Распределительный вал – это функциональный элемент топливной системы автомобиля, ответственный за правильное последовательное открывание и закрывание клапанов мотора. От правильности его функционирования зависят расход топлива, развиваемая мощность, стабильность его работы, другие ездовые характеристики. Давайте рассмотрим, что такое распредвал в автомобиле, в чём заключается его принцип действия и как неправильная работа сказывается на машине.
Как выглядит распредвал.
Распределительный вал представляет собой стержень, на котором располагается несколько так называемых кулачков. Это детали неправильной формы, вращающиеся на оси вала. Они соответствуют количеству впускных клапанов цилиндров и располагаются точно напротив них. Комплект кулачков подобран так, что вращение гарантирует стабильное и равномерное сжигание топлива в цилиндрах. А работа всего распредвала чётко синхронизирована с другими механизмами двигателя.
По обеим сторонам от кулачков на вал надеты опорные шейки, удерживающие его в подшипниках. Одним из важнейших узлов вала являются масляные каналы. От их состояния зависит физический износ деталей, мощностные характеристики мотора и стабильность его работы. Для подвода масла в оси распредвала сделано сквозное отверстие с выводами к опорным подшипникам и кулачкам.
Распредвалы в головке блока цилиндров.
Распределительный вал – это ключевой функциональный компонент газораспределительного механизма, который определяет порядок открытия клапанов для запуска воздушно-топливной смеси внутрь цилиндров. Синхронная работа этого механизма обеспечивает непрерывное поочерёдное сгорание порций топлива в камерах двигателя. В некоторых моделях автомобилей газораспределительный механизм имеет несколько распредвалов.
Конструкция, расположение, состав и характеристики кулачков распределительного вала полностью зависят от модели двигателя. В некоторых машинах распредвал размещается в головке блока цилиндров, а в других – в его основании. Верхнее расположение на данный момент считается оптимальным, так как облегчает ремонт и обслуживание. Распредвал ремённой или цепной передачей связывается с коленчатым валом двигателя, потому что именно им приводится в движение.
Как работает распредвал.
При поперечном рассмотрении кулачок имеет форму капли. При вращении вытянутая часть кулачка наживает на толкатель клапана и приводит к открыванию клапана. Это провоцирует подачу воздушно-топливной смеси для сжигания. При дальнейшем вращении кулачок «отпускает» толкатель, и тот под действием пружинного механизма возвращает клапан в закрытое положение.
В шестерне распределительного вала располагается в два раза больше зубьев, чем у коленчатого. Это связано с тем, что за один рабочий циклы двигателя коленвал совершает 2 оборота, а распредвал – 1.
Конфигурация двигателя может включать два распределительных вала. Компоновка газораспределительного механизма с одним валом применяется в бюджетных машинах, где цилиндры имеют по 1 паре клапанов. Два распредвала нужны в моделях с двумя парами клапанов на цилиндрах.
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.
Неисправный распределительный вал чаще всего выдаёт своё состояние характерным стуком, который возникает из-за износа подшипников или кулачков, деформации вала, механической поломке одного из элементов. Такие поломки возникают, как по причине заводского брака, так и в результате естественного износа.
Стук распредвала также возникает при использовании плохого моторного масла или из-за неотрегулированной подачи топлива. Из-за этого клапана цилиндров и кулачки работают несинхронно – двигатель теряет мощность, расходует слишком много топлива и работает нестабильно.
Распределительный вал, в сокращенном варианте распредвал – основная часть главного распределительного механизма или ГРМ, важный элемент автомобильного двигателя. Его задача заключается в синхронизации впускного и выпускного тактов работы ДВС.
Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в головке блока цилиндров. На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с коленвалом. Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.
Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.
Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.
На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.
Устройство распределительного вала.
Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя масляного насоса.
Распределительный вал двигателя, располагаемый в блоке цилиндров, приводится в движение зубчатой или цепной передачей от коленвала.
Вращаясь, распредвал проворачивает располагающиеся на на нем кулачки, которые попеременно воздействуют на впускные и выпускные клапана цилиндров, обеспечивая их открывание-закрывание в определенном порядке, уникальном для каждой модели ДВС.
Рабочий цикл двигателя (поочередное движение каждого из клапанов цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленвала. За это время распределительный вал должен выполнить только один оборот, поэтому его шестерня имеет вдвое больше зубьев.
