Все про распределительный вал двигателя. Устройство и назначение распределительного вала

Для чего нужен распредвал в двигателе. Распределительный вал: описание, характеристика, ремонт

Распредвал – что это и для чего он создан

Распределительный вал в двигателе служит для открытия и закрытия клапанов в цилиндрах строго в соответствии с расчетными интервалами. Распредвалов в двигателе может быть несколько, в зависимости от конструкции. Обычно устанавливается один или два вала на каждую группу цилиндров. Автомобильный двигатели, как правило, имеют один или два распредвала.

Двигатели так же могут разделяться на верхне- и нижневальные, в зависимости от расположения распредвала — в головке блока цилиндров или в его основании. Для управления фазами газораспределенияв двигателе распредвал жестко связан с коленвалом одним из способов: привод ремнем или цепью или через шестерни. На спортивных автомобилях устанавливается распредвал с измененными кулачками, для соответствующего изменения в фазах газораспределения двигателя. Это, с одной стороны, может служить для увеличения мощности двигателя, а с другой, может приводить к быстрому износу деталей, не рассчитанных на такую работу.

Распредвал

Распредвал

Распредвал при работе, так же, как и любая деталь двигателя, подвержен износу. В двигателях старых поколений иногда возможен ремонт распредвала, путем наплавления кулачков и их последующей обработки и замены вкладышей. В современных двигателях распредвал не ремонтируется, а сразу заменяется на новый.

Распредвалы

Долговременную работу распредвала обеспечивает хорошо работающая система смазки в двигателе. При недостаточном уровне смазки происходит ускоренный износ детали, что может приводить к сбоям в работе двигателя — нарушению фаз газораспределения, неравномерной работе одного или нескольких клапанов.

Часть современных двигателей лишена распредвала, а газораспределительным механизмом управляет электроника с помощью электро-механических приводов. Это позволяет задавать режимы работы двгателя, отличающиеся от сьандартных и не зависящие от оборотов коленвала.

См. также[править | править код]

  • Изменяемые фазы газораспределения
  • Газораспределительный механизм
  • VTEC
  • Тарельчатый клапан
  • Логотип Викисклада На Викискладе есть медиафайлы по теме Распределительный вал

Что это

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

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

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

Что такое распредвал

Начнём со впуска.

Наиболее очевидная зависимость — связь длительности открытия впускного клапана и заполняемостью цилиндра рабочей смесью. При увеличении длительности впуска в цилиндр попадает больше рабочей смеси, но это имеет пределы. Так как фаза впуска превышает 180 градусов, то впускной клапан будет открываться немного раньше прохождения поршнем ВМТ и закрываться несколько позже НМТ. Увеличение фазы впуска приведёт к увеличению этих опережений/задержек.

При прохождении поршнем НМТ в цилиндре ещё остаётся небольшое разрежение, которое продолжает втягивать рабочую смесь, поэтому некоторая задержка закрытия впускного клапана оправдана, но в дальнейшем поршень начинает процесс активного сжатия рабочей смеси и, если клапан ещё не закрылся, выталкивает часть смеси обратно. При значительном опережении открытия клапана, часть отработавших газов, выталкиваемых поршнем из цилиндра, может просочиться через впускной клапан и обеднить поступающую рабочую смесь. Это характерно для работы двигателя на низких оборотах.

Элементы движения. Шатун

Шатун передает усилие движущих сил цилиндра на коленчатый вал. Он всегда нагружен осевой силой, которая определяет напряжения сжатия, и в конце такта выпуска 4-тактных ДВС — растяжения в теле шатуна. Кроме того, при движении шатуна возникают силы инерции, которые вызывают незначительный изгиб его стержня. При наличии значительных по величине осевых сил этот изгиб может явиться причиной поломки шатуна. Поэтому к конструкции шатуна предъявляется требование не только механической прочности, но и достаточной продольной жесткости.

