при высоких оборотах двигателя (об / мин), однако это может быть связано с меньшим крутящим моментом, создаваемым на низких оборотах.

На измерение продолжительности для распределительного вала влияет величина подъема, выбранная в качестве начальной и конечной точки измерения. Значение подъема 0,050 дюйма (1,3 мм) часто используется в качестве стандартной процедуры измерения, поскольку оно считается наиболее репрезентативным для диапазона подъема, определяющего диапазон оборотов, в котором двигатель вырабатывает пиковую мощность. Характеристики мощности и холостого хода распределительного вала с той же номинальной продолжительностью, которая была определена с использованием различных точек подъема (например, 0,006 или 0,002 дюйма), могут сильно отличаться от характеристик распределительного вала с номинальной продолжительностью, рассчитанной с использованием точек подъема 0,05 дюйма.

Вторичным эффектом увеличения продолжительности может быть увеличение перекрытия, которое определяет продолжительность времени, в течение которого впускной и выпускной клапаны открыты. Это перекрытие, которое больше всего влияет на качество холостого хода, поскольку «продувка» всасываемого заряда сразу же обратно через выпускной клапан, который происходит во время перекрытия, снижает эффективность двигателя и является наибольшим во время работы на низких оборотах. Как правило, увеличение продолжительности работы распределительного вала обычно увеличивает перекрытие, если только угол разделения лепестков не увеличивается для компенсации.

Непрофессионал может легко обнаружить долговременный распределительный вал, наблюдая за широкой поверхностью, на которой кулачок толкает клапан, открывая его на большое количество градусов вращения коленчатого вала. Это будет заметно больше, чем более острый выступ распределительного вала, чем наблюдается на распредвалах с меньшей продолжительностью.

Поднимать

Подъем распределительного вала определяет расстояние между клапаном и седлом клапана (т.е. насколько далеко открыт клапан). Чем дальше клапан поднимается от своего седла, тем больший поток воздуха может быть обеспечен, тем самым увеличивая производимую мощность. Более высокий подъем клапана может иметь тот же эффект увеличения пиковой мощности, что и увеличение продолжительности, без недостатков, вызванных увеличением перекрытия клапанов. Большинство двигателей с верхним расположением клапанов имеют соотношение коромысел больше единицы, поэтому расстояние, на которое открывается клапан ( подъем клапана ), больше, чем расстояние от пика выступа распределительного вала до основной окружности ( подъем распределительного вала ).

Есть несколько факторов, которые ограничивают максимальную подъемную силу, возможную для данного двигателя. Во-первых, увеличение подъема приближает клапаны к поршню, поэтому чрезмерный подъем может привести к удару и повреждению клапанов поршнем. Во-вторых, увеличенный подъем означает, что требуется более крутой профиль распределительного вала, что увеличивает усилия, необходимые для открытия клапана. Связанная с этим проблема — это смещение клапана на высоких оборотах, когда натяжение пружины не обеспечивает достаточной силы, чтобы либо удерживать клапан, следующий за кулачком на его вершине, либо предотвращать отскок клапана, когда он возвращается в седло клапана. Это может быть результатом очень крутого подъема кулачка, где толкатель кулачка отделяется от кулачка (из-за того, что инерция клапанного механизма превышает силу закрытия пружины клапана), в результате чего клапан остается открытым дольше, чем предполагалось. Поплавок клапана вызывает потерю мощности на высоких оборотах и ​​в экстремальных ситуациях может привести к изгибу клапана при ударе поршня.

Сроки

Синхронизацию (фазовый угол) распределительного вала относительно коленчатого вала можно отрегулировать, чтобы сместить диапазон мощности двигателя в другой диапазон оборотов. Перемещение распределительного вала вперед (смещение его вперед по сравнению с синхронизацией коленчатого вала) увеличивает крутящий момент на низких оборотах, в то время как замедление распредвала (переключение его на положение после коленчатого вала) увеличивает мощность на высоких оборотах. Требуемые изменения относительно небольшие, часто порядка 5 градусов.

Современные двигатели с регулируемыми фазами газораспределения часто могут регулировать синхронизацию распределительного вала в соответствии с частотой вращения двигателя в любой момент времени. Это позволяет избежать вышеупомянутого компромисса, необходимого при выборе фиксированной синхронизации кулачка для использования как на высоких, так и на низких оборотах.

Угол разделения лепестков

Угол разделения лопасти (НУО, также называемый лепесток углом осевой линии ) представляет собой угол между осевой линией впускных лопастей и осевой выхлопной долей. Более высокий LSA уменьшает перекрытие, что улучшает качество холостого хода и вакуум на впуске, однако использование более широкого LSA для компенсации чрезмерной продолжительности может снизить выходную мощность и крутящий момент. Как правило, оптимальная LSA для данного двигателя связана с отношением объема цилиндра к площади впускного клапана.

Обслуживание и износ

Многие старые двигатели требовали ручной регулировки коромысел или толкателей, чтобы поддерживать правильный зазор клапанов по мере износа клапанного механизма (в частности, клапанов и седел клапанов). Однако большинство современных автомобильных двигателей имеют гидравлические подъемники, которые автоматически компенсируют износ, избавляя от необходимости регулировать зазор клапана через регулярные промежутки времени.

Трение скольжения между поверхностью кулачка и толкателем кулачка, который движется по нему, может быть значительным. Чтобы уменьшить износ на этом этапе, поверхность кулачка и толкателя закалена, а современные моторные масла содержат присадки для уменьшения трения скольжения. Лепестки распределительного вала обычно слегка сужаются, а поверхности толкателей клапанов слегка выпуклые, что приводит к вращению толкателей для распределения износа по деталям. Поверхности кулачка и толкателя спроектированы так, чтобы «изнашиваться» вместе, и поэтому каждый толкатель должен оставаться на своем исходном выступе кулачка и никогда не перемещаться на другой выступ. В некоторых двигателях (особенно с крутыми кулачками распределительного вала) используются роликовые толкатели для уменьшения трения скольжения на распределительном валу. Если подъем распределительного вала увеличивается или количество рабочих оборотов в минуту двигателя увеличивается, может потребоваться также увеличение давления пружины клапана, чтобы поддерживать физический контакт подъемника с распределительным валом.

Подшипники распредвалов, как и коленчатого вала, представляют собой подшипники скольжения, на которые подается масло под давлением. Однако подшипники верхнего распределительного вала не всегда имеют сменные вкладыши, и в этом случае необходимо заменить всю головку блока цилиндров, если подшипники неисправны.

Альтернативы

Помимо механического трения, для открытия клапанов требуется значительная сила, преодолевая сопротивление пружин клапана. Это может составлять примерно 25% от общей мощности двигателя на холостом ходу.

В двигателях внутреннего сгорания использовались следующие альтернативные системы:

  • Десмодромные клапаны, в которых клапаны принудительно закрываются системой кулачков и рычагов, а не пружинами. Эта система использовалась на различных гоночных и дорожных мотоциклах Ducatti с момента ее появления на гоночном мотоцикле Ducati 125 Desmo 1956 года .
  • Бескулачковые поршневые двигатели, в которых используются электромагнитные, гидравлические или пневматические приводы. Впервые он использовался в двигателях Renault Formula 1 с турбонаддувом в середине 1980-х годов и предназначен для использования на дорожных автомобилях в Koenigsegg Gemera .
  • Двигатель Ванкеля, роторный двигатель, в котором не используются ни поршни, ни клапаны. В основном использовался Mazda с 1967 года Mazda Cosmo до тех пор, пока Mazda RX-8 не была снята с производства в 2012 году.

Системы зажигания двигателя

В системах зажигания с механической синхронизацией отдельный кулачок в распределителе связан с двигателем и управляет набором точек прерывания, которые вызывают искру в нужное время в цикле сгорания.

Регуляторы скорости электродвигателя

До появления твердотельной электроники, контроллеры распредвала были использованы для управления скоростью вращения электродвигателей . Распределительный вал, приводимый в действие электродвигателем или пневматическим двигателем, использовался для последовательного управления контакторами . Таким образом, резисторы или переключатели ответвлений включались в цепь или выключались из нее для изменения скорости основного двигателя. Эта система в основном использовалась в электропоездах и электровозах .

Смотрите также

использованная литература

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

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

Рис. 1
Добавить мощности – вот главная цель!

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Балансировать распредвал можно разными методами:

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

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

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

ХОТИТЕ СТАТЬ АВТОРОМ?

Пришлите свою статью


Конструкция распредвала


Характеристики конструкции

Значительный вклад в мощность двигателя вносит правильный газообмен. При установке нового распредвала можно изменить такие характеристики двигателя как величина подъема клапана и ширина фаз впуска и выпуска. Что касается увеличения подъема клапана, то эта величина достигается благодаря увеличению высоты кулачков распредвала. Правда здесь не стоит слишком увлекаться. Больший подъем клапанов потребует применения более жестких пружин. Это приведет к более сильному износу кулачков распредвала и небольшому торможению двигателя.

Но еще более важной деталью является изменение фаз впуска и выпуска. Благодаря увеличению ширины фаз на впуске в цилиндр попадает большее количество топливовоздушной смеси. Увеличение ширины выпуска позволяет снизить давление выхлопных газов, при движении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю и улучшить продувку цилиндра от выхлопных газов перед свежей порцией топливной смеси.

График мощности и крутящего момента универсальный распредвала

В зависимости от конкретной конструкции распредвала можно выделить универсальные, низовые и спортивнее распредвалы. Низовые валы позволяю сделать двигатель тяговитым при достаточно малых оборотах. Спортивные валы характеризуются резкими кривыми мощности в определенной зоне оборотов. Причем чем более высокая отдача двигателя, тем более низкий диапазон оборотов, в котором она наблюдается. Универсальные распредвалы являются компромиссом между двумя предыдущими типами и позволяют поднимать мощносные характеристики практически во всей зоне оборотов, правда, на небольшую величину.    

Существует три важных характеристики конструкции распредвала, которые управляют кривой мощности двигателя: величина подъёма клапанов, продолжительность открывания клапана и фазы газораспределителя распредвала. Подъём клапана измеряется в миллиметрах и представляет собой максимальное расстояние, на которое клапан отходит от седла. Продолжительность открывания клапанов — это отрезок времени, измеряемый в градусах поворота коленчатого вала.

Продолжительность можно измерить несколькими различными путями, но из-за того, что поток минимален при малом подъёме клапана, продолжительность обычно измеряется после того, как клапан поднялся от седла на малую величину, часто составляющую 0,5 или 1,2 мм. К примеру, конкретный распредвал может иметь продолжительность открывания в 250° поворота при подъёме в 1,27 мм. Таким образом, при использовании подъёма толкателя в 1,27 мм в качестве точек начала и остановки подъёма клапана, распредвал будет удерживать клапан открытым в течение 250° поворота коленчатого вала. Если продолжительность открывания клапана измеряется при нулевом подъёме (когда он находится у седла или только отходит от него), то продолжительность будет составлять 330° или более положения коленчатого вала в моменты, когда определенные клапаны открываются или закрываются, часто называются фазами газораспределения распределительного вала. К примеру, распредвал может открывать впускной клапан при 30° до ВМТ и закрывать — его при 70° после НМТ.

Каждый из этих критериев конструкции связан с другими и модификация одного повлияет на то, как другие улучшат или ухудшат работу двигателя. Но, вообще говоря, увеличение подъёма клапана и продолжительности его открывания или оптимизация фаз газораспределения увеличивают мощность. После небольшого увеличения типичных данных стандартного агрегата кривая мощности смещается выше в область оборотов.

Когда продолжительность открывания и, в меньшей степени подъём увеличиваются еще больше, двигатель может быть даже неспособен работать на низких оборотах. Гоночные распредвалы с большой продолжительностью открывания часто имеют низко-оборотный. предел холостого хода 2000 об/мин или даже выше. Распредвалы с большой продолжительностью открывания можно сделать более цивилизованными путём изменения моментов открывания и закрывания клапанов, но компромиссом будет максимальная мощность.