В одном ДВС может быть больше одного распределительного вала. Их точное количество определяется конфигурацией двигателя. Наиболее распространенные бюджетные рядные моторы, имеющие по паре клапанов для каждого цилиндра, оборудуются только одним распредвалом. Для систем с двумя парами клапанов нужно использовать уже два распределительных вала. Например, силовые агрегаты с другим расположением цилиндров имеют или единственный распределительный вал, установленный в развале, или пару – для каждой головки блока отдельно.
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.
По утверждениям специалистов при возникновении легкого стука распредвала автомобиль может ездить еще не один месяц, но это ведет к усиленному износу цилиндров и других деталей. Поэтому при обнаружении проблемы следует заняться ее устранением. Распредвал – разборный механизм, поэтому ремонт чаще всего осуществляется методом замены его всего или только некоторых элементов, например, подшипников.
Связанные термины
etlib.ru
Распределительный вал (распредвал) — ключевой элемент газораспределительного механизма, который отвечает за своевременное открытие и закрытие впускного или выпускного клапана для подачи топливно-воздушной рабочей смеси или выпуска отработавших газов.
Распредвал служит для синхронизации впуска и выпуска на тактах работы ДВС. Деталь обеспечивает функционирование всего газораспределительного механизма с учетом порядка работы цилиндров и фаз газораспределения применительно к тому или иному конкретному двигателю.
Распределительный вал представляет собой вал с расположенными на нем кулачками. Распредвал вращается в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде опор. К опорам распредвала по каналам поступает моторное масло под давлением из системы смазки. Количество кулачков на распредвале соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Один клапан получает свой кулачок, который осуществляет его открытие путем нажатия на толкатель. В тот момент, когда кулачок распредвала сходит с толкателя, тогда клапан закрывается под мощным воздействием возвратной пружины.
От формы кулачков распределительного вала зависят фазы газораспределения. Под такими фазами понимаются моменты открытия и закрытия клапанов, а также продолжительность пребывания клапана в открытом или закрытом состоянии. Современные силовые агрегаты имеют также систему изменения фаз газораспределения для повышения общей эффективности работы ГРМ и улучшения характеристик ДВС.
В двигателях современных автомобилей распредвал находится в верхней части головки блока цилиндров. Распределительный вал соединяется с зубчатой звездочкой или шкивом коленчатого вала двигателя посредством ремня или цепной передачи. Приводом распредвала выступает коленчатый вал.
В конструкции ГРМ может присутствовать не один распредвал. Зачастую это обусловлено количеством клапанов на цилиндр. Сегодня наиболее широко применяется схема четырех клапанов на один цилиндр и двухвального ГРМ (один распредвал является приводом впускных клапанов, а другой взаимодействует с выпускными). Для V-образных ДВС устанавливают четыре распредвала, так как каждый ряд цилиндров имеет отдельную ГБЦ с двумя валами. Система ГРМ с одним валом называется SOHC (англ. Single OverHead Camshaft), двухвальная получила наименование DOHC (англ. Double OverHead Camshaft).
Читайте также
krutimotor.ru
Распределительный вал (РВ) входит в газораспределительный механизм (ГРМ). В моторе он отвечает за открытие и закрытие клапанов. Если исходить из его названия, то распредвал распределяет по цилиндрам воздух и вывод из них выхлопных газов.Устроен РВ просто. Это вал, имеющий кулачки, количество которых, чаще всего равно количеству клапанов в двигателе. Хотя встречаются моторы, в которых один кулачок через вильчатый рычаг открывает и закрывает сразу два клапана. Распредвал вращается в пастелях на опорных шейках, выполненных между кулачками. На переднем конце имеется посадочное место под шестерню его привода. Посадочное место может быть цилиндрическим или конусным. В торце нарезана резьба под болт крепления шестерни, которая стопорится на распредвале:
Внутри распредвал полый. Эта полость является каналом для его смазки. Каждая опорная шейка и каждый кулачок распредвала имеют радиальные сверления, выходящие в этот канал.
Наверх
Примерно до конца 60-х годов прошлого столетия, выпускалось много автомобилей, у которых моторы были с нижним расположением распредвала, т.е. они находились в блоке цилиндров(БЦ), как и клапана. Приводились они шестерней на носке коленчатого вала и шестерней на самом распределительном валу.
