Распределительный вал ГРМ

Привод распредели­тельного вала (рис. 11) Передает вращение от коленчатого вала на распределительный вал

II. Ведущая и ведомая звездочки, цепь.

• III. Ведущий и ведомый шкивы, зубчатый ремень
• Направляющие втулки в головке блока, клапанные пружины, опорные и упорные шайбы, маслосьемные колпачки или кольца, сухари
• Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 4687 ; Мы поможем в написании вашей работы!
• Источник

Подвеска и уплотне­ние клапанов (рис. 9) Обеспечивает подвижную установку кла­панов в головке блока и предотвращает попадание масла по стержням клапанов в камеры сгорания

Материалы

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Газораспределительный механизм управляет своевременной подачей воздуха или рабочей смеси в цилиндры двигателя в зависимости от такта. Газораспределительный механизм это “ легкие” двигателя.

Состав и назначение газораспределительного механизма (ГРМ)

Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для своевременной подачи воздуха (дизельный двигатель) или рабочей смеси (бензиновый двигатель), в цилиндр двигателя на такте впуска, а так же вывода отработавших газов из цилиндров во время такта выпуска. Для этого клапаны своевременно открывают и закрывают впускной и выпускной каналы головки цилиндров.

Газораспределительный механизм (ГРМ) можно разделить на механизм с подвесными клапанами или боковыми клапанами, в настоящее время боковые клапана практически не встречаются, поэтому в данной статье речь о них идти не будет. Также можно разделить газораспределительный механизм (ГРМ) по расположению распределительного вала и типу привода.

Распределительный вал может быть установлен либо внизу в блок-картер, либо вверху непосредственно в головку цилиндров. Нижний распределительный вал всегда приводится в действие шестерней, верхний же распределительный вал может приводиться в действие либо цепью, либо ременной передачей.

Также существует разделение газораспределительных механизмов по числу клапанов на цилиндр от двух минимум до пяти максимум, более пяти клапанов на цилиндр не встречается, по количеству распределительных валов от 1 до 4. Далее в статье будет рассматривать газораспределительный механизм (ГРМ) с двумя клапанами на цилиндр.

В газораспределительный механизм входят впускной и выпускной клапана с пружинами, передаточные механизмы, распределительный вал и шестерни. Более подробная схема ГРМ изображена на рисунке 1.

Грм с нижним расположением распределительного вала

1. промежуточная шестерня;
2. поршень;
3. клапан;
4. головка цилиндров;
5. направляющая втулка;
6. пружины клапана;
7. коромысло;
8. ось (валик) коромысла;
9. регулировочный винт;
10. контргайка;
11. стойка валика коромысла;
12. штанга;
13. толкатель;
14. распределительный вал;
15. шестерня распределительного вала;
16. шестерня коленчатого вала;

Принцип действия газораспределительного механизма следующий: коленчатый вал с помощью шестерен передает вращение на распределительный вал 14, каждый кулачек распределительного вала набегает на толкатель 13, поднимая его вместе со штангой 12. Штанга поднимает один конец коромысла 7, вторым концом коромысло давит на клапан 3, клапан открывается. Когда кулачек съезжает с толкателя клапан под действием пружин поднимается, закрывая канал. Причем шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев. Это сделано, для того чтобы клапана открывались один раз за два оборота коленчатого вала.

Клапана открываются с некоторым опережением относительно мертвых точек, впускной клапан открывается до того как поршень придет в в.м.т. это сделано для лучшей вентиляции цилиндра.

Так как во время работы особенно на высоких оборотах создается разрежение во впускном коллекторе, то воздух будет поступать в цилиндр и при движении поршня вверх. Воздух поступает и при прохождении поршнем н.м.т. по инерции, впускной клапан закрывается с некоторым запозданием.

Время от момента открытия клапана и до момента его закрытия, выражается в градусах поворота коленчатого вала и называется фазами газораспределения. Существуют моменты, когда оба клапана открыты (дизельный или впрысковый бензиновый двигатель) это явление называется перекрытием клапанов.

В конце такта выпуска перед началом такта впуска оба клапана открыты, это способствует лучшей вентиляции цилиндра. Открытие и закрытие клапанов зависит от профиля кулачков распределительного вала, а так же от зазора между клапанами и коромыслами.