Шатун
Рис. 6 Шатун современного тронкового дизеля

Шатун состоит из нижней головки 1, стержня (или тела) 2 и верхней головки 3. У судовых дизелей шатуны изготавливаются исключительно из стали путем штамповки (для двигателей малой и средней мощности), отливки или поковки — для мощных судовых двигателей. Как правило, при штамповке тело шатуна имеет в сечении двутавр. У мощных двигателей тело шатуна имеет цилиндрическую форму.

У крейцкопфных двигателей как верхняя, так и нижняя головки шатуна — разъемные. В двигателях старых конструкций нижняя головка была отъемная, так называемая “морского” типа. В такой конструкции есть возможность регулировать объем камеры сжатия прокладками под подпятник шатуна. Верхняя головка может быть «вильчатого» или “безвильчатого” (рис. 5) типа. В большинстве случаев головной и мотылевой подшипники шатуна имеют вкладыши, залитые белым металлом. Однако встречаются конструкции с заливкой белого металла непосредственно в крышку головного и мотылевого подшипников (двигатели B&W старой конструкции). Для смазки подшипников предусмотрено сверление в теле шатуна.

В 2-тактных дизелях головной подшипник традиционно считается наименее надежным элементом, что определяется трудностями доступа смазки к трущимся поверхностям. Силы веса выше расположенных элементов движения и давление газов в цилиндреХарактеристика процесса сгорания топлива в цилиндре дизеля по индикаторной диаграмме постоянно прижимают цапфы поперечины к поверхности заливки подшипника, зазор отсутствует, что препятствует поступлению масла. Для решения этого вопроса обычно используется один из способов: 1) при доводке дизеля тщательно подбирают массы деталей и параметры рабочего процесса с тем, чтобы при работе дизеля в процессе сжатия рабочего тела сила инерции на каком-то угле поворота коленчатого вала превысили силу от давления сжатия, чтобы в нижней части головного подшипника появлялся зазор для доступа масла; 2) цапфы головного подшипника состоят из 2-ух частей, имеющих незначительный эксцентриситет, позволяющий доступ смазки к трущимся поверхностям при качательном движении шатуна; 3) в двигателях MAN старой конструкции к поперечине крейцкопфа крепился поршневой насос с приводом за счет качательного движения шатуна — для подачи смазки под давлением к головному подшипнику. В современных двигателях такое решение не применяется.

Функції розподільчого вала

В ДВЗ розподільчий вал відповідає за відкриття і закриття впускних і випускних клапанів, тобто за газорозподіл безпосередньо в камері згоряння двигуна. Від особливостей конструкції мотора і самого розподільчого вала, а також коректного налаштування ГРМ, залежить ефективність роботи двигуна: потужність, динаміка, ККД. Еволюція двигунів тягне за собою і деякі зміни в формі і функціях розподільчого вал: створюються системи, що підлаштовують газорозподіл під частоту обертів, встановлюються вали на впуск і випуск окремо, і, звичайно, змінюються матеріали і способи обробки металів.

Перспективы развития

Несмотря на элегантность и простоту решения задачи управления газораспределительным механизмом, предложенную инженерами еще полторы сотни лет назад, дальнейшее развитие двигателей внутреннего сгорания наталкивается на серьезные ограничения. Дело в том, что распредвал, являясь элементом механической системы не обеспечивает должной гибкости регулирования. Жестко заданные фазы газораспределения подбираются опытным путем на заводе-изготовителе и являются неким компромиссным вариантом, рассчитанным на усредненный режим работы двигателя.

Расположение распредвалов

Продолжаем узнавать, что такое распредвал. Место расположения его может быть разным. Большинство двигателей имеют верхнее расположение распредвала. Это наиболее оптимальный вариант, поскольку при таком раскладе значительно облегчается ремонт двигателя. Добраться до распредвала ВАЗа очень просто. Достаточно снять клапанную крышку. Но где находится распредвал на старых двигателях?

Если брать во внимание старые американские и советские моторы, в них данный элемент может находиться в самом блоке цилиндров. Это так называемое среднее расположение распредвала. В данном случае на толкатели воздействуют кулачки посредством штанг. На двигателях, где распредвал находится вверху, штанги отсутствуют. Здесь кулачки напрямую взаимодействуют с толкателями. Эта схема более простая, практичная и надежная.