Так как блоки цилиндров изготавливались в основном из чугуна, то в качестве подшипников скольжения, в которых вращался распредвал, использовались сталебаббитовые кольца, запрессованные в перегородки блока и развёрнутые до нужного размера за один проход. При сборке мотора, РВ вставлялись в БЦ спереди. От осевого смещения их удерживали специальные пластины, прикрученные к блоку. По этой причине, диаметр шеек распредвала был больше кулачков.
В то же время появились моторы с клапанами в головке блока цилиндров (ГБЦ) и постепенно вытеснили нижнеклапанных собратьев. Так как РВ попрежнему находился в БЦ, клапана открывались при помощи штанг и коромысел. Такая архаичная конструкция до сих пор встречается на моторах УМЗ 4216(4) автомобилей «Газель бизнес».
Жирным плюсом расположения распредвала в блоке цилиндров, является простота его привода из-за близости КВ и практически бесшумная работа. А также отсутствие надобности в обслуживании. Однако такая компоновка газораспределительного механизма имеет существенный недостаток в виде большой массы и инерции, очень затрудняющие его применение в высокооборотных моторах. При такой конструкции ГРМ, ещё и трудноосуществимо увеличение числа клапанов на цилиндр, для улучшения их наполнения.
Поэтому нижневальные моторы уступили место моторам с верхним расположением РВ. У современных двигателей распредвалы располагаются в головке блока. Чаще всего, непосредственно над клапанами, на толкатели которых они нажимают своими кулачками. Толкатели бывают трёх видов. Толкатели со встроенным гидрокомпенсатором тепловых зазоров, с регулировочными шайбами и толкатели с разной толщиной днища, подбираемой на заводе при сборке мотора, для получения нужных зазоров между толкателями и тыльной стороной кулачков РВ.
Пастели, в которых вращаются РВ, теперь выполняются разъёмными. Одна половина пастелей находится в ГБЦ, а другая в крышках, прикрученных болтами к головке. Это значительно облегчает монтаж-демонтаж распредвалов и позволило уменьшить диаметр их опорных шеек, а значит и их общий вес. Так как ГБЦ изготовлены из алюминиевых сплавов, коэффициент трения которых не хуже чем у баббита, то отпала нужда в отдельных подшипниках скольжения. Теперь распредвалы вращаются непосредственно в пастелях ГБЦ.
Пастели смазываются под давлением от масляного насоса системы смазки мотора. Масло подводится к одной из крайних, или к средней шейке РВ, по радиальному сверлению попадает в его центральную полость, а оттуда по радиальным каналам к каждой шейке и кулачку. У двигателей с гидрокомпенсаторами, в магистраль подачи масла в ГБЦ, как правило, устанавливается обратный клапан, не дающий сливаться маслу из системы смазки головки после остановки двигателя.
У распредвалов с расположением в головке блока есть один недостаток. Они находятся на значительном расстоянии от коленвала. Если делать привод РВ, как и предшествующих моторов, зубчатой передачей, то такой привод был бы очень громоздок и сложен. Поэтому распредвалы, расположенные в ГБЦ, приводятся во вращение при помощи цепи, или зубчатого ремня.
И у цепного и у ремённого привода распредвалов есть свои плюсы и минусы. Цепные передачи более дороги в изготовлении, более шумны, но очень надёжны и не требуют частого обслуживания. Ремённые передачи гораздо дешевле и тише цепных, но требуют регулярной замены через 60 – 90 тысяч километров. По этим причинам и те и другие типы приводов РВ активно применяются конструкторами двигателей.
Наверх
При большом пробеге авто зачастую в верхней части ГБЦ появляется равномерный стук, незначительно усиливающийся после прогрева мотора. Частота его вдвое меньше частоты вращения коленвала и не зависит от нагрузки. Это признак износа кулачка, или пастелей распредвала, а также его опорных шеек. Признаком износа кулачка являются также пропуски воспламенения в том цилиндре, напротив которого изношен кулачок РВ. Компрессия при этом будет нормальной (если конечно герметичны клапана). Пониженное давление в системе смазки и стук гидрокомпенсаторов, при их наличии, также один из признаков износа опорных шеек распредвалов и их подшипников.