Клапан

1. клапан;
2. тарелка пружин;
3. сухарики;
4. втулка сухариков;
5. пружины;
6. опорная шайба пружин;
7. направляющая втулка клапана;

Клапан своевременно открывает и закрывает впускной и выпускной каналы. Клапан (рисунок 2) состоит из тарелки и стержня. Переход от тарелки к стержню делается плавным, для придания необходимой прочности, улучшения отвода тепла и уменьшения сопротивления движению газов. Фаска клапана должна прилегать плотно к седлу, для чего он проходят совместную притирку. Стержень клапана представляет собой шлифованный цилиндр, в верхней части клапана выполнена выточка для крепления пружины при помощи сухарей. Торец стержня для уменьшения его износа коромыслом закаляют. Клапаны работают при высокой температуре. Причем выпускной клапан подвержен воздействию более высоких температур, впускной же клапан охлаждается при каждом такте впуска поэтому их выполняют из разных материалов. Выпускные клапана более жаростойкие. Кроме высоких температур клапаны подвергаются разъедающему воздействию газов и механическим ударам, поэтому они должны противостоять коррозии и истиранию. Чаще всего диаметры тарелок впускных клапанов, больше выпускных для лучшего наполнения цилиндра воздухом или рабочей смесью.

Сухарики

Сухарики 3 предназначены для удержания пружин 5 на стержне клапана. Сухарики представляют из себя кольцо конической формы, разрезанное на две половины.

В некоторых двигателях между тарелкой пружин 2 и сухариками находится втулка 4, зажимающая сухарики и упирающаяся на дно тарелки 2 узким концом.

Такая конструкция предназначена для того, чтобы дать клапану возможность проворачиваться относительно тарелки под воздействием коромысла и вибрации пружин. Это сделано для более равномерного износа трущихся деталей клапана.

Направляющая втулка клапана

Направляющая втулка клапана 7 (рисунок 2) предназначена для обеспечения направленного движения клапана и посадки его в седло без перекоса.

Её изготавливают из чугуна или металлокерамики и запрессовывают в головку цилиндров.

Во многих двигателях на втулке впускного клапана установлена резиновая манжета, для того чтобы исключить попадание масла в цилиндр через зазор между втулкой и стержнем клапана.

Седла впускных и выпускных клапанов на многих двигателях выполняются во вставных кольцах, изготовленных из жаростойкого чугуна и запрессованных в головку цилиндров.

Пружины

Пружины 5 (рисунок 2) предназначены для закрытия клапана после того, как на него перестанет давить коромысло. Пружины создают усилие, достаточное для закрытия клапана и плотной его посадки в седло. Пружины могут быть выполнены с постоянным или переменным шагом витков.

Переменный шаг позволяет избежать резонанса пружины. В некоторых двигателях на клапан устанавливают две пружины, с различным направлением витков. Различное направление витков пружин при вибрации способствует проворачиванию клапана.

Наличие двух пружин уменьшает их размеры, повышает надежность механизма.

Коромысло

а — с углублением в наконечнике штанги;

б — со сферическим наконечником штанги;

1. штанга;
2. регулировочный винт;
3. заглушка;
4. контргайки;
5. коромысло;
6. пружина;
7. ось коромысла;
8. стойка;
9. болт штуцер;
10. отверстие для масла;
11. втулка;

Коромысло 5 (рисунок 3), предназначено для воздействия на клапан с целью его открытия. Коромысло представляет собой двуплечий рычаг, изготовленный из стали. В его центре сделано утолщение, в нем выполнено отверстие куда, запрессована втулка 11.

На длинном плече коромысло имеет закаленный боёк, которым оно давит на клапан, а на другом плече резьбовое отверстие; в который вворачивается регулировочный винт 2, предназначенный для установления зазора между клапаном и бойком коромысла, для обеспечения плотного закрытия клапанов.

Коромысло качается на оси 7, установленной на стойках 8, прикрученных к головке блока. Распорные пружины 6 и стопорные кольца удерживают коромысла от осевого смещения. Оси коромысел выполнены пустотелыми для подвода масла к трущимся деталям втулок коромысел, регулировочных винтов и штанг.

С торцов оси коромысла закрыты заглушками 3.

Штанга

Штанга предназначена для передачи усилия от толкателя к коромыслу. Штанга изготавливается из цельного или пустотелого стального стержня.

На концах штанги находятся сферические стальные, обработанные наконечники, нижний наконечник шаровой формы. Верхний наконечник может иметь как шаровую форму, так и углубление со сферической поверхностью.

В верхний наконечник упирается головка регулировочного винта, ввернутого в коромысло.