Из трёх главных критериев конструкции, используемых на распредвале продолжительность открывания клапанов, подъём клапанов и фазы газораспределения, продолжительность открывания наиболее хорошо известна среди конструкторов форсированных двигателей. Такое распространенное понимание происходит из-за непосредственной манеры влияния продолжительности открывания на мощность двигателя. Из общих соображений можно сказать, что чем дольше удерживаются открытыми клапаны (особенно впускной клапан), тем большая максимальная мощность двигателя будет получена. Если продолжительность открывания клапана увеличивается более определённой величины, дополнительная максимальная мощность будет получена ценой качества работы двигателя на низких оборотах. Для гоночных применений максимальная мощность является практически единственной целью, но для обычных автомобилей с форсированными двигателями очень важными являются приемистость и крутящий момент на низких оборотах.

Влияние на характеристики двигателя

Увеличение подъёма клапана может быть полезным вкладом в увеличение мощности, т. к. оно может добавить мощность без существенного влияния на характеристики двигателя на низких оборотах. В теории ответ на вопрос может показаться простым:

Конструкция распредвала с короткой продолжительностью открывания клапанов для увеличения максимальной мощности. Теоретически это будет работать. Однако, механизмы привода клапанов не такие простые. В этом случае высокие скорости движения клапанов, обуславливаемые этими профилями, существенно уменьшают надежность двигателя.

Когда продолжительность открывания клапана уменьшается, то на перемещение клапана из закрытого положения (у седла) до полного подъёма и возвращения обратно остается меньше времени. Когда продолжительность становиться еще короче, потребуются клапанные пружины с увеличенным усилием и часто становится механически невозможным приводить в движение клапаны даже при относительно низких оборотах.

Таким образом, что же является практичным и надежным значением максимального подъёма клапана?

Распредвалы с величиной подъёма, больщей 12,7 мм, находятся в той области, которая непрактична для обычных двигателей (как минимум для двигателей со штангами в приводе клапанов). Распредвалы с продолжительностью такта впуска менее 285°, сочетающейся с величиной подъёма клапана более 12,7 мм, обеспечивают очень высокие скорости открывания и закрывания клапанов. Это создает нагрузки на механизм привода клапанов, что заметно уменьшает надежность кулачков распредвала, клапанных пружин, стержней клапанов, направляющих втулок клапанов.

Хотя вал с высокими скоростями подъёма клапанов может хорошо работать сначала, срок службы его и направляющих втулок клапанов может не превышать 20000 км. К счастью, большинство фирм — производителей распредвалов конструируют валы так, что обеспечивается хороший компромисс между значениями подъема и продолжительности открывания клапанов, при долгом сроке службы и надёжности.

Наиболее подробно обсуждаемые подъём клапанов и продолжительность такта впуска не являются единственными элементами конструкции распредвала, которые влияют на выходную мощность двигателя. Моменты, в которые клапаны открываются и закрываются по отношению к положению распределительного вала, являются такими же важными параметрами для оптимизации характеристик двигателя.

Эти фазы газораспределения распредвала указаны в таблице данных, прилагаемой к любому качественному распредвалу. Эта таблица данных числами и графически иллюстрирует угловые положения распредвала, когда впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются. Они определяются точно в градусах поворота коленчатого вала перед (или после) ВМТ или НМТ.

Продолжительность открывания клапанов можно легко рассчитать из данных по фазам газораспределения, имеющихся в таблице. К примеру, для определения продолжительности открывания впускного клапана сложите момент откоывания (в градусах перед ВМТ), момент закрьшания (в градусах после НМТ) и 180° (продолжительность всего такта впуска). Если распредвал открывает впускной клапан в 27°. до ВМТ и закрывает его в 63° после НМТ, то продолжительность открывания клапана будет составлять 27+63+180=270°.

Соотношения фаз газораспределения распредвала и мощностью

Предположим, что у нас есть два распредвала, валы А и В. Оба вала имеют одинаковую продолжительность открывания клапана в 270° и они оба имеют одинаковую форму впускных и выпускных кулачков. Распредвалы такого типа обычно относят к конструкциям с одним профилем.

Однако распредвалы такого типа А и В не идентичны. Вал А имеет кулачки, расположенные так, что впускной клапан открывается за 270 до ВМТ и закрывается в 63° после НМТ, а выпускной клапан открывается за 71° до НМТ и закрывается в 19° после ВМТ. Для облегчения чтения можно представить эти данные по фазам газораспределения впускных и выпускных клапанов как 27-63-71 — 19. Вал В, однако, имеет фазы газораспределения 23 -67 — 75 -15.

Вопрос состоит в следующем; если установить эти распредвалы на наш испытываемый двигатель, как они повлияют на мощность?

Ответ будет таким: вал А, вероятно обеспечит большую мощность, но двигатель будет иметь более узкую кривую мощности и худшие характеристики в режимах холостого хода/частичного открывания дроссельной заслонки, чем вал В.

Почему? Изменения в работе этих двух распредвалов, очевидно, не связаны с продолжительностью открывания клапанов или величиной их подъема: оба эти параметра остаются одинаковыми. Различия в кривых мощности являются результатом изменений в фазах газораспределения или, что более общее, в углах между центрами кулачков для каждого распредвала.

Угол между центрами кулачков является угловым смещением между центральной линией кулачка впускного клапана (часто называемогo просто впускным кулачком) и центральной линией кулачка выпускного клапана; (называемого выпускным кулачком).

Угол соответствующего цилиндра обычно измеряется в углах Поворота распределительного вала, так как мы обсуждаем смещение кулачков друг относительно друга, которое является одним из нескольких моментов, когда характеристика распредвала указывается в градусах поворота распредвала, а не в градусах поворота коленчатого вала. За исключением двигателей, использующих два распредвала в головке блока цилиндрoв.

Угол непосредственно влияет на перекрытие клапанов, т. е. на период, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Перекрытие клапанов измеряется SB углах поворота коленчатого вала. Когда угол между центрами кулачков уменьшается, то моменты закрывания выпускного клапана и открывания впускного клапана будут перекрываться больше.

Следует помнить, что на перекрытие клапанов также влияет изменение продолжительности открывания: когда продолжительность открывания увеличивается, перекрытие клапанов тоже увеличивается, обеспечивая отсутствие изменений угла для компенсации этих увеличении.

Для облегчения понимания этой ситуации вернемся к нашим распред-валам А и В и рассмотрим элементы взаимосвязи. Оба распредвала имеют продолжительность открывания 270°. Форма кулачка для вала А (фазы газораспределения: 27 — 63 — 71 — 19) обеспечивает угол между центрами кулачков в 108° с перекрытием клапанов в 460. Вал В (фазы газораспределения: 23 — 67 — 75- 15) имеет угол в 114° и перекрытие клапанов 38° (помните, что когда угол увеличивается, перекрытие уменьшается).

Как ранее указывалось, вал А обеспечивает двигателю хорошую мощность на высоких оборотах, но, вероятно, уменьшает эффективность на низких оборотах. Кулачки на валу В, однако, разведены дальше друг от друга, что характеризуется увеличением угла до 114°. Это уменьшает перекрытие клапанов на 8° и позволяет двигателю плавно работать на холостом ходу, выдавать больший вакуум в коллекторе и при холостом ходе, и вдвижении.

При этом обеспечивается лучшая экономичность и, вероятно, более широкий диапазон мощности. Однако, с другой стороны, увеличение угла (уменьшение перекрытия клапанов) уменьшает эффективность впуска, соответственно и, соответственно, двигатель будет выдавать меньшую максимальную мощность.

Добавить комментарий

Сколько оборотов делает распредвал?

Сколько оборотов делает распредвал и коленвал?

Скорость вращения распределительного вала в два раза меньше, чем у коленвала: за один полный такт двигателя коленвал делает два полных оборота, но каждый из клапанов должен открыться только один раз (на такте сжатия и рабочем такте оба клапана закрыты).

Какому количеству оборотов коленчатого вала?

Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения и выпуска.

Сколько оборотов делает коленчатый вал за цикл?

В ходе каждого такта коленчатый вал двигателя совершает поворот на 180°. За полный рабочий цикл коленвал поворачивается на 720°. Четырехтактный двигатель получил широкое распространение.

Как протекает рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя?

Рабочий процесс четырехтактного двигателя протекает за четыре хода поршня, т. е. за два оборота коленчатого вала. Из четырех тактов рабочий ход является основным, остальные три — вспомогательными.

Какие детали жестко крепятся к коленчатому валу?

На коленчатом валу крепятся шатуны, а на шатунах крепятся поршни.

Как называется задняя часть коленчатого вала?

Задняя выходная часть вала (хвостовик) — часть вала, соединяющаяся с маховиком или массивной шестернёй отбора основной части мощности. Противовесы — обеспечивают разгрузку коренных подшипников от центробежных сил инерции первого порядка неуравновешенных масс кривошипа и нижней части шатуна.

Сколько оборотов распределительного вала приходится на 10 оборотов коленчатого вала в Четырёхтактном двигателе?

Поэтому за два оборота коленчатого вала распределительный вал делает один оборот. Таким образом, на 10 оборотов коленчатого вала в четырёхтактном двигателе приходится 5 оборотов распределительного вала.

Что сверху коленвал или распредвал?

Если коленвал — это вал, который находится внутри двигателя и приводит в движение поршни,то распредвал — это вал для синхронизации и управления движением впускных и выпускных клапанов двигателя. На распределительном валу расположены разнонаправленные кулачки и элементы фиксации вала.

Что приводит в движение распредвал?

Коленчатый вал приводимый в движение поршнями приводит в движение распредвал, который двигает клапана, обслуживающие движение поршней. … Для этого на шестеренках и звездочках механизма ГРМ, а также на коленчатом валу (обычно со стороны маховика) существуют спец.

Что дает распредвал?

Распределительный вал или распредвал — вал двигателя внутреннего сгорания, управляющий открытием и закрытием клапанов двигателя. Основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации тактов работы двигателя и впуска-выпуска топливной смеси/воздуха и отработанных газов.

Газораспределительный механизм ДВС ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ ГРМ

Газораспределительный механизм ДВС

ИЗ ЧЕГО СОСТОИТ ГРМ?

КОНСТРУКЦИЯ ГРМ ВСЕГДА ЗАВИСИТ ОТ КОНСТРУКЦИИ ДВС

НО ВСЕГДА ЕСТЬ ЕГО ОСНОВНЫЕ ЧАСТИ

РАСПРЕДВАЛ КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ

И ПРИВОД ГРМ

КАК НАМ КЛАССИФИЦИРОВАТЬ ГРМ?

1 КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ТИПУ ПРИВОДА ГРМ ПРИВОД ГРМ ЗАВИСИТ ОТ ПОЛОЖЕНИЯ РАСПРЕДВАЛА В ДВС

КАКОЙ ВИД ПРИВОДА ГРМ ?

РАСПРЕДВАЛ НА ГБЦ, А ПРИВОД? РЕМЕННОЙ

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

РАСПРЕДВАЛ НА ГБЦ, А ПРИВОД? РЕМЕННОЙ

РАСПРЕДВАЛ НА ГБЦ, А ПРИВОД? ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ

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

А ЕСЛИ ДВС V КАКОЙ БУДЕТ ПРВОД ?

ЛЮБОЙ

ИСПОЛЬЗУЮТ РЕМЕННОЙ ПРИВОД

ИСПОЛЬЗУЮТ ШЕСТЕРЕНЧАТЫЙ ПРИВОД

ИСПОЛЬЗУЮТ ЗУБЧАТЫЙ ПРИВОД

РАСПРЕДВАЛ С БОКУ ОТ БЛОКА ЦИЛИНДРОВ

ГРМ ГАЗ 20 «ПОБЕДА»

Шестерня распредвала в зацеплении у шестерни коленвала

Распределительный вал (распредвал).

Распредвал ! Состоит из ?

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

Распредвал устанавливаем в?

Распредвал устанавливаем в?

ГБЦ КРЕПИМ НА БЛОК ЦИЛИНДРОВ

ГБЦ КРЕПИМ НА БЛОК ЦИЛИНДРОВ

ГБЦ КРЕПИМ НА БЛОК ЦИЛИНДРОВ

ПРОКЛАДКУ НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОСТАВИТЬ !

В ГБЦ РАСПРЕД ВАЛ ДАВИТ НА КЛАПАННОГО МЕХАНИЗМА

ПРИВОД МОЖЕТ БЫТЬ ЛЮБОЙ

ЦЕПНОЙ

РЕМЕННОЙ

КОМБИНИРОВАННЫЙ

КУЛАЧКИ РАСПРЕДВАЛА МОГУТ ДАВИТЬ ПРЯМОТ НА КЛАПАН

КУЛАЧКИ РАСПРЕДВАЛА МОГУТ ДАВИТЬ ПРЯМОТ НА КЛАПАН

КУЛАЧКИ РАСПРЕДВАЛА МОГУТ ДАВИТЬ ПРЯМО НА КЛАПАН

Что давит на клапана ?