Ещё одной неисправностью распредвала, может быть его поломка. Признаком поломки РВ может служить стук в ГБЦ с последующим внезапным отказом цилиндров, клапанами которых управляла обломившаяся часть распредвала.
Причиной износа подшипников, шеек и кулачков распредвалов может быть пробег автомобиля, превышающий его ресурс, применение масел низкого качества, его несвоевременная замена, а также заводской брак, в случаях износа одного кулачка РВ. Причиной повышенного износа РВ может быть и недостаток смазки из-за низкого давления масла, т.к. распредвал (как и коленвал), основное время работы двигателя вращается на масляной плёнке, а не на подшипниках.
Поломки распредвала могут быть по причине усталости металла при огромном пробеге автомобиля, а также из-за перескока (обрыва) цепи, или ремня, ослабшего из-за предельного износа, или неисправности натяжителя. При этом нарушаются фазы ГРМ, и клапана при ударе о поршень могут сломать РВ. Поломка распредвала сразу за шестерней его привода, может быть результатом заклинивания РВ при отсутствии давления в системе смазки.
Наверх
Естественно, менять изношенные детали ГРМ. Но тут не всё так просто. Если стоимость распредвала относительно не велика, то что делать с его изношенными пастелями в ГБЦ? Менять ГБЦ из-за этого очень накладно и попросту расточительно. Но выход есть.Сейчас в каждом областном и многих районных центрах есть мастерские, специализирующиеся на восстановлении изношенных отверстий в деталях двигателей и трансмиссий. Восстановить изношенные пастели РВ у большинства ГБЦ не составляет особого труда. Для этого с привалочных плоскостей ГБЦ и их крышек крепления РВ сошлифовывают по несколько «соток» металла. После этой операции, изношенные отверстия пастелей с затянутыми на своих местах крышками, становятся эллипсными и меньше в размере. Остаётся расточить их на фрезерном станке до номинального диаметра, и ГБЦ опять готова к работе.
Последствия поломки распредвала могут быть гораздо серьёзней, чем при его износе. Обломок РВ сразу останавливается, в то время как КВ продолжает вращаться из-за своей большей инерции, или его какое-то время вращает трансмиссия, если поломка случилась на ходу, при включенной передаче в КПП. При этом, если какие то клапана остались открытыми, по ним ударит днищами поршней. Загиб клапанов, в этом случае, почти неизбежен.
В таком случае придётся ремонтировать ГБЦ. Направляющие втулки согнутых клапанов, как и сами клапана, необходимо заменить. Если в приводе ГРМ имеются ГК (гидрокомпенсаторы), то нужно будет заменить и их, вместе с пружинами клапанов. После замены направляющих втулок, в обязательном порядке нужно проконтролировать и при необходимости подкорректировать соосность втулок с сёдлами клапанов. Раз уж ГБЦ снята, то не помешает проверить герметичность остальных, не согнутых клапанов и заменить их сальники. Самым лучшим вариантом будет корректировка рабочих фасок всех сёдел и притирка к ним клапанов.
Для проведения всех этих работ нужно большое количество специального слесарного и измерительного инструмента. При его отсутствии, а также отсутствии слесарных навыков, ремонт ГБЦ лучше доверить специалисту, имеющему и навыки и инструмент.Не стоит забывать, что в современных моторах с облегчёнными шатунно-поршневыми группами, при встрече клапанов с поршнями из-за поломки РВ, сгибаются вместе с клапанами юбки поршня и Т-образные шатуны. Яркий тому пример, мотор ВАЗ 21126 автомобиля «Приора».
Наверх
Если изношен один, или два кулачка, то можно произвести замену распредвала своими руками. Перед его заменой нужно запастись новой прокладкой клапанной крышки, или герметиком типа «Loctite 574» (если клапанная крышка должна уплотнятся герметиком), а также сальником РВ, когда он предусмотрен конструкцией. Под эту работу можно подогнать и замену ремня ГРМ с его роликами, если привод ремённый.