Устройство и назначение распределительного вала

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

Основные детали ГРМ

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

Коленвал в автомобиле

Коленвал это деталь в моторе автомобиля, приводящаяся в движение поршневой группой. Он передает крутящий момент на маховик, который в свою очередь вращает шестерни трансмиссии. Далее вращение передается на полуоси ведущих колес.

Все автомобили, под капотом которых установлены двигатели внутреннего сгорания, оснащаются таким механизмом. Эта деталь создается специально под марку двигателя, а не под модель автомобиля. В процессе эксплуатации коленчатый вал притирается к особенностям строения ДВС, в котором он установлен. Поэтому при его замене мотористы всегда обращают внимание на выработку трущихся элементов и на то, почему она появилась.

Как выглядит коленвал, где он находится и какие бывают неисправности?

Рабочий цикл двигателя

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

Фото рабочего цикла двигателя, 1pdd.ru

Лада Гранта ›
Бортжурнал ›
Спорт-шкив РВ ( разрезной шкив распредвала )

cacde9as-960.jpg

У меня ВМТ здесь. На других авто может быть немного подругому. +- трагедии нет. Большинство и не заметит потерь

Все началось , продолжилось и наконец пришли к этой теме про шкив.
Так вот, ни для кого ни секрет, что новый ремень это новый ремень, а старый это растянувшийся, который тянет следом метки ( сбивает метки ) и ничего с этим не поделать на стоке.
Поменял значит я ремень ГРМ, и в итоге пригляделся, а в метку то на РВ я не попадаю, на пол-зуба, по сравнению со старым ремнем, где я выставил наконец то метки впервые за многие и многие тыс км. И что делать ? Машина опять затупила немного, ну чувствую, не то короче . И тут натыкаюсь на темы про резрезные шкивы, коих полным полно в инете включая видосы :

Методика настройки на двигателе ВАЗ 2108 – 2110, 8 клапанов

1. Берем разрезную шестеренку (шкив) и помечаем на ней (на неподвижной и подвижной частях) стандартную метку, сравнивая со стандартной шестерней (шкивом) распредвала.

2. Монтируем разрезанную шестерню на распредвал, надеваем ремень ГРМ на шестерню. Проверяем совпадение установочных меток на шкиве распределительного вала и задней крышки ремня, а также находится ли метка на маховике (в люке картера сцепления) против среднего деления шкалы.

3. Контролируем впускной и выпускной клапан 4 цилиндра по перекрытию: при грамотно выставленных фазах впускной и выпускной клапан должны быть открыты на определенную величину, заданную при проектировании вала(для равноподъемных валов клапаны, как правило должны быть открыты на равную величину). Если требуемого перекрытия нет, то ослабляем наружные болты шестерни и поворачиваем распредвал относительно внешней части шестерни, выставляя его. Таким образом получаем нулевое (оптимальное) положение распределительного вала.

4. В зависимости от того, что хотим получить, можно произвести дополнительную коррекцию фаз газораспределения методом контрольных поездок.
Поворачивая распредвал относительно коленвала по ходу вращения (на опережение), увеличиваем начальный угол открытия впускного клапана до ВМТ и уменьшаем угол газодинамического наддува (запаздывание закрытия впускного клапана до НМТ), улучшая тем самым тягу на нижних и средних оборотах.
Поворачивая распредвал относительно коленвала против хода вращения (на запаздывание) увеличиваем угол газодинамического наддува, дозаряжая цилиндры на высоких оборотах и получая дополнительную мощность.
Практика показывает, что «играя фазами» не стоит уходить от точки перекрытия в +_ больше, чем на 1/3-1/2 зуба по шкиву, что соответствует 3-4 градусам по распредвалу.
При корректировке фаз ГРМ на карбюраторных автомобилях, не забывайте каждый раз после вращения распредвала, выставлять заново начальный угол опережения зажигания, т.к. трамблер с распределительным валом имеет жесткую связь через муфту датчика распределителя зажигания.