КАК РАБОТАЕТ ГРМ?

Что давит на клапана ?

Что давит на клапана ?

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

Опишите как работает ГРМ

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

ВИДЫ КЛАПАННЫХ МЕХАНИЗМОВ ?

ВИДЫ КЛАПАННЫХ МЕХАНИЗМОВ ?

Устройство клапанного механизма

Собирите:

КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

КАКОЙ ПРИВОД ГРМ И КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ?

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

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

Причины неисправности ремня ГРМ. • Недостаточное натяжение • Прихват зубчатого шкива • Неправильное относительное положение зубчатых шкивов

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

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

Поломки: • Пробой или прогорание прокладки

Поломки: • Нагар на клапанах- это причина заклинивания.

Поломки: • Стираются вкладыши на распредвале.

Причины?

Причины?

КАК СОБИРАЕТСЯ КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ?

THE END

Распределительный вал — Моряк

Кулачные шайбы, находящиеся на распределительном валу, служат для управления открытием и закрытием газораспределительных клапанов, а также для привода топливных насосов высокого давления, топливоподкачивающего насоса, воздухораспределителя пусковой системы.

Распределительный вал изготавливают цельным или составным (для упрощения изготовления и монтажа) и устанавливают на разъемных подшипниках. Для предотвращения осевого  перемещения вал обычно фиксируют в опорно-упорном подшипнике.

Кулачные шайбы в ВОД обычно отковывают заодно с распределительным валом, а в СОД и МОД выполняют съемными (неразъемными или разъемными). Съемные шайбы 1 (рис. 11.6, а) привода газораспределительных клапанов обычно изготавливают неразъемными и крепят на валу шпонками 2 или на гидропрессовой посадке, а шайбы привода ТНВД – чаще всего разъемными и крепят различными способами, позволяющими изменять их угол заклинки относительно распределительного вала.Кулачная шайба ТНВД дизеля Бурмейстер и Вайн имеет симметричный профиль (рис. 11.6, б) и состоит из двух половин. Одна из них имеет пазы, в которые входят выступы другой половины, что дает возможность регулировать опережение подачи топлива независимо на передний и задний ход.

На распределительном валу 2 на шпонке 3 установлена втулка 4, имеющая кольцевой паз с внутренним конусом, к которому при помощи болтов прижимается кулачная шайба 5. В последних моделях дизелей применяют составную шайбу с отрицательным профилем (рис. 11.6, г). У дизелей МАН кулачная шайба (рис.11.6, в) имеет несимметричный профиль и состоит из двух половин: затылочной, сидящей на валу 3 на шпонке 2, и профильной кулачковой шайбе 5, которую можно поворачивать на некоторый угол при помощи болтов 4.

У дизелей Зульцер шайба 2 (рис. 11.6, д) имеет симметричный профиль и также состоит из двух половин. Шайба свободно сидит на втулке 1, зафиксированной на распределительном валу 5 шпонкой 4 и штифтом 6. Втулка имеет на конце резьбу, на которую навертывается гайка 3; торцовые поверхности гайки, фланца втулки и шайбы конусные.

В четырехтактных реверсивных дизелях устанавливают два комплекта кулачных шайб -один для переднего, другой для заднего хода, а в двухтактных дизелях с прямоточно-клапанной продувкой – один (если реверсирование осуществляется разворотом распределительного вала на определенный угол) или два комплекта (если реверсирование осуществляется осевым сдвигом распределительного вала).

Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала. Передаточное число i= Пр/Пк, где Пр и Пк – частоты вращения соответственно распределительного и коленчатого валов. Для четырехтактных дизелей i= 1/2, для двухтактных i= 1.

Конструкция привода зависит от расположения распределительного вала: при верхнем расположении (над цилиндровыми крышками), характерном для ВОД, применяют валиковый привод с коническими или винтовыми шестернями; при нижнем и среднем -шестеренный привод.

Для уменьшения размеров шестерен приводы изготавливают с промежуточными шестернями (рис. 11.7, а). Промежуточная шестерня 3 находится в зацеплении с ведущей шестерней 4 коленчатого вала и с ведомой шестерней 2 распределительного вала.

Так как у четырехтактного дизеля частота вращения распределительного вала должна быть в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала, то шестерня 2 имеет вдвое больший диаметр, чем шестерня 4 (промежуточная шестерня 3 на передаточное число влияния не оказывает). От шестерни 2 приводится также вал регулятора частоты вращения 1.

Цепной привод (рис. 11.7, б) используют при большом расстоянии между осями коленчатого и распределительного валов, когда шестеренный привод получился бы громоздким и дорогим.

Ведущая звездочка 7 коленчатого вала соединяется со звездочкой 1 распределительного вала тремя одинарными цепями 6. Звездочка 5 является направляющей и используется для привода воздухораспределителя, лубрикаторов и регулятора частоты вращения Звездочка 2, закрепленная в кронштейне 3, служит для натяжения цепи. Натяжение осуществляется поворотом кронштейна 3 вокруг оси 9 против часовой стрелки. Тяга 4, нагруженная мощной пружиной, передает усилие на кронштейн 3. Цепи движутся по стальным направляющим рельсам 8, облицованным резиной, что предотвращает поперечные колебания цепей. Оси всех звездочек и цепи смазываются маслом.

В новых конструкциях МОД используются гидравлические натяжители цепей (см. рис 11.8). Смазка цепей осуществляется маслом, подаваемым на них посредством сопел.

Из чего сделаны распределительные валы?

Вопрос задан: д-р Цезарь Джонс
Оценка: 5/5 (12 голосов)

В автомобильных и тракторных двигателях распределительные валы (или кулачки кулачков) изготавливают из отбеленного чугуна , что сравнимо с легированными сталями, используемыми при изготовлении подшипников. Износостойкость отбеленного чугуна значительно выше, чем у высокопрочного чугуна.

Из чего изготовлен распределительный вал?

Распределительные валы изготовлены из стали и чугуна .

Исходным материалом стальных кулачков является материал стержня, который затем подвергается точной механической обработке и индуктивной закалке на поверхности, соответственно цементируемой.

Какой материал лучше всего подходит для распределительных валов?

В целом, сталь является хорошим материалом для распределительных валов. Тем не менее, тип стали должен соответствовать толкателю кулачка, с которым он работает, поскольку разные марки стали имеют разные характеристики истирания.

  • ЗАКАЛИВАЕМОЕ ЖЕЛЕЗО: …
  • ЧУГУН С СФЕРОИДАЛЬНЫМ ГРАФИТОМ, ИЗВЕСТНЫЙ КАК SG IRON: …
  • ХРОМИРОВАННЫЙ ЧУГУН:

Распредвалы из закаленной стали?

Большинство роликовых кулачков изготавливаются из стали SAE 8620, SAE 5160, SAE 5150 или какой-либо марки инструментальной стали. … Однако кулачок SAE 8620 имеет упрочненный слой термообработки , который легко увидеть. Кулачки, изготовленные из стали 8620, во всем мире подвергаются термообработке в печи посредством процесса, называемого науглероживанием.

Есть ли у двухтактных двигателей распределительные валы?

2-тактные двигатели не имеют ни распределительного вала , ни клапанов, как в 4-тактных двигателях. Вместо этого они оснащены системой золотниковых клапанов, в которой два постоянно открытых отверстия расположены рядом друг с другом в стенке цилиндра. Они известны как выпускной порт и впускной порт.

Найдено 38 похожих вопросов

Распределительные валы кованые или литые?

Распределительные валы в автомобилях изготавливаются из стали или чугуна и являются ключевым фактором в определении диапазона оборотов в диапазоне мощности двигателя.

Насколько тверда сталь 8620?

8620 может быть подвергнут закалке до 1500°F с последующей закалкой в ​​воде . Науглероживание при 1650°-1700°F в соответствующей среде науглероживания и закалка в масле для затвердевания. Отпуск науглероженных деталей производится при температуре 250–300 °F, в результате чего прочность сердцевины сплава составляет не менее 135 000 фунтов на квадратный дюйм.

Распредвал и коленвал — это одно и то же?

Распределительный вал использует овальные «кулачки» для открытия и закрытия клапанов двигателя (по одному кулачку на клапан), в то время как коленчатый вал преобразует «кривошипы» (движение поршней вверх/вниз) во вращательное движение.

Почему распределительный вал сделан из чугуна?

Когда железо отливается, оно очень быстро затвердевает (известное как охлаждение), в результате чего материал кулачка образует карбидную матрицу (этот материал будет резать стекло) на кулачке. Этот материал чрезвычайно устойчив к истиранию и является единственным материалом для производства распредвалов с верхним расположением распредвалов.

Из какого материала коленчатый вал?

Коленчатые валы

изготавливаются из кованой стали или чугуна .Коленчатые валы крупносерийных автомобилей с малой нагрузкой обычно изготавливаются из чугуна с шаровидным графитом, обладающего высокой прочностью (см. Приложение D). Для экономичных двигателей требуется высокое отношение мощности к рабочему объему, что привело к увеличению использования кованых коленчатых валов.

Какой материал блока цилиндров?

Блоки цилиндров

обычно изготавливаются из чугуна или алюминиевого сплава . Алюминиевый блок намного легче.Различные типы материалов комбинируются для увеличения прочности.

Как узнать, какие у меня характеристики распределительного вала?

Как определить распределительный вал по номеру

  1. Найдите префикс модели. Префикс модели — это первая часть номера распределительного вала, и он описывает автомобиль, для которого предназначен распределительный вал. …
  2. Найдите номер профиля или заточки. Это число должно быть на вашем распределительном валу, за которым следует число градусов.

Что означает кулачок?

Автоматизированное производство (CAM) — это использование программного обеспечения и машин с компьютерным управлением для автоматизации производственного процесса. Исходя из этого определения, для работы CAM-системы необходимы три компонента: Программное обеспечение, которое сообщает машине, как производить продукт, путем создания траекторий.

Сколько стоит распределительный вал?

Стоимость замены распределительного вала составляет от 1500 до 3000 долларов США с учетом затрат на оплату труда и стоимости запчастей.Не стоит пренебрегать обслуживанием двигателя и заменой масла, тогда распредвал не сломается.

Для чего предназначен кулачок?

Распределительный вал действует как синхронизирующее устройство, которое управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов , а также задает перекрытие клапанов, которое происходит в верхней мертвой точке на такте выпуска. Вал состоит из нескольких шеек, которые вращаются на подшипниках внутри двигателя.

Увеличивает ли распределительный вал мощность?

Рассмотрите возможность установки высокопроизводительного распредвала.

Рабочие кулачки увеличивают продолжительность и время открытия клапанов во время такта двигателя, увеличивая мощность и ускоряя ускорение автомобиля.

Почему коленчатый вал не прямой?

Подшипники.Коленчатый вал имеет линейную ось, вокруг которой он вращается, как правило, с несколькими опорными шейками, установленными на сменных подшипниках (основных подшипниках), закрепленных в блоке двигателя. … Это было фактором, повлиявшим на популярность двигателей V8 с их более короткими коленчатыми валами по сравнению с рядными восьмицилиндровыми двигателями.

В чем разница между датчиком положения распредвала и коленвала?

Датчик положения коленчатого вала отслеживает как многофункциональный датчик, используемый для установки угла опережения зажигания, определения оборотов двигателя , и относительной частоты вращения двигателя…. Датчик положения распределительного вала используется для определения того, какой цилиндр работает, чтобы синхронизировать последовательность включения топливной форсунки и катушки.

Будет ли сталь 8620 ржаветь?

Эти образцы, подвергнутые отпуску при температуре 400°C, могут иметь предел прочности при растяжении 1100 МПа и переходную температуру хрупко-пластичного процесса -40°C. Кроме того, сталь SAE 8620, отпущенная при температуре 400°C, подвержена только локальному воздействию точечной коррозии и может демонстрировать превосходную коррозионную стойкость.

Для чего используется сталь 8620?