Работу начинаем, как и при замене ремня, или цепи ГРМ с частичной разборки передней части мотора. Перед этим нужно вывернуть передние колёса до упора вправо (на переднеприводных автомобилях с поперечным расположением мотора) и снять брызговики в правой колёсной арке. На автомобилях с продольным расположением двигателя может понадобиться снять облицовку радиатора и сам радиатор. Или, как минимум, снять диффузор вентилятора и его крыльчатку с виско, или электромуфтой включения. Если на авто стоит электровентилятор то его, как правило, нужно снимать в сборе с диффузором, электродвигателем и вентилятором.
После того, как расчищен доступ к передней части мотора, нужно снять приводные ремни вспомогательных механизмов, если они будут мешать при снятии верхней крышки ремня, или цепи ГРМ.Добравшись до шестерни привода РВ, выставляем её и шкив коленвала по заводским меткам, если таковые есть. Как правило, метки нанесены на шестерне РВ и сзади неё на внутренней крышке привода ГРМ, а также на шкиве КВ и нижней наружной крышке привода ГРМ.
Снимаем клапанную крышку. У многих современных моторов над ней находится впускной коллектор с ресивером и дросселем. Их нужно предварительно демонтировать.Отпускаем болт крепления шестерни к распредвалу. При этом надо удерживать РВ от проворачивания. Для этого, обычно, на распредвалах выполнен шестигранник, или профрезерованы лыски под рожковый ключ. Если нет ни того, ни другого, можно удерживать за шестерню привода РВ, вставив в одно из её отверстий подходящий для этого бородок, или отвёртку.
Отпустив болт крепления шестерни, необходимо уточнить взаимное положение КВ и РВ, которые могут сдвинуться с меток при отпускании болта. Уточнив метки, отпускаем ремень (цепь) ГРМ, выкручиваем болт шестерни и снимаем её с распредвала. Если шестерня стопорится на РВ при помощи шпонки, то что бы её не потерять, сразу снимаем с распредвала.
В случае, когда внутренняя крышка привода ГРМ мешает снимать РВ, её надо открутить в верхней части и отодвинуть от ГБЦ.
Теперь можно снимать РВ. Болты крепления его крышек нужно отпускать постепенно, по пол оборота, начиная с тех, рядом с которыми не открыты клапана. Крышки, с обеих сторон которых кулачками нажаты толкатели клапанов, отпускаются в последнюю очередь. Перед снятием крышки помечаем и раскладываем в том порядке, в каком они стояли на моторе. Нельзя забывать, что пастели в ГБЦ и в прикрученных к ней крышках, растачиваются за один проход при её изготовлении. По этой причине, при снятии и установке, крышки менять местами и переворачивать нельзя.
Сняв изношенный РВ, устанавливаем новый. Его крышки затягиваем в порядке, обратном отпусканию, в несколько приёмов и до достижения предусмотренного изготовителем момента затяжки. При наличии сальника, меняем его новым, предварительно смазав его рабочую кромку моторным маслом перед установкой.
Если клапанная крышка не имеет прокладки, а должна уплотняться герметиком, то нужно будет зачистить привалочные плоскости крышки и ГБЦ от остатков старого герметика, а после их тщательно обезжирить. Делается это потому, что анаэробные герметики затвердевают только в присутствии чистого металла. После обезжиривания, наносим новый герметик и закрываем мотор крышкой клапанов.
Перед и после установки ремня (цепи) ГРМ в обязательном порядке проверяем установочные метки. После одевания шестерни на распредвал с сегментной шпонкой, надо проверить её положение. Если шпонка не вывернулась со своего паза в РВ и не оказалась зажатой сзади шестерни, её прекрасно видно в шпоночном пазу шестерни, когда нет болта её крепления. Если заглянуть в торец для контроля шпонки мешают детали моторного отсека, можно воспользоваться небольшим зеркальцем, подсвечивая в него гаражной лампой-переноской. Окончательно затягиваем болт шестерни РВ, убедившись в наличии шпонки, проверив взаимное положение КВ и РВ по установочным меткам и натянув ремень (цепь) ГРМ.
Дальнейшую сборку автомобиля, производим в обратной разборке последовательности.
Наверх
dranduleti.com
Распределительный вал в двигателе - это пальцеобразный осевой механизм, движимый коленчатым валом и имеющий на своей поверхности несколько эллиптических выступов (кулачков) - по одному для каждого впускного и выпускного клапана, находящийся в двигателе. В то время как распределительный вал вращается (под действием коленчатого вала), эти эллиптические выступы регулируют открытие и закрытие клапанов, толкая их в определённой очерёдности.