И начал я искать шкив. Обошел все магазины и рынки в районе и в соседних. Нет нигде и не слыхали! Вот в такой деревне я живу. Нашел в интернете. Но это ждать, заказывать и тд. Мне не терпелось. Нашел интернет магазинчик в Рязани. Позвонил, в наличии есть, НО заказ от 1000р, предложили альтернативу-в магазине розничном, куда они доставляют товар, он же пункт самовывоза, есть в наличии, но подороже встанет. Согласился, поехал ( 100км ), купил ( 700р )
Далее, нам нужно выставить ВМТ реальный. Пригодился мне нутромер мой, который из ЭТОЙ ТЕМЫ , а точнее нам надо индикатор. нашел уплотнительную резинку от компрессометра, она для свечного колодца, надел ее на индикатор наш, нарастил шток( короткий родной ), который должен упираться в поршень, стрелочка реагирует, перепроверил 10 раз. Все сходится, ВМТ найден! Ну а далее все по схеме, текст выше. Все просто. Конечно условия не идеальны, все «на коленках», впервые, подручные средства, но лучше чем было однозначно!

По шпонке РВ. Многие мучаются, когда одевают шкив. Мажем шпонку герметиком и приклеиваем к РВ, все можно спокойно одевать шкив!

6bede9as-960.jpg57ede9as-960.jpg9bede9as-960.jpg5bede9as-960.jpg7bede9as-960.jpg7ede9as-960.jpg

За что отвечает датчик распредвала

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

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

Замена распредвала

Как установить новый распредвал самому? Замена распредвала — сложная процедура, но, если вы обладаете необходимыми знаниями и навыками, такую операцию можно выполнить и в условиях домашней мастерской. До начала работ тщательно изучите узлы и механизмы двигателя, и узнайте, как снять его элементы.

Заменить распределительный вал можно двумя способами: снимая или не снимая головку блока цилиндров. Если решитесь «снять голову», учитывайте необходимость покупки новой прокладки.

Расположение распредвала в двигателе
Головка блока цилиндров ВАЗ 2106
1 — головка цилиндров; 2 — распределительный вал; 3 — задний корпус подшипников распределительного вала; 4 — прокладка; 5 — крышка головки цилиндров; 6 — передний корпус подшипников распределительного вала; 7 — сальник распредвала

О подъёме клапанов — что лучше?

Простое правило «чем больше, тем лучше» не даст ожидаемого результата, а потому надо думать. При значительном подъёме клапанов потребуется замена их пружин на более жёсткие, дабы клапаны могли с той же динамикой преодолевать большее поднятие при открывании/закрывании. Жёсткие пружины создают большее сопротивление вращению распредвала, а значит, увеличивают износ кулачков и немного тормозят двигатель.

Также необходимо учесть, что из-за конструкции механизма поднятия клапана при большом поднятии клапан значительно кренится в бок, а это необходимость замены штатных направляющих втулок клапанов на бронзовые, хотя при предельном поднятии это не спасёт распределительный механизм от быстрого износа.

Более резкое открытие и закрытие клапанов, обеспечиваемое особым профилем кулачка распредвала, так же ведёт к увеличению его износа.

Распредвалы с углами впуска порядка 270 градусов являются универсальными, меньшими углами — низовыми, углами в 295 градусов и более — спортивными и экстремально спортивными. Перекрытие клапанов может колебаться от 40 градусов у стандартных распредвалов до 85 у специальных спортивных. Приемлемым является поднятие клапанов не более 12-13 мм, в противном случае потребуется значительная модернизация остальных деталей распределительной системы.

Описание

Распределительный вал является важным компонентом системы управления двигателем. Он редко выходит из строя, но если это произошло, то ремонт часто оказывается очень дорогим. Особенно если не следить за техническим состоянием двигателя и вовремя не распознать признаки неисправности распределительного вала. Вот самая подробная информация об этом важном компоненте двигателя.

Каким брендам отдаем предпочтение

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

Распредвал Ruville

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

Гидронатяжитель

Вместо ручного механического натяжителя цепи может применяться автоматический гидронатяжитель. (Впервые ЗМЗ-406)

Источник

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...