8620 имеет высокую ударную вязкость корпуса и ударную вязкость сердцевины выше среднего благодаря содержанию никеля. Кроме того, это наиболее широко используемая науглероживающая легированная сталь . Типичные области применения включают шестерни, кривошипы, валы, оси, втулки, штифты для тяжелых условий эксплуатации, болтовые соединения, пружины, ручные инструменты, шестерни и многие другие детали машин.

Является ли 8620 инструментальной сталью?

8620 представляет собой низкоуглеродистую никелево-хромомолибденовую легированную сталь с хорошими свойствами науглероживания.Содержание никеля способствует высокой ударной вязкости корпуса и ударной вязкости сердцевины выше среднего. Хром и молибден поддерживают правильное образование карбидов, что обеспечивает хорошую твердость поверхности и износостойкость.

Почему распредвал вращается вдвое медленнее коленвала?

Поскольку один оборот распределительного вала завершает работу клапана в течение всего цикла двигателя, а четырехтактный двигатель совершает два оборота коленчатого вала для завершения одного цикла, распределительный вал вращается вдвое медленнее коленчатого вала.

Сколько распредвалов у V8?

Двигатель i4 имеет два распределительных вала, а двигатель V6 или V8 имеет четыре . Обычно в двигателях с верхним расположением распредвала имеется два впускных и два выпускных клапана.

Что камера делает для производительности?

Регулировка распределительных валов так, чтобы кулачки располагались немного впереди или позади , изменит характеристики двигателя .Увеличение времени опережения приведет к более раннему открытию и закрытию топливных впусков, что улучшает крутящий момент на низких оборотах. И наоборот, замедление кулачка улучшит высокую мощность за счет низкого крутящего момента.

Newman Cams — британский эксперт по производству высокопроизводительных распределительных валов

Заготовка
Это означает, что распределительный вал был выточен из круглого стального стержня и после шлифовки обычно подвергается азотированию.
Мы используем этот метод для мелкосерийного производства, и из-за требуемой работы они всегда дороже, чем литые заготовки.

Пусто
Если не указано иное, распределительный вал изготовлен из отливки из закаленного чугуна.
Это лучший материал для распределительных валов, так как он обладает гораздо лучшими характеристиками износа, чем любой другой материал.

Репродукция
Переточка существующего распределительного вала, подходит только для мягкой заточки существующих распределительных валов из закаленного чугуна.
Если вы перешлифуете распределительные валы из закаленной стали, вы удалите закалку.
Мы перетачиваем только кулачки из закаленного чугуна, но предпочитаем поставлять новые узлы.

1.ЗАКАЛИВАЕМЫЙ ЧУГУН
Это чугун класса 17 с добавлением 1% хрома для создания 5-7% свободного карбида.
После литья материал подвергается пламенной/или индукционной закалке для придания твердости по Роквеллу от 52 до 56 по шкале C.
Этот материал был разработан в 1930-х годах в Америке как недорогая замена стальным распределительным валам и в основном подходит для применений с избытком масла, т. отстойник(Это материал, из которого изготовлены распределительные валы Ford OHC).
Это не самый подходящий материал для высокопроизводительных распредвалов двигателей с верхним расположением распредвалов.
Как компания, мы используем этот материал только для высокопроизводительных распределительных валов, если распределительный вал питается разбрызгиванием в картере.

2.ЧУГУН С СФЕРОИДАЛЬНЫМ ГРАФИТОМ, ИЗВЕСТНЫЙ КАК SG IRON
Материал, обладающий характеристиками, аналогичными закаливаемым. Его недостатком как материала распределительного вала является твердость в литой форме, то есть твердость 5 по шкале Роквелла, которая имеет тенденцию к истиранию подшипников в неблагоприятных условиях.Материал подвергается термообработке до твердости по шкале Роквелла от 52 до 58. Этот материал использовался Fiat в 1980-х годах.

3.ХРОМОВЫЙ ЧУГУН
Охлажденный чугун представляет собой чугун марки 17 с 1% хрома. Когда распределительный вал отливается в литейном цеху, в форму помещают обработанные стальные формы, форма выступа кулачка. Когда железо отливается, оно очень быстро затвердевает (известное как охлаждение), в результате чего материал кулачка образует карбидную матрицу (этот материал будет резать стекло) на кулачке.
Этот материал чрезвычайно устойчив к истиранию и является единственным материалом для производства распредвалов с верхним расположением распредвалов.
ВЫВОД ЛИТЫХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ВАЛОВ
При покупке распределительного вала поинтересуйтесь, из какого материала изготовлены распределительные валы. Распределительный вал из закаленного чугуна может быть дороже, но его износостойкость в любых условиях намного превосходит любой другой тип чугуна.

1.УГЛЕРОДИСТАЯ СТАЛЬ – EN8/EN9
Использовалась в основном в период с 1930 по 1945 год, а в настоящее время используется для индукционной закалки распределительных валов в сочетании с роликовыми толкателями из-за характеристик сквозного упрочнения материала.

2.ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ   – EN351 AISI 8620 и EN34 и т. д.
Используется компанией British Leyland в двигателях серий A и B и лучше всего работает с охлаждаемым толкателем кулачка.

3.АЗОТИРОВАННАЯ СТАЛЬ – EN40B
Лучшая сталь для распределительных валов. При азотировании придает поверхности твердость и отделку, подобную отбеленному чугуну.
Мы использовали его при замене распределительных валов из охлажденного чугуна в гоночных двигателях. Этот материал используется в нескольких современных двигателях F1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В общем, сталь является хорошим материалом для распределительных валов. Тем не менее, тип стали должен соответствовать толкателю кулачка, с которым он работает, поскольку разные марки стали имеют разные характеристики истирания.

ОБЩИЕ ЗАКЛЮЧЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ВАЛОВ
Это очень упрощенное объяснение материалов распределительных валов, основанное на более чем 48-летнем опыте. Это может помочь вам задать правильные вопросы при покупке распределительных валов с высокими эксплуатационными характеристиками.

Как установить распределительный вал с высокими рабочими характеристиками

Теперь, когда вы знаете все о правильном выборе распределительного вала с высокими рабочими характеристиками. Просмотрите или загрузите наше руководство по установке распредвала.

Как установить высокопроизводительный распределительный вал

Определение, детали и функции с помощью [Схема и PDF]

В этой статье вы узнаете, что такое распределительный вал , его детали и функции . Как это работает? Подробно объяснено с определением , рабочим , материалами и применением распределительного вала.Также вы можете скачать PDF-файл в конце этой статьи.

Что такое распределительный вал?

Распредвал — это только вал, на котором установлены кулачки. Распределительный вал установлен на подшипнике в нижней части блока цилиндров большинства рядных двигателей. В некоторых двигателях он размещен на головке блока цилиндров.

Кулачок представляет собой устройство, преобразующее вращательное движение распределительного вала в поступательное движение толкателя или фильтра. Кулачки имеют высокое пятно или лепесток. Толкатель, находящийся на кулачках, будет двигаться от распределительного вала или к нему по мере вращения кулачка.

Распредвал отвечает за открытие клапанов. Распределительный вал имеет несколько кулачков по длине, по два кулачка на каждый цилиндр, один для перемещения впускного клапана, а другой для управления выпускным клапаном.

Кроме того, распределительный вал имеет эксцентрик для привода топливного насоса и шестерню для привода распределителя зажигания и масляного насоса.

Части распределительного вала

.Цапфа кулачкового подшипника

Кулачок представляет собой вращающийся компонент, который обеспечивает возвратно-поступательное или колебательное движение толкателя за счет прямого контакта. Обычно это используется для изменения движения с вращательного на линейное.

2. Вкладыш подшипника

Вкладыш подшипника — это деталь, которая устанавливается на шейки кулачкового подшипника. Это помогает защитить распределительный вал от поломки блока цилиндров в случае отказа двигателя. Вкладыши подшипников удерживают распределительный вал в плавном вращении.

3. Кулачки

При вращении распределительного вала кулачки работают с движением поршня.Назначение лепестков — открывать и закрывать клапаны для впуска и выпуска газов. Его скорость обычно зависит от оборотов двигателя.

4. Упорная пластина

При использовании роликового кулачка вам понадобятся средства для поддержки кулачка в задней части двигателя. Упорная пластина крепится между кулачком и зубчатым колесом и устанавливается на передней крышке для обеспечения надлежащего осевого люфта.

5. Цепная звездочка

Цепная звездочка прикреплена к распредвалу двигателя для удерживания зубчатого ремня.Эта звездочка прикреплена к цепи. Эти звездочки способны вращаться с одинаковой скоростью, даже если они не соприкасаются.

6. Деревянная шпонка

Деревянная шпонка также является основной частью распределительного вала двигателя, которая используется для удержания кулачков в нужный момент.

Как работает распределительный вал?

Распределительный вал приводится в действие коленчатым валом либо с помощью пары зубчатых зацеплений (распределительных шестерен), либо с помощью пары зубчатых колес, соединенных цепями. Шестерня или звездочка распределительного вала имеет столько же зубьев, сколько шестерня или звездочка на коленчатом валу.

Это дает передаточное отношение 1:2. Распределительный вал вращается с половиной скорости вращения коленчатого вала. Поэтому каждые два оборота коленчатого вала создают один оборот распределительного вала и одно открытие и закрытие каждого клапана в четырехцилиндровом двигателе.

Шестерня и звездочка поддерживают независимую временную зависимость между распределительным валом и коленчатым валом, чтобы гарантировать открытие клапанов точно в нужное время в зависимости от положения поршня.

Установочные метки на шестернях и звездочках используются для установки неправильного времени валов относительно друг друга при сборке узлов.

На рисунке показано, что меньший кружок на шестерне коленчатого вала должен находиться между двумя меньшими кружками на шестерне коленчатого вала, чтобы обеспечить правильную синхронизацию клапанов. Метки звездочки находятся на прямой линии с центрами обоих валов, чтобы обеспечить правильность фаз газораспределения.

Материал, используемый для распределительного вала

Распределительный вал двигателя изготовлен из цельного металла для обеспечения большей жесткости. Распределительные валы обычно изготавливаются из чугуна, поскольку он придает большую прочность, а также используется в массовом производстве.

Распределительный вал из охлажденного чугуна обеспечивает хорошую износостойкость, поэтому в процессе охлаждения материал становится твердым. Различные материалы смешиваются с железом, чтобы получить более подходящие свойства для целей его применения.

Некоторые производители также используют металлические заготовки, когда требуется высокое качество и низкая производительность. Однако он требует больше времени и затрат, чем другие методы. Его изготавливают ковкой, литьем или механической обработкой на токарно-фрезерном станке.

Причины неисправности распределительного вала

На распределительном валу может возникнуть множество проблем.Если пренебречь этими проблемами, это может привести к большим потерям и полной поломке двигателя.

Ниже приведены причины повреждения распределительного вала:

  1. Из-за износа кулачка.
  2. Из-за неправильной притормаживания.
  3. Из-за поврежденного кулачка распределительного вала.
  4. Использование масляных фильтров с новым кулачком.
  5. Из-за механических помех, таких как заедание витка пружины, фиксатора к уплотнению, контакта клапана с поршнем и прорези коромысла со шпилькой.
  6. Из-за большого осевого люфта распределительного вала.
  7. Из-за использования дешевых установочных штифтов или ключей Woodruff.
  8. Из-за неправильного давления пружины клапана.

Распределительный и коленчатый вал: в чем разница?

Ниже приведены основные моменты различий между распределительным валом и коленчатым валом :

Распредвал Коленчатый вал
По мере работы двигателей они работают иметь место. Эта часть двигателя представляет собой вал, как следует из названия, на котором установлены все узлы двигателя.
Распределительный вал обычно изготавливается из чугуна или стали путем литья или механической обработки на токарном или фрезерном станке. Коленчатый вал обычно изготавливают из легированной стали методом ковки.
Распределительный вал расположен в верхней части головки блока цилиндров. Коленчатый вал расположен в нижней части головки блока цилиндров.
Распределительный вал используется для открытия или закрытия клапана двигателя в нужное время. Коленчатый вал используется для преобразования возвратно-поступательного или колебательного движения поршня во вращательное движение.
Распределительный вал вращается с помощью зубчатого ремня и крепится к коленчатому валу. Коленчатый вал вращается с помощью поршня.

Применение распределительного вала

Распределительный вал представляет собой вращающуюся часть цилиндра двигателя. В основном они используются для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное.