Первые симптомы выхода из строя распределительного вала:
Обслуживание распределительного вала заключается в регулярной проверке и, при необходимости, замене его сальников. Так, замена обычно проводится, когда заменяется ремень ГРМ.
howcarworks.ru
Распределительный вал (распредвал) - деталь сложной формы, снабженная кулачками, которые в нужный момент открывают из закрывают клапана
ДвигательОсновная функция распредвала – синхронизировать впуск и выпуск тактов работы двигателя. Другими словами, этот механизм предназначен для своевременного открытия клапанов и подачи в камеру сгорания топливной смеси. Момент открытия и закрытия клапанов относительно положения коленчатого вала называют фазой распредвала.
В современном двигателе распредвал (чаще всего их два) расположен в верхней части головки блока цилиндров.
Распределительный вал связан с коленчатым валом двигателя автомобиля. Соединение осуществляется за счет цепи (или ремня) ГРМ. Для надежности передачи усилия к торцевой части распредвала присоединена ведомая шестерня, напоминающая "звездочку" на заднем колесе велосипеда.
За регулировку фаз газораспределения и порядок срабатывания цилиндров отвечают кулачки распредвала – их ровно столько, сколько впускных и выпускных клапанов используется в механизме ГРМ. Работа организована так: кулачок распредвала «набегает» на толкатель клапана, надавливает на него и открывает клапан. После того как кулачок сходит с толкателя, клапан закрывается под действием тугой возвратной пружины.
Чем больше клапанов в газораспределительном механизме, тем больше в нем установлено распредвалов. У Bugatti Veyron четыре распредвала и 64 клапана
Итак, распределительный вал вращается, благодаря чему обеспечивается воздействие кулачков на работу впускного и выпускного клапанов. Расположение кулачков относительно друг друга тщательно рассчитано в строгом соответствии с фазами газораспределения и порядком срабатывания цилиндров. Иными словами, пока открыт впускной клапан (или два клапана) одного цилиндра, все остальные впускные клапана находятся в состоянии покоя.
Распредвал. Количество распредвалов в двигателе определяется конфигурацией самого мотора: если двигатель имеет рядную конструкцию и одну пару клапанов на цилиндр, то достаточно одного распредвала. Если на один цилиндр приходится 4 клапана, целесообразно применение 2-х распредвалов - один из них обслуживает только впускные клапана, другой - только выпускные. Помимо прочего у системы с парными валами есть еще один плюс - быстродействие.
Что касается V-образных и оппозитных моторов, то они могут иметь либо один распределительный вал в месте так называемого "развала" цилиндров (основание воображаемой буквы V), либо два – по одному на каждой головке блока цилиндров. Попытаться реализовать сложную схему открытия и закрытия 16 клапанов при помощи одного распредвала можно, но не рационально — деталь получится слишком уж сложной. Такие схемы редки, но компания Honda все-таки решилась взять одну из них на вооружение: рядный мотор с четырьмя цилиндрами и одним распредвалом установлен, например, на популярной модели Honda Fit/Jazz. Безусловное достоинство такой системы - возможность сделать двигатель компактным и легким.
Обычно принято выделять три важные характеристики распредвала: это величина подъема клапанов, продолжительность открывания клапанов и фазы распредвала.
Ради максимального периода открытия клапанов при конструировании спортивных моторов инженеры жертвуют холостым ходом. У гоночных болидов он редко бывает ниже 2000 оборотов в минуту
Подъем клапана измеряется в миллиметрах. Этой величиной измеряют максимальное расстояние, на которое клапан отходит от так называемого «седла», в котором он находится в момент закрытия. Продолжительность открывания клапанов – это отрезок времени, в течение которого клапана остаются в открытом состоянии. Измерять эту величину принято в градусах поворота коленчатого вала. При этом каждый из перечисленных критериев способен повлиять на работу двигателя: при увеличении подъема клапана, продолжительности его открытия или оптимизации фаз газораспределения мощность мотора увеличивается. Стоит отметить, что именно продолжительность открывания является основным параметром, с которым работают конструкторы форсированных моторов.