Толкатели

1. штанга;
2. грибовидный толкатель;
3. втулка толкателя;
4. толкатель с выпуклым днищем;
5. кулачки распределительного вала;
6. толкатель в виде стаканчика с плоским днищем;
7. грибовидный толкатель с кольцевой выемкой;
8. ось ролика;
9. ролик;
10. пята;
11. втулка;
12. рычаг;

Толкатели (рисунок 4) предназначены для передачи усилия от кулачка распределительного вала штангам. Толкатели могут быть грибовидными, цилиндрическими или в виде качающегося ролика. Цилиндрические 4, 6 или грибовидные 2, 7 толкатели (рисунок 4 а) имеют сферические углубления для установки штанг. На нижней части толкателей выполнена плоская или сферическая опорная поверхность. Для обеспечения равномерного изнашивания толкатели совершают поступательное и вращательное движение одновременно. Качающиеся роликовые толкатели (рисунок 4 б) изготовлены в виде одноплечих рычагов, с утолщением и отверстием с одной стороны, в которое запрессована втулка 11. На другом конце втулки помещен ролик 9, вращающийся на игольчатом подшипнике и соприкасающийся с кулачком распределительного вала. Над роликом в толкатель запрессована пята 10 со сферическим гнездом, на которую опирается нижний конец штанги. Рычаги одеваются на ось, закрепленную в блок — картере.

Распределительный вал

б и в — схемы ограничения свободного осевого хода распределительного вала;

1. шестерня;
2. упорный фланец;
3. распорное кольцо;
4. опорные шейки;
5. эксцентрик привода бензинового насоса;
6. кулачки выпускных клапанов;
7. кулачки впускных клапанов;
8. распределительный вал;
9. втулка;
10. впускной клапан;
11. штанга;
12. коромысло;
13. шестерня привода масляного насоса;
14. крышка распределительных шестерен;
15. подпятник;

Распределительный вал предназначен для своевременного открытия и закрытия клапанов в определенной последовательности, кулачки и опорные шейки распределительного вала отлиты заодно с ним. Кулачек воздействует только на один клапан впускной или выпускной.

На некоторых карбюраторных двигателях заодно с распределительным валом изготовлен эксцентрик 5 для привода бензонасоса и шестерня 13 для привода масляного насоса. Кулачки подвергаются закалке токами высокой частоты. Шейки вала вращаются во втулках 9, запрессованных в блоке.

Втулки могут быть изготовлены из бронзы, металлокерамики или из стали. При сборке вставляют с торца картера двигателя, поэтому диаметры опорных шеек 4 последовательно имеют меньшие размеры диаметров.

Смазываются механизмы ГРМ под давлением через канал блока, в одной или двух имеется отверстие для подвода масла в канал блока, откуда оно подается к коромыслам, при совмещении отверстий в шейке с каналом блока масло подается в канал.

На основной массе двигателей на переднем конце распределительного вала установлена шестерня 1, между шестерней и передней шейкой вала устанавливают распорное кольцо 3, и упорный фланец 2 для ограничения осевого перемещения распределительного вала. У многих двигателей осевое перемещение ограничивается приливом в крышке 14 распределительных шестерен, выполненных против распределительного вала 8.

Распределительные шестерни

а — вращение коленчатого и распределительного валов, а так же топливного насоса в одну сторону;

б — вращение коленчатого и распределительного вала в разные стороны;

1. шестерня коленчатого вала;
2. шестерня распределительного вала;
3. промежуточная шестерня;
4. шестерня привода гидронасоса;
5. шестерня топливного насоса;
6. ведущая шестерня масляного насоса;
7. ведомая шестерня масляного насоса;

Распределительные шестерни необходимы для передачи вращения от коленчатого вала распределительному валу, масляному насосу, и другим агрегатам двигателя. Распределительные шестерни располагаются в специальном картере в передней части двигателя. Для уменьшения уровня шумов шестерни выполняются косозубыми.

Для того чтобы вращение коленчатого и распределительного валов совпадало, устанавливают промежуточную шестерню, если в этом нет необходимости, промежуточная шестерня не устанавливается, тогда валы будут вращаться в разные стороны.

Так как клапана открываются один раз за два оборота коленчатого вала, шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, таким образом, обеспечивается своевременность открытия клапанов.

На шестернях топливного насоса, коленчатого и распределительного валов имеются метки, при сборке двигателя шестерни устанавливаются по меткам, для обеспечения своевременности подачи топлива и открытия клапанов.

Достоинства и недостатки Грм с нижним расположением распределительного вала

Основным достоинством газораспределительного механизма с установкой распределительного вала в блоке цилиндров является его дешевизна, высокая надежность, простота эксплуатации.