В двигателе внутреннего сгорания распределительный вал используется для управления впуском и выпуском газов через тарельчатый клапан, который механически управляется системой зажигания и электродвигателем.

Иногда распределительный вал также работает как коромысло для перемещения выпускного клапана от задней части кулачка, которая составляет 180 градусов с впускным клапаном.

Заключение

Итак, надеюсь, я рассказал все о распределительном вале, его частях и функциях. Если у вас остались сомнения или вопросы по этой теме, вы можете связаться с нами или задать в комментариях.

Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею с друзьями. Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления, когда мы загружаем новые сообщения. Это бесплатно.

И, наконец, , загрузите PDF-файл этой статьи, нажав здесь.

Вы можете прочитать больше в нашем блоге:

  1. Список деталей автомобильного двигателя: их назначение и использование (с иллюстрациями)
  2. Почему в двигателе возникает детонация и способы ее устранения
  3. Свеча зажигания: типы, детали и Принцип работы (PDF)

Часто задаваемые вопросы

Какова функция распределительного вала?

Распределительный вал — это стержень, который вращается и скользит в двигателе для преобразования вращательного движения в прямолинейное.Эта скорость достигается за счет перемещения распределительного вала дальше и ближе к оси вращения по мере того, как распределительный вал приводится в движение двигателем.

Зачем нужен распределительный вал в двигателе?

Распределительный вал жизненно важен для основных функций двигателя. Распределительный вал, состоящий из двух отдельных частей, кулачка и вала, предназначен для открытия клапана. Когда вал вращается, кулачки открывают клапаны синхронно с шестернями коленчатого вала.

В чем разница между распределительным валом и коленчатым валом?

Распределительный вал представляет собой кулачок в форме яйца, который позволяет воздуху поступать в цилиндр, открывая и закрывая клапаны двигателя.Коленчатый вал — это вал, используемый для преобразования возвратно-поступательного или колебательного движения поршня во вращательное движение.

Каково применение распределительного вала?

В двигателе внутреннего сгорания распределительный вал используется для перемещения впускных и выпускных газов от тарельчатого клапана, который управляется системой зажигания и электродвигателем.

Глоссарий | Д. Элгин Камс

Этот глоссарий кулачков был создан Демой Элджин из Elgin Cams, чтобы помочь предоставить нашим клиентам инструмент, который они, в свою очередь, могут использовать для расшифровки всех загадочных сокращений, используемых в индустрии кулачкового шлифования.

Надеюсь, вам будет полезно!

ABDC:

градусов коленчатого вала после нижней мертвой точки.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ РЕКЛАМА: 

См.: «ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ МЕСТА».

ATDC:

градусов коленчатого вала после верхней мертвой точки.

ОБЛАСТЬ ПОД КРИВОЙ ПОДЪЕМА КУЛАЧКА: 

Область под колоколообразной кривой подъемной силы показана с подъемной силой по вертикальной оси и градусами вращения коленчатого вала по горизонтальной оси.Чем больше площадь под кривой подъемной силы, тем больше подъемная сила и/или продолжительность в некоторой точке профиля кулачка.

ОСНОВНОЙ КРУГ:

Круглая часть кулачка, концентрическая с осью кулачка, где подъем кулачка равен нулю и необходимо выполнить регулировку клапанного зазора. Эту часть мочки также называют пяткой.

BBDC:

градусов коленчатого вала до нижней мертвой точки.

BTDC:

градусов коленчатого вала до верхней мертвой точки.

КУЛАЧКОВЫЙ РОЛИК:

См. «ТАППЕТ».

КУЛАЧКОВЫЙ ПОДЪЕМ:

Это максимальное расстояние, на которое кулачок толкает толкатель, когда клапан полностью открыт. Подъем кулачка отличается от подъема клапана. См. «МАКСИМАЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ КЛАПАНА».

КУЛАЧКОВЫЙ МАСТЕР:

После расчета конструкции нового кулачка его размеры переносятся в прецизионный шаблон, называемый эталоном. Затем мастер устанавливается в кулачково-шлифовальный станок, чтобы придать форму кулачкам готовому кулачку.

КУЛАЧКОВЫЙ ПРОФИЛЬ:

Готовая форма кулачка. Его сегментами являются базовая окружность (или пятка), короткая рампа зазора открытия, боковая сторона открытия, нос, боковая сторона закрытия и короткая рампа зазора закрытия снова на пятку. См. дополнительные записи для каждого сегмента, а также «LOBE TAPER».

КУЛАЧКОВАЯ СКОРОСТЬ:

Скорость изменения подъемной силы кулачка на градус поворота кулачка, либо положительная (при открытии), либо отрицательная (закрытие).Наибольшие скорости возникают на боковых сторонах кулачков, а самые низкие — на пандусах. Скорость визуализируется на графике подъемной силы в виде наклона кривой в любой точке.

РАСПРЕДВАЛ:

Вал, содержащий множество кулачков (или кулачков), которые преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное (подъемное) движение в двигателе внутреннего сгорания. На каждые два оборота коленчатого вала распределительный вал (валы) совершает один оборот. Лепестки на распределительном валу приводят в действие клапанный механизм фазировано по отношению к движению поршня.Распределительный вал определяет, когда клапаны открываются и закрываются, как долго они остаются открытыми и насколько далеко они открываются. Полный распределительный вал также содержит шейки (сети), на которых вращается вал, и приспособление на одном конце для ведущей шестерни, а также (в зависимости от двигателя), возможно, шестерню привода распределителя/масляного насоса, эксцентрик топливного насоса, привод тахометра и/ или смазывание отверстий.

НАГЛУБЛЕНИЕ:

Науглероживание газом — это процесс термической обработки стальных заготовок распределительных валов. В этой процедуре распределительный вал помещается в печь с атмосферой углеродного газа и нагревается до определенной температуры.После того, как поверхность распределительного вала поглотила желаемое количество дополнительного углерода, его удаляют из печи и закаливают для достижения надлежащего состояния.

ЛИТАЯ ЗАГОТОВКА:

Термин для описания распределительного вала, изготовленного из литья. Материалом для литья является специальный сплав железа «Proferal», который используется в основном для нероликовых распределительных валов из-за его отличных противоизносных характеристик.

МОШЕННИКИ:

См.: «УЛУЧШЕННЫЕ СТАНДАРТНЫЕ КАМЕРЫ.

ПОДЪЕМНИК ДЛЯ ОХЛАЖДЕННОГО ЖЕЛЕЗА:

Кулачковый толкатель/толкатель из высококачественного сплава железа, подвергнутого термообработке при отливке. Расплавленный чугун заливают в сотовую форму с закаленной стальной пластиной на дне для закалки и термической обработки лицевой стороны подъемника. Этот тип толкателя совместим только со стальными и твердосплавными накладными кулачками.

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ РАМПЫ:

Два коротких сегмента выступа кулачка, между основной окружностью и любой из боковых сторон.Рампы изменяют подъем с постоянной малой скоростью, теоретически для компенсации небольших отклонений и провисания в клапанном механизме. Рампа открытия занимает весь зазор в клапанном механизме и приближает клапан к порогу открытия. Закрывающая рампа устанавливает клапан на седло и заканчивается, когда толкатель возвращается в базовую окружность. Конструкции рампы оказывают чрезвычайное влияние на выходную мощность и надежность клапанного механизма.

СВЯЗКА КАТУШКИ:

Пружина клапана, сжатая до такой степени, что между витками нет пространства, когда витки уложены сплошным пакетом, находится в переплетении витков.С этого момента клапан больше не может открываться.

КОНЦЕНТРИЧЕСКАЯ:

При механической обработке, с одинаковым центром или с правильным ходом. В терминологии распределительного вала шейки и кулачки кулачковых подшипников концентричны друг другу, когда распределительный вал прямой, и биение между всеми кулачками и шейками составляет 0,001 дюйма или меньше.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ НА 0,050”

Градусы поворота коленчатого вала с момента открытия клапана на 0,050 дюйма до .050” от закрытия.

ЗАКАЛИВАНИЕ В ПЛАМЕ:

Процесс термообработки, при котором распределительный вал подвергается воздействию открытого пламени, а затем закалке (охлаждению) в масле.

ПОКРЫТИЯ:

Две стороны каждого выступа кулачка обращены к сегментам, которые лежат между носовой частью и зазорами перед базовой окружностью.

ШЛИФОВКА: 

В частности, процесс придания формы кулачкам на специализированном кулачково-шлифовальном станке. На сленге редукторов общий профиль кулачка не зависит от области применения, например, в терминах «дрэг-рейсинг» или «стрит-хэми».

ПОДЪЕМ КЛАПАНА:

Измерение номинального полного подъема клапана, полученное путем умножения максимального подъема кулачка на коэффициент коромысла. На самом деле этого невозможно достичь на работающем двигателе из-за зазоров клапанов или продувки гидрокомпенсаторов, а также зазоров и изгибов в клапанном механизме. Производственные допуски в коромыслах также изменяют эту цифру на 0,015 дюйма плюс-минус. См.: «ПОДЪЕМ КЛАПАНА СЕТИ».

ПОДЪЕМНИКИ ИЗ ЗАКАЛИВАЕМОГО ЖЕЛЕЗА:

Толкатель кулачка, изготовленный из специального высококачественного сплава железа, который совместим с распределительными валами из чугунных заготовок.Весь цилиндрический корпус подъемника из закаливаемого железа твердый, в отличие от подъемника из закаленного железа, у которого закалено только его основание.

ТВЕРДОСТЬ: 

По инженерному определению, сопротивление проникновению. Для кулачков и толкателей твердость напрямую связана с сопротивлением износу. Типичный железный кулачок регистрируется в диапазоне от 40 до 40 по шкале Роквелла C (Rc). Подходящие атлеты регистрируются на пять-десять баллов выше. Меньшая часть, работающая при более высокой температуре, должна быть более твердой, чтобы уравнять износ между деталями.

ТЕРМООБРАБОТКА:

Ряд термоциклических процессов для изменения поверхностной твердости металла. Температуру детали поднимают ниже точки плавления, выдерживают там в течение определенного времени, а затем дают остыть с заданной скоростью почти до комнатной температуры. Этот тепловой цикл изменяет кристаллическую и зернистую структуру металла, что влияет на его твердость. Некоторые процессы также рассеивают атомы углерода или азота на поверхности железа. Все плоские и роликовые толкатели проходят термообработку.Некоторые железные кулачки (в основном британские) подвергаются термообработке после повторной шлифовки для восстановления твердости поверхности. См.: «НАГЛУБЛЕНИЕ, ПОДЪЕМНИК ИЗ ОХЛАЖДЕННОГО ЖЕЛЕЗА, ЗАКАЛКА ПЛАМЕНЕМ, ТВЕРДОСТЬ, ИНДУКЦИОННАЯ ЗАКАЛКА, АЗОТИРОВАНИЕ И ЗАКАЛКА».

КАБУЛ:

См.: «ОСНОВНОЙ КРУГ».

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПОДЪЕМНИКИ КЛАПАНОВ:

Толкатели с внутренним механизмом, питаемым моторным маслом, предназначены для поддержания постоянного нулевого зазора во всем клапанном механизме. К их преимуществам относятся более тихая работа двигателя и отсутствие периодических регулировок для поддержания надлежащего зазора, как это требуется при использовании цельноклапанных толкателей.Однако гидравлические подъемники поддерживают постоянное давление на распределительный вал, чего не делают цельные подъемники. Поэтому противозадирные присадки в смазочных маслах более важны для гидравлических подъемников. См.: «ЗДДП».  

УЛУЧШЕННЫЕ СТАНДАРТНЫЕ КУЛАЧКИ (ЧИТЕРНЫЕ КУЛАЧКИ): 

Улучшенный прикладной кулачок имеет подъемную силу и продолжительность действия, но боковые стороны изменены, чтобы они действовали быстрее. Такой процесс увеличивает площадь под кривой подъемной силы примерно на 5%.Это означает, что увеличение мощности будет происходить во всем диапазоне оборотов двигателя. Этот тип специальной шлифовки очень хорошо работает в двигателях с системами впрыска топлива, которые калибруют разрежение во впускном коллекторе, которые, следовательно, очень чувствительны к изменениям продолжительности работы распределительного вала.