Так, например, распределительные валы, используемые на спортивных автомобилях, обеспечивают большую продолжительность открытия клапанов, по сравнению со стандартными. Это значит, что клапана остаются открытыми так долго, как это возможно, позволяя сжечь максимальную при таком объеме камеры сгорания дозу топлива за один такт. К сожалению, в технике для достижения одного приходится жертвовать чем-то другим: установка спортивных распредвалов не позволяет держать обороты холостого хода ниже 2000 об/мин. Естественно, при такой работе двигатель потребляет огромное количество топлива.
Если же говорить о фазах распределительного вала (моменты, когда клапаны открываются и закрываются по отношению к положению распредвала), то вся информация о них обычно содержится в таблице данных, которая прилагается к распределительному валу. В таблице указаны угловые положения распределительного вала, а также информация о том, когда открываются и закрываются впускные и выпускные клапаны.
Современные двигатели часто оборудуют системами изменяемых фаз газораспределения. Так, например, некоторые автомобили марки Toyota имеют систему VVT-i. регулировка фаз газораспределения происходит посредством поворота распределительного вала относительно его приводной звездочки. Другой пример – разработка японского производителя Honda, получившая обозначение VTEC – она позволяет изменять фазы, используя для регулируемого клапана два кулачка.
blamper.ru
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.
В современных автомобильных двигателях, как правило, расположен в верхней части головки блока цилиндров и соединён со шкивом или зубчатой звёздочкой коленвала ремнём или цепью ГРМ соответственно, и вращается с вдвое меньшей частотой, чем последний (на 4-тактных двигателях). Составной частью распредвала являются его кулачки, количество которых традиционно соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Таким образом, каждому клапану соответствует индивидуальный кулачок, который и открывает клапан, набегая на рычаг толкателя клапана. Когда кулачок «сбегает» с рычага, клапан закрывается под действием мощной возвратной пружины.
По расположению относительно блока цилиндров двигателя, распредвалы делятся на нижние и верхние:
Нижние расположены в самом блоке и в английской литературе обозначаются как «Cam-in-Block», могут управлять клапанами как с боковым, так и верхним расположением. Применялись широко в прошлом, а также и поныне для ряда малооборотистых двигателей, либо там где требуется малая высота мотора.
Верхнее расположение распредвала достигается его размещением в головке блока цилиндров, и в английской терминологии обозначается как «OHC» или «Cam-in-Head». Позволяет создавать моторы с высокими рабочими оборотами и мощностью. Двигатели с единственным верхним распредвалом на головку блока цилиндров в английской терминологии обозначаются «SOHC», с двумя распредвалами — «DOHC».
Часть двигателей вовсе лишена распредвала в механизме ГРМ.
Далее описываются варианты для верхнего расположения распредвала:
Двигатели с рядной конфигурацией цилиндров и 2 клапанами на цилиндр обычно имеют один распределительный вал, с 3 клапанами (как правило 2 впускных и один выпускной) — также один распредвал, с 4 клапанами — как один, так и два распредвала, хотя преобладают решения с двумя валами. V-образные и оппозитные двигатели — либо один распредвал в развале блока, либо два — по одному на каждую головку блока.
Использование одного распредвала упрощает конструкцию, удешевляет её, делает компактнее и дешевле в обслуживании. Применяется как правило в бюджетных моторах, либо там где использование двух распредвалов не рационально или технически затруднительно.
Использование двух распредвалов позволяет проще организовать независимую работу впускных и выпускных клапанов, увеличить наполняемость цилиндров смесью, организовать сдвиг фаз газораспределения. Это один из обязательных пунктов в увеличении мощности и эффективности мотора. Современные двигатели всё чаще имеют системы регулировки фаз газораспределения, то есть механизмы, которые позволяют проворачивать распредвал относительно приводной звездочки, тем самым изменяя момент открытия и закрытия (фазу) клапанов, что позволяет более эффективно наполнять рабочей смесью цилиндры на разных оборотах. Также применяются системы изменения хода клапанов, имеющие большее количество кулачков распредвала нежели самих клапанов.
4-цилиндровый двигатель Volkswagen, тип RP, объёмом 1,8 л. со снятой клапанной крышкой. Хорошо виден распределительный вал на 8 клапанов. ru-wiki.org