К недостаткам можно отнести высокую инерционность ГРМ, что в свою очередь ограничивает обороты двигателя, шумность.

Данный тип привода ГРМ используется на двигателях с низкой частотой вращения коленчатого вала чаще всего это дизельные двигатели, так же такой тип привода используется в бензиновых двигателях с низкими оборотами коленчатого вала например мотоблоки.

Грм с верхним расположением распределительного вала

1. кулачок распределительного вала;
2. толкатель;
3. пружины;
4. стержень клапана;
5. канал;
6. тарелка клапана;

Газораспределительный механизм (ГРМ) с верхним расположением распределительного вала отличается установкой распределительного вала в головке цилиндров, принцип его работы и назначение такое же, как и газораспределительного механизма с нижним расположением распределительного вала. При расположении распределительного вала в головке цилиндров передача воздействия от распределительного вала может быть осуществлена различными способами: через толкатель на коромысло, непосредственно от распределительного вала на коромысло, от распределительного вала на толкатель клапана. Самым распространенным является вариант передачи усилия от распределительного вала непосредственно на толкатель клапана, в отечественных двигателях данная схема применяется на двигателях ВАЗ. Рассмотрим, как это работает. Кулачек распределительного вала давит на толкатель, тот давит на сам клапан, клапан, преодолевая сопротивление пружин, открывает впускное или выпускное окно. После того как кулачек распределительного вала съезжает с толкателя, клапан под воздействием пружин закрывает окно. Привод распределительного вала в данном типе двигателя может быть реализован цепной передачей или при помощи зубчатого ремня.

Достоинства и недостатки Грм с верхним расположением распределительного вала

К достоинствам газораспределительного механизма с верхним расположением распределительного вала относится его малая инерционность, что позволяет двигателю развивать большие обороты по сравнению с предыдущей схемой расположения распределительного вала, так же к достоинствам безусловно можно отнести малую шумность ГРМ, дешевизну изготовления, малые габариты блок – картера. К недостаткам же относятся малый ресурс привода ремня ГРМ, как правило, 50 150 тыс. километров, периодическая необходимость замены ремня привода ГРМ. В случае обрыва ремня привода ГРМ клапана как правило выходят из строя, поэтому ремень ГРМ необходимо менять строго по регламенту. Цепь привода ГРМ тоже нуждается в периодической замене, её ресурс чаще всего в 2 – 3 раза выше чем ресурс ремня, цепь привода ГРМ может перескочить на один и более зубьев, если не будет достаточного натяжения. Цепной привод ГРМ имеет еще один недостаток по сравнению с ременным – дороговизна. Так же к недостаткам можно отнести сложность настройки тепловых зазоров клапанов.

Составлено по материалам из учебника Родичев В.А. Родичева Г.И. Тракторы и Автомобили.

Источник

Распределительный вал: что и как будем распределять?

Знаете что такое распределительный вал и где находится? Правильно, в двигателе! И распредвал это невероятно важная деталь двигателя.

Описывая автомобиль мы, как правило, говорим о его мощности, расходе топлива, надёжности. Но вряд ли задумываемся о том, что все эти параметры сильно зависят от работы этого узла, его ключевой детали, и название его — распредвала.

Магия газораспределения

Распределительный вал, именуемый в простонародье распредвал, является основным элементом газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя внутреннего сгорания. Давайте попробуем разобраться детально в этом каламбуре сложных слов.

Итак, по порядку.

Как вы знаете, полезная работа мотора автомобиля осуществляется за счёт сгорания топлива в цилиндрах. Этот процесс воздействует на поршни, которые, перемещаясь, вращают коленчатый вал.

Чтобы в цилиндры вовремя поступала свежая порция топливно-воздушной смеси. Чтобы они освобождались от продуктов горения, нужна синхронная работа поршней. Также впускных и выпускных клапанов, на которые и возложена функция своеобразных дежурных по очистке и наполнению.

А управляет их деятельностью специально обученный «сотрудник» ГРМ – распредвал. Именно он, в слаженной кооперации с коленчатым валом, ответственный за своевременное открытие и закрытие клапанов.

Если симбиоз коленчатого и распределительного валов работает чётко, а клапаны открываются и закрываются в выверенные моменты – автомобиль радует вас обещанным расходом и заявленной мощностью мотора.

Но если какой-нибудь из элементов газораспределительного механизма дал сбой, всё не так радужно. Так, к примеру, при неправильной синхронизации валов, клапаны могут ударять об поршень, что может привести к очень печальным последствиям вплоть до дорогостоящего капитального ремонта двигателя.