ИНДУКЦИОННАЯ ЗАКАЛКА:

Процесс электрической термообработки, при котором железная деталь помещается внутрь катушки из толстой проволоки, через которую пропускают высокочастотный ток. Благодаря электромагнитному явлению индукции энергия передается от катушки к детали.Часть внутри катушки почти мгновенно становится вишнево-красной, а затем гасится. Закалочной средой является либо вода (для крупных деталей, таких как кулачковые заготовки), либо масло (для мелких деталей, таких как ролики с игольчатыми подшипниками, для предотвращения растрескивания).

СОЕДИНЕНИЕ С НАЛЕТОМ:

Между сдвоенными клапанными пружинами имеется небольшая запрессовка, если внешний диаметр внутренней пружины и внутренний диаметр внешней пружины приблизительно равны друг другу. Небольшое трение между ними оказывает демпфирующее действие на колебания и помпаж пружины.См.: «ВЕСЕННИЙ ВОЛН».

СЪЕМКА (СЪЕМКА КЛАПАНА):

Зазор в клапанном механизме, обычно измеряемый на кончике клапана, создает необходимый зазор между базовой окружностью кулачка распределительного вала и цельным толкателем распределительного вала или толкателем, так что клапан гарантированно закрывается и остается закрытым, когда толкатель находится на кулачке. каблук.

СХЕМА ПОДЪЕМА:

После установки распределительного вала в блок или головку механик может построить график подъема кулачка по отношению к каждому градусу поворота распределительного вала.Установите циферблатный индикатор на толкатель кулачка или толкатель и градусное колесо на коленчатый вал. Вращайте коленчатый вал с шагом в пять градусов и с каждым интервалом снимайте показания подъема с циферблатного индикатора. Затем нанесите показания на миллиметровую бумагу с подъемом кулачка по вертикальной оси и углами поворота коленчатого вала по горизонтальной оси.

ПОДЪЕМНИК:

См. «ТАППЕТ».

ПЕЧАТЬ ПОДЪЕМНИКА (ПЕЧАТЬ КУЛАЧКА):

Величина хода, которую вращающийся выступ кулачка совершает по поверхности подъемника.Поскольку кулачок кулачка не должен выходить за край подъемника, диаметр подъемника определяет максимальную используемую боковую скорость кулачка. См.: «СКОРОСТЬ КУЛАЧКА».

КЛАПАЧОК: 

Каждая поверхность кулачка эксцентрична по отношению к кулачковым шейкам и передает подъемное движение через клапанный механизм для приведения в действие клапанов. Конструкция кулачка определяет использование распределительного вала, т.е. уличное использование или тотальная конкуренция.

КУЛАЧКОВЫЕ ЦЕНТРЫ: 

Разница, измеренная в градусах кулачка, между осевой линией впускного патрубка (точка наибольшего подъема) и осевой линией выпускного патрубка в одном и том же цилиндре.

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ КЛАПАНЫ-КЛАПАН:

Точка на каждой кулачке, измеренная в градусах коленчатого вала от ВМТ, в которой клапан наиболее полно открыт. Например, возьмем кулачок, который измеряет полный подъем впускного клапана при 110 градусах до ВМТ и полный подъем выпускного клапана при 110 градусах до ВМТ. Этот распределительный вал был отшлифован с центрами лепестков под углом 110 градусов и отшлифован по времени «прямо вверх», без опережения или отставания. В качестве другого примера, другой кулачок измеряет полный подъем кулачка впускного клапана при 105 градусах до ВМТ и полный подъем кулачка выпускного клапана при 115 градусах до ВМТ.Этот распределительный вал также был отшлифован с центрами кулачков на 110 градусов, но он сдвинут вперед на пять градусов коленчатого вала.

КОНИЧЕСКИЙ КОНУС:

Небольшая величина, на которую одна сторона выступа плоского толкателя больше другой, несмотря на то, что обе они имеют одинаковый профиль. Кулачки имеют конусность влево или вправо и конусность от нуля до 0,003 дюйма, в зависимости от двигателя. Направление и величину конусности лучше всего измерять по диаметру окружности основания. Держите переднюю часть кулачка слева от себя (как это делает станок для шлифовки кулачков).Если передняя (левая) сторона лепестка больше, это сужение влево (TL). Если задняя (правая) сторона лепестка больше, это правая конусность (TR). Все лепестки должны измеряться с одинаковым конусом, но не обязательно в одном и том же направлении. TR вдавливает кулачки в блок, преодолевая угловое давление толкателей. Для двигателей с TL, смешанными конусами или роликовыми толкателями (без конуса) требуется упорная пластина кулачка. Конус кулачка работает с коронкой толкателя и отверстиями толкателя, смещенными от отверстий лепестков, чтобы приводить во вращение плоские толкатели.См.: «Корона толкателя, вращение толкателя».

СЕТЬ (ЖУРНАЛЫ):

Цилиндрические поверхности распределительного вала, концентрические с осью распределительного вала, которые входят в опорные поверхности для поддержки распределительного вала в блоке цилиндров или головке(ах).

ПОДЪЕМ КЛАПАНА СЕТКИ:

Вероятный подъем клапана, определяемый путем вычитания размера зазора клапана из общего значения подъема клапана. Но производственные допуски в коромыслах могут варьировать эту цифру на целых .015” плюс-минус. То же самое можно сказать о плохой геометрической конструкции коромысла, например. в Chrysler Slant 6, Ford FE и многих рокерах вторичного рынка. Так же изгибается клапанный механизм, особенно толкатели. См.: «МАКСИМАЛЬНЫЙ ПОДЪЕМ КЛАПАНА».

АЗОТИРОВАНИЕ:

Газовое азотирование — это термическая обработка поверхности, при которой на поверхности железного кулачка остается твердый слой. Жесткий корпус имеет глубину до 0,010 дюйма и обычно в два раза превышает твердость материала сердцевины. Процесс осуществляется путем помещения кулачка в герметичную камеру, заполненную газообразным аммиаком, и нагревания ее примерно до 950 градусов по Фаренгейту (510 градусов по Цельсию).При этой температуре происходит химическая реакция между аммиаком и железом кулачка с образованием нитрида железа на поверхности кулачка. По мере развития реакции нитрид железа диффундирует в сердечник кулачка на глубину примерно 0,010 дюйма. Процесс азотирования осуществляется при относительно низком нагреве (по мере термической обработки), поэтому материал сердцевины не теряет твердости. Кроме того, температура в камере повышается и понижается медленно, чтобы кулачок не испытал теплового удара, который может создать внутренние напряжения.Газовое азотирование изначально предназначалось для случаев, когда скользящее движение между двумя деталями повторяется, поэтому оно непосредственно применимо для решения проблем износа распределительных валов. Нитрид железа представляет собой керамическое соединение, что объясняет его твердость. Он также обладает некоторой смазывающей способностью при скольжении по другим частям.

ПЕРЕДНЯЯ ЧАСТЬ:

Часть кулачка, расположенная выше его базовой окружности, активирует положение полного подъема.

OHC:

Двигатели с верхним расположением распредвала.В этом типе двигателя кулачок расположен в головке над клапанами. (например, двигатель Porsche 944)

OHV (ТОЛКАЮЩИЕ ДВИГАТЕЛИ):

Двигатели с верхним расположением клапанов. В этом типе двигателя распределительный вал расположен в блоке под клапанами в головке. (например, двигатель Chevrolet 350 c.i.d. V8)

ПЕРЕКРЫТИЕ:

Угол поворота коленчатого вала в градусах, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Это происходит, когда поршень находится вблизи верхней мертвой точки на такте выпуска.Чем больше продолжительность между седлами впускных и выпускных кулачков и чем меньше центры их кулачков, тем больше будет перекрытие в градусах коленчатого вала. См. «LOBE CENTERS-CAM и ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СИДЕНЬЯ».

ПАРКОВКА

Процесс термохимической наплавки, при котором на наружную поверхность распределительного вала, за исключением основных (шеек), наносится неметаллическое маслопоглощающее покрытие. Смазывающая способность этого покрытия позволяет быстро обкатывать кулачки без задиров.(Семья Паркер разработала этот процесс в Нью-Джерси в 1920-х годах.)

ПРОФЕРАЛЬНЫЙ УТЮГ:

См. «ЛИТАЯ ЗАГОТОВКА».

ЗАТУШЕНИЕ:

Завершающей стадией процессов термообработки черных металлов является охлаждение заготовки почти до комнатной температуры. Скорость охлаждения влияет на результирующую микроструктуру металлов и, следовательно, на твердость или ударную вязкость. Закалка охлаждает быстрее всего и создает самую твердую поверхность. Закалочная жидкость часто представляет собой воду для крупных деталей, но для очень мелких деталей (таких как ролики с игольчатыми подшипниками) должно быть масло, чтобы предотвратить их растрескивание от теплового удара.

ГЕОМЕТРИЯ РЫЧАГА:

Любое коромысло OHV должно соответствовать геометрическому закону, чтобы правильно передавать кривую подъема кулачка на клапаны и пружины клапанов. Три центроида (центры движения) коромысла должны лежать на прямой линии: его контактный конус с наконечником толкателя, его ось вращения и либо ось наконечника ролика, либо центр окружности, продолжающейся от изогнутой плоскости. совет. Центроиды не на одной линии передают действие кулачка нелинейно, с непредсказуемым влиянием на диапазоны и движения клапанов и пружин.

РОЛИКОВЫЙ ТОЛКАТЕЛЬ:

Роликовый толкатель выполняет ту же конечную функцию, что и механический или гидравлический плоский толкатель. Но вместо того, чтобы скользить по поверхности кулачка, этот подъемник содержит роликовый подшипник на поверхности кулачка, который катится по поверхности кулачка.

ПОТЕРЯ: 

Умеренный механический износ между двумя металлическими поверхностями, скользящими друг по другу, если и когда они соприкасаются из-за недостаточного количества масла, чтобы удерживать их полностью разделенными.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СИДЕНЬЯ (ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ СИДЕНЬЯ К СИДЕНЬЮ):

Общее время в градусах поворота коленчатого вала, в течение которого клапан находится вне седла клапана, с момента открытия до закрытия.Поставщики производственных кулачков обычно называют это «рекламируемой продолжительностью», чтобы отличить ее от продолжительности подъема 0,050 дюйма.

РАЗДЕЛЬНОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ:

Точка вблизи ВМТ такта выпуска, когда и впускной, и выпускной клапаны одновременно сдвинуты со своих мест на одинаковую величину.

ВЕСЕННЯЯ УСТАЛОСТЬ:

Пружины клапана имеют тенденцию терять часть своей прочности на сжатие после работы в двигателе в течение определенных периодов времени из-за огромных циклических нагрузок, которым они подвергаются.Например, при 6000 об/мин каждая пружина должна сжиматься 50 раз в секунду. Огромное тепло, выделяемое такими нагрузками, в конечном итоге противодействует некоторой термообработке пружинной проволоки, вызывая небольшое падение давления в пружинах («деформация»).

ПРУЖИНА:

Динамическая реакция, вызывающая непредсказуемое поведение пружин клапана при высоких оборотах.

При высоких частотах возвратно-поступательного движения силы приводят в движение спираль пружины, но затем собственная инерция ПОДДЕРЖИВАЕТ катушку в движении.Таким образом, волны сжатия и разрежения быстро проходят вверх и вниз по стопке витков пружины. Более того, на определенных оборотах кулачок приводит в действие пружину с собственной частотой колебаний пружины, и волны усиливаются. На таких критических скоростях этот эффект помпажа существенно снижает статическую (номинальную) прочность пружины, необходимую для работы клапанного механизма. Зазоры между деталями увеличиваются. Движение клапана становится неконтролируемым. Ломаются детали.

ТОЛКАТЕЛЬ/КУЛАЧОК:

Цилиндрический компонент с (почти) плоской поверхностью или с роликами, который перемещается на каждой кулачке кулачка для передачи подъемного действия кулачка на остальную часть клапанного механизма.Одно альтернативное название — лифтер, а другое — последователь. Толкатель — это всеобъемлющий термин для толкателей, кулисных или пальцевых толкателей на некоторых двигателях с верхним расположением распредвала и чашечных толкателей на большинстве двигателей с верхним расположением распредвала. Рокерные (или пальцевые) толкатели скользят по выступам кулачка, плоские толкатели скользят по выступам кулачка и также должны вращаться в своих отверстиях, а роликовые толкатели катятся по выступам, но не вращаются в своих отверстиях. Из-за геометрических различий в том, как каждый тип толкателя перемещается по выступу кулачка, в каждом из них используется другой профиль кулачка для создания одного и того же профиля подъема клапана .