Распределительный вал — главный дирижёр ГРМ

Как выяснилось, распредвал отыгрывает далеко не второстепенную роль в моторе автомобиля. Давайте познакомимся немного ближе с устройством и видами этого элемента.

Кулачки

По сути, распределительный вал представляет собой толстый металлический стержень, на который «нанизаны» так называемые кулачки, имеющие в поперечном разрезе форму капли.

Каждый кулачок отвечает за работу одного клапана. Взаимодействие этих элементов происходит следующим образом: во время вращения кулачок за счёт своей сложной формы через систему толкателей или коромысел надавливает на клапан и открывает его – происходит выпуск отработанных газов или впуск свежей порции воздуха (воздушно-топливной смеси).

Момент открытия клапана чётко синхронизирован с положением поршня в цилиндре. Реализовано это в современных двигателях при помощи ременной или цепной связи распределительного и коленчатого валов. Кстати, эти же привода зачастую раскручивают и масляные насосы, управляют распределителями зажигания и прочим.

Опорные шейки распредвала

Помимо кулачков в конструкции распредвала необходимо выделить опорные шейки, на которые одеты подшипники – посредники между валом и его местом крепления в двигателе.

Как правило, в современных моторах распределительный вал располагается в непосредственной близости с клапанами, в головке блока цилиндров.

Масляные каналы

Есть у распредвала и своя система смазки – крайне важный узел, предотвращающий износ трущихся деталей. Масло к валу подводится через сделанное в нём же сквозное отверстие по оси, которое имеет выходы наружу в критичных зонах – кулачках и опорных подшипниках.

Разновидности распредвалов

А теперь несколько слов о разновидностях распредвалов, а вернее о разнообразии их конфигураций в составе газораспределительного механизма и двигателя. В зависимости от расположения распредвалы различают:

• с верхним расположением;
•  нижним расположением.

Нижнерасположенная схема на сегодняшний день считается устаревшей, так как не позволяет развивать высоких оборотов двигателя и имеет кучу технологических ограничений. Верхнее расположение, в свою очередь, эффективно и наилучшим образом позволяет выжать из мотора максимум.

Разновидности компоновок ДВС

В отдельную категорию необходимо вывести виды двигателей в зависимости от количества распредвалов. Под капотами современных авто можно встретить:

• ГРМ с одним валом (SOHC — Single OverHead Camshaft);
• ГРМ с двумя валами (DOHC — Double OverHead Camshaft);
• ГРМ с более чем двумя распределительными валами.

Первые две разновидности наиболее распространены. Как правило, количество распредвалов определяется числом клапанов на цилиндр. Так, если у мотора автомобиля приходится три и более клапана на один цилиндр, то, скорее всего, в этом случае мы имеем дело с двухвальной схемой.

Естественно, как и в любом правиле встречаются исключения. Например, у рядной «четвёрки» 4G18 от Mitsubishi Lancer. В этом двигателе по четыре клапана у каждого цилиндра, но всего один распредвал. Бывают и более экзотические варианты – у суперкара Bugatti Veyron целых четыре распределительных вала.

Конечно же, в этой небольшой статье сложно уместить все нюансы, связанные с работой газораспределительных механизмов. Автопроизводители с завидным постоянством выдают на гора всё новые и новые технологические решения, улучшающие эффективность ГРМ и моторов за счёт возможности изменения фаз газораспределения.

• К примеру, можно вспомнить систему VTEC от Honda, в которой используется несколько кулачков для регулировки высоты поднятия одного клапана.
• Подвожу черту под рассказом о том, что такое распределительный вал, но продолжу публиковать материалы, раскрывающие секреты работы других узлов двигателя в рубрике Двигатель.
• Подписывайтесь на статьи, делитесь ссылками на блог с вашими друзьями и углубляйте свои технические знания.
• И удачи на дорогах!

Распределительный вал

Распределительный вал – основной элемент газораспределительного механизма (ГРМ), который обеспечивает своевременное открытие/закрытие клапанов, благодаря чему осуществляется приток свежего воздуха и выпуск отработавших газов. Другими словами, распредвал управляет процессом газообмена в силовом агрегате.

Чтобы снизить инерционные нагрузки и увеличить жесткость элементов ГРМ, распредвал располагают максимально близко к клапанам. Поэтому в современных силовых агрегатах стандартное положение распределительного вала находится в головке блока цилиндров – так называемое верхнее расположение распредвала.