КОЛЕСО ТОЛКАТЕЛЯ:

Небольшое количество сферической коронки, отшлифованной на поверхностях большинства номинально «плоских» толкателей, чтобы край толкателя не соскальзывал с края конического выступа кулачка. Величина короны определяется величиной конусности кулачка, оба параметра устанавливаются производителем двигателя. Нормальный износ толкателя происходит в виде «бублика», частично смещенного от центра на поверхности. Износ ближе к краю указывает на то, что толкатель имеет слишком маленькую коронку для этого кулачка. Потеря указанного венца толкателя указывает на износ кулачка.

ВРАЩЕНИЕ ТОЛКАТЕЛЯ:

Плоские толкатели должны вращаться в своих отверстиях, чтобы постоянно прижимать свежую часть своей поверхности к вращающемуся кулачку и, таким образом, выравнивать и минимизировать износ. (Напротив, роликовые толкатели вообще НЕ должны вращаться.)  Вращение происходит за счет смещения отверстия подъемника от центра поверхности кулачка, конуса лепестка в том же направлении, что и смещение подъемника, и короны подъемника, чтобы соответствовать конусу кулачка. Перед установкой толкателей убедитесь, что каждый толкатель может свободно вращаться в своем отверстии, и нанесите на боковые стороны толкателей только моторное масло (не липкую «кулачковую смазку»).Если плоский толкатель вращается недостаточно или вообще не вращается, этот толкатель и кулачок изнашиваются преждевременно, возможно, сразу после обкатки.

ZDDP:

Искусственная присадка к моторному маслу, необходимая для сухой смазки между распределительными валами и плоскими толкателями, где экстремальное давление выдавливает все молекулы масла. ZDDP* циркулирует с маслом с концентрацией 800-1200 частей на миллион, пока не раздавится на границе кулачкового подъемника и не закрепится на железных поверхностях. Постепенное снижение процентного содержания ZDDP в моторном масле с 2001 года вызывает преждевременный износ многих высокопроизводительных уличных кулачков.(*Диалкилдитиофосфат цинка.)    См.: «ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПОДЪЕМНИКИ КЛАПАНОВ».

Композитный модуль распределительного вала снижает вес двигателя и затраты на сборку

Исследователи и компании автомобильного сектора постоянно пытаются разработать новые легкие компоненты для снижения веса автомобилей . Однако в настоящее время автомобили по-прежнему имеют модули распределительных валов , которые являются ключевым компонентом силовых агрегатов и изготовлены из алюминия . Теперь группе исследователей из Института химической технологии им. Фраунгофера ICT в сотрудничестве со своими партнерами удалось изготовить модуль распределительного вала из армированных волокном термореактивных полимеров .Этот легкий элемент конструкции помогает снизить вес двигателя и снизить затраты на сборку. В настоящее время он доступен в качестве функционального демонстратора.

Распределительные валы

обеспечивают надежное и точное открытие и закрытие клапанов цикла наддува в двигателях внутреннего сгорания. Эти клапаны расположены в модуле распределительного вала, стандартным материалом для которого по-прежнему является металлический алюминий. Но производители автомобилей и поставщики прилагают огромные усилия для производства силовых агрегатов и их компонентов с облегченной конструкцией, поскольку снижение веса является одним из наиболее эффективных методов сокращения выбросов CO 2 .Исследователи Fraunhofer ICT в Пфинцтале поддерживают усилия автомобильной промышленности, разрабатывая недавно разработанный модуль распределительного вала, изготовленный из термореактивных композитных материалов. Этот легкий модуль распределительного вала был реализован в сотрудничестве с MAHLE Group и ассоциированными партнерами Daimler AG, SBHPP/Vyncolit NV и Georges Pernoud. Федеральное министерство экономики и энергетики Германии (BMWi) финансирует проект.

 

Выбор материала

Что касается выбора подходящего полимера, партнеры по проекту остановили свой выбор на высокопрочных термореактивных полимерах, армированных волокном, поскольку они способны выдерживать высокие температуры, механические и химические нагрузки, например, вызванные синтетическими моторными маслами и охлаждающие жидкости, например.« Мы делимся ноу-хау в отношении того, как спроектировать геометрию компонентов в соответствии с материалом и процессом, чтобы они удовлетворяли всем требованиям », — говорит Томас Зорг , исследователь Fraunhofer ICT. “ Модуль распределительного вала расположен в головке блока цилиндров, поэтому обычно в верхнем установочном пространстве силового агрегата. Здесь особенно важно уменьшить вес, так как это также способствует снижению центра тяжести автомобиля ».

Компонент из термореактивного полимера, армированный волокном, снижает вес двигателя.© Fraunhofer ICT
Композитный модуль распределительного вала: преимущества для компаний и климата

Отливки из алюминия требуют обширной доработки после отливки, что приводит к высоким затратам. Термореактивные полимеры, армированные волокном, позволяют изготавливать продукцию, имеющую форму, близкую к чистой, что требует относительно сравнительно небольшой доработки и опять же приводит к снижению производственных затрат . Кроме того, до 500 000 единиц, срок службы термореактивных полимерных форм для литья под давлением значительно выше, чем у алюминиевых форм для литья под высоким давлением.Кроме того, пластмассы, армированные высоким содержанием волокна, имеют большую площадь основания CO 2 по сравнению с алюминием, поскольку производство этого легкого металла очень энергоемко.

И еще одно преимущество: производители автомобилей стремятся минимизировать уровень шума . Дребезжащие автомобили не только раздражают, но и являются явным конкурентным недостатком, поэтому характеристики шума, вибрации и жесткости (NVH) занимают первое место в списке факторов, используемых для оценки качества автомобиля.Полимеры обладают хорошими демпфирующими характеристиками.

Модуль распределительного вала имеет монолитную конструкцию со встроенными подшипниками – другими словами, он изготавливается как единое целое, что сокращает время сборки на заводе-изготовителе двигателя. Производители автомобилей получают предварительно собранный модуль от своего поставщика и могут установить его на двигатель, выполнив всего несколько простых монтажных операций. Это устраняет необходимость в отдельной трудоемкой установке распределительного вала. Это инновационное решение имеет дополнительное преимущество: алюминиевые вставки в местах сильно нагруженных подшипников распределительных валов поглощают прямые усилия.

 

600 часов испытаний на стенде для испытаний двигателей

Во время первоначальных испытаний на испытательном стенде для двигателей исследователи отметили положительные эксплуатационные характеристики и снижение веса по сравнению с эталонной алюминиевой деталью. Расчеты с помощью моделирования помогают инженерам спроектировать и проверить прототип до начала производственного процесса. “ Хотя жесткость термореактивного полимера составляет лишь четверть жесткости алюминия, конструктивные меры позволили нам придерживаться максимально допустимой деформации .После 600 часов испытаний на стенде для испытаний двигателей облегченный элемент конструкции продемонстрировал безупречную функциональность в современном двигателе внутреннего сгорания. С помощью запланированных испытаний впрыска топлива партнеры по проекту хотят подтвердить функциональность и характеристики NVH с учетом газовых сил процесса сгорания.

 

Рекомендуемое изображение: Композитный модуль распределительного вала имеет монолитную конструкцию со встроенными подшипниками.© Фраунгофер ИКТ

 

Источник: Fraunhofer ICT

Распредвал трактора


Что такое распределительный вал?

Распределительный вал представляет собой стержень с выступами в форме яйца (также известный как кулачки), выступающие из длины для каждого клапана. Когда доли вращаются, они толкают клапаны открываются синхронно с шестерней коленчатого вала.

Распределительный вал имеет решающее значение для основных функций двигатель.

 

Где распредвалы происходить от?

Первые упоминания о распределительном валу были в Турции в 1206 году. – распределительные валы применялись в водяных часах и водоподъемных машинах.Среди первых автомобилей, использующих распределительным валом были Maudslay и Marr Auto Car в начале 1900-х годов.

Что такое распределительные валы используется для?

Распределительный вал является механическим компонентом двигателей внутреннего сгорания работа с тарельчатыми клапанами. Клапаны регулируют подачу воздуха и топлива и выхлопные газы открываются и закрываются вместе с коленчатым валом, который соединен либо через зубчатые передачи, зубчатую цепь или ремень, обеспечивающий механическую синхронность. Зубчатые передачи менее подвержены поломкам чем ременные передачи, которые часто встречаются в двигателях с верхним расположением распредвала.Распределительный вал играет важную роль в управлении частота хода открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов при точной время с движением поршня и в точном требуемом порядке.

Распределительный вал имеет четыре различных хода: впуск, сжатие, мощность и выхлоп.

В двухтактном двигателе с распределительным валом каждый клапан открывается один раз на каждый оборот коленчатого вала; в этих двигателях распределительный вал вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал.В четырехтактном двигатель, клапаны открываются вдвое реже; Таким образом, два полных оборота коленчатого вала происходят при каждом обороте распределительного вала.

Что такое распределительные валы сделано из?

В автомобильных и тракторных двигателях распределительные валы часто изготовлен из закаленного чугуна — сравним с используемыми легированными сталями в производстве подшипников. Износостойкость охлажденного у чугуна значительно выше, чем у ковкого чугуна.

Общий распределительный вал Проблемы

Поскольку распределительный вал представляет собой цельный стальной компонент, он не склонны к износу и поломке в одном и том же так же, как и другие части двигателя.Однако вы все еще можете столкнуться со следующими проблемами:

Изношенные кулачки кулачка не позволяют клапанам полностью открываться плохая работа двигателя и пропуски зажигания в цилиндрах. Это также может повлиять на топливо. давление, приводящее к повышенным выбросам и случайным пропускам зажигания

вообще. Эту проблему часто можно определить по грохоту или постукиванию. в клапанной крышке.

Из-за производственного брака или из-за распределительного вала захват.В двигателях с толкателями сломанный распределительный вал может значительно повредить шатуны, блок цилиндров, поршни или коленчатый вал. В помехах двигателей сломанный распределительный вал может повредить головку блока цилиндров, клапаны или поршни.

Эти проблемы или часто вызваны отсутствием надлежащего двигателя Обслуживание. Чтобы избежать проблем с распределительным валом, регулярно меняйте моторное масло и избежать перегрева двигателя.


Источники: ahfmotorsports.ком, tractors.fandom.com, auto.howstuffworks.com, liveabout.com

Распределительный вал вики | TheReaderWiki

Распределительный вал, управляющий двумя клапанами

Распределительный вал представляет собой вращающийся объект, обычно сделанный из металла, который содержит заостренные кулачки, преобразующие вращательное движение в возвратно-поступательное движение. Распределительные валы используются в двигателях внутреннего сгорания (для управления впускными и выпускными клапанами), [1] [2] в системах зажигания с механическим управлением и ранних регуляторах скорости электродвигателей.Распределительные валы в автомобилях изготавливаются из стали или чугуна и являются ключевым фактором в определении диапазона оборотов в диапазоне мощности двигателя.

История

Распределительный вал был описан в 1206 году инженером Аль-Джазари. Он использовал его как часть своих автоматов, машин для подъема воды и водяных часов, таких как замковые часы. [3]

Среди первых автомобилей, в которых использовались двигатели с одинарным верхним распределительным валом, были Maudslay, разработанные Александром Крейгом и представленные в 1902 году. уроженцем Мичигана Уолтером Лоренцо Марром в 1903 году. [7] [8]

Поршневые двигатели

Четырехтактный двигатель DOHC (распределительные валы белого цвета в верхней части двигателя)

В поршневых двигателях распределительный вал используется для управления впускными и выпускными клапанами. Распределительный вал состоит из цилиндрического штока, проходящего по длине блока цилиндров, с несколькими кулачками (диски с выступающими кулачками ) по его длине, по одному на каждый клапан. Кулачок кулачка заставляет клапан открываться, нажимая на клапан или на какой-либо промежуточный механизм во время его вращения.Тем временем пружина оказывает натяжение, притягивая клапан к закрытому положению. Когда кулачок достигает максимального смещения на толкателе, клапан полностью открыт. Клапан закрыт, когда пружина оттягивает его назад и кулачок находится на своей базовой окружности. [9]

Строительство
Распределительный вал из стальной заготовки Распределительные валы

изготовлены из металла и обычно цельные, хотя иногда используются полые распределительные валы. [10] Материалы, используемые для распредвала, обычно следующие:

  • Чугун: распредвалы из закаленного чугуна, обычно используемые в крупносерийном производстве, обладают хорошей износостойкостью, поскольку в процессе охлаждения они закаляются.Перед литьем в железо добавляют другие элементы, чтобы сделать материал более подходящим для его применения.
  • Стальная заготовка
  • : когда требуется высококачественный распределительный вал или мелкосерийное производство, производители двигателей и распределительных валов выбирают стальную заготовку. Это гораздо более трудоемкий процесс и, как правило, дороже, чем другие методы. Методом изготовления обычно является ковка, механическая обработка (с использованием токарного или фрезерного станка по металлу), литье или гидроформование. [11] [12] [13] Можно использовать различные типы стальных стержней, например EN40b.При изготовлении распределительного вала из EN40b распределительный вал также подвергается термообработке посредством газового азотирования, что изменяет микроструктуру материала. Придает поверхностную твердость 55-60 HRC, подходит для использования в высокопроизводительных двигателях.
Компоновка клапанного механизма

В большинстве ранних двигателей внутреннего сгорания использовалась компоновка «кулачок в блоке» (например, верхние клапаны), где распределительный вал расположен внутри блока цилиндров в нижней части двигателя. Ранние двигатели с плоской головкой располагали клапаны в блоке, и кулачок воздействовал непосредственно на эти клапаны.В двигателе с верхним расположением клапанов, который появился позже, кулачковый толкатель (подъемник) передает свое движение на клапаны в верхней части двигателя через толкатель и рычаг коромысла. По мере увеличения частоты вращения двигателя в течение 20-го века двигатели с одним верхним распределительным валом (SOHC), где распределительный вал расположен в головке блока цилиндров ближе к верхней части двигателя, стали все более распространенными, а в последние годы за ними последовали двигатели с двойным верхним распределительным валом (DOHC). . Обратите внимание, что многие современные промышленные и автомобильные двигатели по-прежнему используют конструкцию с верхним расположением клапанов (с кулачком, установленным низко в блоке цилиндров), что позволяет снизить общую высоту двигателя по сравнению с аналогичной конструкцией с верхним расположением кулачка.

Расположение клапанного механизма определяется количеством распределительных валов на ряд цилиндров. Поэтому двигатель V6 с четырьмя распредвалами (по два на ряд цилиндров) обычно называют двигателем с двойным верхним распредвалом , хотя в просторечии их иногда называют двигателями с четырьмя распредвалами. [14]

В двигателе с верхним расположением клапанов распределительный вал давит на толкатель, который передает движение на верхнюю часть двигателя, где коромысло открывает впускной/выпускной клапан. [15] Для двигателей OHC и DOHC распределительный вал воздействует на клапан напрямую или через короткое коромысло. [15]

Системы привода

Точное управление положением и скоростью распределительного вала критически важно для правильной работы двигателя. Распределительный вал обычно приводится в движение ровно на половине скорости коленчатого вала либо напрямую, обычно через зубчатый резиновый зубчатый ремень , либо стальную роликовую цепь (называемую цепью ).Шестерни также иногда использовались для привода распределительного вала. [16] В некоторых конструкциях распределительный вал также приводит в действие распределитель, масляный насос, топливный насос и иногда насос гидроусилителя рулевого управления. В тяжелых условиях эксплуатации, таких как сельскохозяйственные тракторы, промышленные двигатели, поршневые авиационные двигатели, тяжелые грузовики и гоночные двигатели, распределительные валы с зубчатым приводом являются обычным явлением, учитывая их механическую простоту и длительный срок службы.

В качестве альтернативы, использовавшейся на заре двигателей OHC, распределительный вал (валы) приводился в движение через вертикальный вал с коническими шестернями на каждом конце.Эта система, например, использовалась на автомобилях Peugeot и Mercedes Grand Prix до Первой мировой войны. Другой вариант заключался в использовании тройного эксцентрика с шатунами; они использовались на некоторых W.O. Двигатели, разработанные Bentley, а также на Leyland Eight.

В двухтактном двигателе с распределительным валом каждый клапан открывается один раз при каждом обороте коленчатого вала; в этих двигателях распределительный вал вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал. В четырехтактном двигателе клапаны открываются вдвое реже; таким образом, на каждый оборот распределительного вала приходится два полных оборота коленчатого вала.

Рабочие характеристики

Продолжительность работы распределительного вала определяет, как долго впускной/выпускной клапан открыт, поэтому это ключевой фактор в количестве мощности, вырабатываемой двигателем. Более длительная продолжительность может увеличить мощность при высоких оборотах двигателя (об/мин), однако это может быть связано с меньшим крутящим моментом, создаваемым при низких оборотах. [17] [18] [19]

На измерение продолжительности распредвала влияет величина подъемной силы, выбранная в качестве начальной и конечной точки измерения.Значение подъемной силы 0,050 дюйма (1,3 мм) часто используется в качестве стандартной процедуры измерения, поскольку оно считается наиболее репрезентативным для диапазона подъемной силы, определяющего диапазон оборотов, в котором двигатель развивает пиковую мощность. [17] [19] Характеристики мощности и холостого хода распределительного вала с одинаковой номинальной продолжительностью, которые были определены с использованием разных точек подъема (например, 0,006 или 0,002 дюйма), могут сильно отличаться от характеристик распределительного вала с номинальной продолжительностью используя точки подъема 0.05 дюймов.

Вторичный эффект увеличенной продолжительности может быть увеличен перекрытием , которое определяет продолжительность времени, в течение которого впускной и выпускной клапаны открыты. Именно перекрытие больше всего влияет на качество холостого хода, поскольку «выброс» всасываемого заряда сразу же обратно через выпускной клапан, который происходит во время перекрытия, снижает эффективность двигателя и является наибольшим при работе на низких оборотах. [17] [19] Как правило, увеличение продолжительности работы распределительного вала обычно увеличивает перекрытие, если для компенсации не увеличивается угол разделения лепестков.

Неспециалист может легко обнаружить распределительный вал с большим сроком службы, наблюдая за широкой поверхностью, где кулачок толкает клапан в открытом положении на большое число градусов поворота коленчатого вала. Это будет заметно больше, чем более заостренный выступ распределительного вала, чем наблюдается на распределительных валах с меньшей продолжительностью.

Подъем распределительного вала определяет расстояние между клапаном и седлом клапана (т. е. насколько далеко открыт клапан). [20] Чем дальше клапан поднимается от своего седла, тем больший поток воздуха может быть обеспечен, что увеличивает вырабатываемую мощность.Более высокий подъем клапана может иметь тот же эффект увеличения пиковой мощности, что и увеличение продолжительности, без недостатков, вызванных увеличением перекрытия клапанов. Большинство двигателей с верхним расположением клапанов имеют передаточное отношение коромысла больше единицы, поэтому расстояние, на которое открывается клапан (подъем клапана ), больше, чем расстояние от вершины выступа распределительного вала до базовой окружности (подъем распределительного вала ). . [21]

Существует несколько факторов, которые ограничивают максимально возможную подъемную силу для данного двигателя.Во-первых, увеличение подъемной силы приближает клапаны к поршню, поэтому чрезмерная подъемная сила может привести к удару и повреждению клапанов поршнем. [19] Во-вторых, увеличенный подъем означает, что требуется более крутой профиль распределительного вала, что увеличивает усилия, необходимые для открытия клапана. [20] Связанная проблема: поплавок клапана при высоких оборотах, когда натяжение пружины не обеспечивает достаточного усилия либо для того, чтобы клапан следовал за кулачком в его вершине, либо для предотвращения подпрыгивания клапана, когда он возвращается в седло клапана. . [22] Это может быть результатом очень крутого подъема кулачка, [19] , где толкатель кулачка отделяется от кулачка (из-за того, что инерция клапанного механизма больше, чем закрывающее усилие пружины клапана) , оставляя клапан открытым дольше, чем предполагалось. Поплавок клапана вызывает потерю мощности на высоких оборотах и ​​в экстремальных ситуациях может привести к погнутому клапану, если он ударится о поршень. [21] [22]

Синхронизация (фазовый угол) распределительного вала относительно коленчатого вала может быть отрегулирована для смещения диапазона мощности двигателя в другой диапазон оборотов.Смещение распределительного вала вперед (смещение его вперед по отношению к фазе коленчатого вала) увеличивает крутящий момент на низких оборотах, а замедление распредвала (смещение его после коленчатого вала) увеличивает мощность на высоких оборотах. [23] Требуемые изменения относительно малы, часто порядка 5 градусов. [ требуется цитирование ]

Современные двигатели с регулируемой фазой газораспределения часто могут регулировать синхронизацию распределительного вала в соответствии с оборотами двигателя в любой момент времени. Это позволяет избежать вышеупомянутого компромисса, необходимого при выборе фиксированной синхронизации кулачка для использования как на высоких, так и на низких оборотах.

Угол разделения лопастей (LSA, также называемый углом осевой линии лопастей) — это угол между осевой линией впускных кулачков и осевой линией выпускных кулачков. [24] Более высокий LSA уменьшает перекрытие, что улучшает качество холостого хода и вакуум на впуске, [23] однако использование более широкого LSA для компенсации чрезмерной продолжительности может снизить выходную мощность и крутящий момент. [21] В общем, оптимальная LSA для данного двигателя связана с отношением объема цилиндра к площади впускного клапана. [21]

Техническое обслуживание и износ

Во многих старых двигателях требовалась ручная регулировка коромысла или толкателя для поддержания правильного зазора клапана по мере износа клапанного механизма (в частности, клапанов и седел клапанов). Однако большинство современных автомобильных двигателей имеют гидравлические подъемники, которые автоматически компенсируют износ, устраняя необходимость регулярной регулировки зазора клапанов.

Трение скольжения между поверхностью кулачка и толкателем, который движется по нему, может быть значительным.Чтобы уменьшить износ в этой точке, кулачок и толкатель закалены, а современные моторные масла содержат присадки для уменьшения трения скольжения. Лепестки распределительного вала обычно слегка скошены, а поверхности толкателей клапанов слегка выпуклые, заставляя толкатели вращаться для распределения износа на деталях. Поверхности кулачка и толкателя спроектированы таким образом, чтобы «изнашиваться» вместе, и поэтому каждый толкатель должен оставаться на своем исходном выступе кулачка и никогда не перемещаться на другой выступ.В некоторых двигателях (особенно с крутыми кулачками распределительного вала) используются роликовые толкатели для уменьшения трения скольжения на распределительном валу. Если подъем распределительного вала увеличивается или рабочие обороты двигателя увеличиваются, может также потребоваться увеличение давления пружины клапана, чтобы поддерживать физический контакт толкателя с распределительным валом.

Подшипники распределительных валов, как и коленчатого вала, представляют собой подшипники скольжения, питаемые маслом под давлением. Однако подшипники верхних распределительных валов не всегда имеют сменные вкладыши, и в этом случае при неисправности подшипников необходимо заменить всю головку блока цилиндров.

Альтернативы

В дополнение к механическому трению требуется значительное усилие, чтобы открыть клапаны, несмотря на сопротивление пружин клапана. Это может составлять примерно 25% от общей мощности двигателя на холостом ходу, [ ] .

В двигателях внутреннего сгорания использовались следующие альтернативные системы:

  • Десмодромные клапаны, в которых клапаны принудительно закрываются кулачковой и рычажной системой, а не пружинами.Эта система использовалась на различных гоночных и дорожных мотоциклах Ducati с тех пор, как она была представлена ​​​​на гоночном мотоцикле Ducati 125 Desmo 1956 года.
  • Бескулачковый поршневой двигатель, в котором используются электромагнитные, гидравлические или пневматические приводы. Впервые использовался в двигателях Renault Formula 1 с турбонаддувом в середине 1980-х годов и планировался для использования в дорожных автомобилях Koenigsegg Gemera. [25] [26]
  • Двигатель Ванкеля, роторный двигатель, в котором нет ни поршней, ни клапанов. В первую очередь использовалась Mazda с Mazda Cosmo 1967 года до тех пор, пока Mazda RX-8 не была снята с производства в 2012 году.

Системы зажигания двигателя

В системах зажигания с механической синхронизацией отдельный кулачок в распределителе соединен с двигателем и управляет набором точек прерывания, которые вызывают искру в нужное время в цикле сгорания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.