Газораспределительный механизм может комплектоваться одним либо двумя распредвалами на ряд цилиндров. В одновальной схеме обслуживаются впускные и выпускные клапаны (на цилиндр 2 клапана). Если используется двухвальная схема, то один вал обслуживает впускные клапаны, а второй вал выпускные (на один цилиндр 2 впускных и 2 выпускных клапана).

Основу конструкции распредвала составляют кулачки. На один клапан, как правило, используется один кулачок. Этот элемент имеет сложную форму, обеспечивающую открытие/закрытие клапана в установленное время, а также его подъем на конкретную высоту. Кулачок может взаимодействовать или с коромыслом, или с толкателем – зависит от конструкции ГРМ.

В процессе работы распредвала кулачки преодолевают усилия возвратных пружин клапанов, а также силы трения от взаимодействия с толкателями. На это требуется полезная мощность силового агрегата.

Эти недостатки отсутствуют в беспружинной системе, которая реализована в десмодромном механизме. Чтобы уменьшить силу трения, возникающую между кулачком и толкателем, вместо плоской поверхности толкателя может использоваться ролик.

Магнитная система управления клапанами, которая может быть реализована в отдаленной перспективе, позволит полностью отказаться от распредвала.

Распределительный вал производится либо из стали (метод ковки), либо из чугуна (литье). Вращается он в опорах, которые представляют собой подшипники скольжения. Число опор превышает число цилиндров. Как правило, используются разъемные опоры, реже встречаются неразъемные. В опорах, которые выполнены в чугунной головке, применяются тонкостенные вкладыши. При изнашивании вкладыши заменяются.

Упорные подшипники, которые располагаются около звездочки (приводной шестерни), удерживают распределительный вал от продольного перемещения. Распредвал смазывается под давлением. Наиболее предпочтительный вариант – каждый подшипник обеспечен индивидуальным подводом масла.

Эффективность газораспределительного механизма можно значительно повысить, применяя различные системы изменения фаз газораспределения. Их использование позволяет добиться следующих преимуществ: снижения токсичности отработавших газов, экономии топлива, повышения мощности.

Существует несколько подходов, применяемых к изменению фаз газораспределения:

• изменение положения оси коромысла;
• применение нескольких кулачков с разным профилем на один клапан;
• поворот распредвала на различных режимах работы.

Привод распределительного вала

Коленчатый вал силового агрегата приводит в действие распределительный вал. На ДВС легковых автомобилей привод распредвала выполняется с помощью ременной или цепной передачи. Такие приводы используются как на бензиновых, так и дизельных ДВС. Ранее для привода применялась шестеренная передача, однако ее габариты и повышенный шум во время работы заставили отказаться от ее использования.

Металлическая цепь привода обегает звездочки на коленвале и распредвале. В данном приводе также применяется натяжитель и успокоитель. Цепь привода состоит из звеньев, которые соединены шарнирами. Цепь может обслуживать два распредвала.

Преимущества цепного привода заключаются в его компактности, надежности и возможности использования на больших межосевых расстояниях.

Однако, износ шарниров приводит к растяжению цепи, причем последствия этого фактора могут быть самыми негативными для ГРМ. Даже натяжитель с успокоителем не спасают в этой ситуации.

По этой причине приходится регулярно контролировать состояния цепного привода.

Ременной привод распредвала подразумевает использование зубчатого ремня, который охватывает зубчатые шкивы на валах. Ремень также оборудуется натяжным роликом. Среди преимуществ ременного привода можно назвать бесшумность в работе, компактность, надежность. Эти факторы делают его достаточно популярным у автопроизводителей. Современные ремни способны прослужить более 100 тыс. км пробега.

Привод распредвала также может применяться для привода иных устройств, таких как распределитель зажигания, топливный насос высокого давления (ТНВД), масляный насос.

Вал распределительный: ключевой элемент механизма газораспределения

Вал распределительный: ключевой элемент механизма газораспределения

Практически во всех четырехтактных поршневых моторах внутреннего сгорания присутствует газораспределительный механизм на основе распределительного вала. Все о распредвалах, их существующих типах, конструкции и особенностях работы, а также о верном выборе и замене валов читайте в предложенной статье.

Назначение распределительного вала и его место в силовом агрегате

Распределительный вал (РВ, распредвал) — компонент газораспределительного механизма (ГРМ) поршневых четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, управляющий процессом газообмена; металлический вал с отформированными кулачками специального профиля, обеспечивающий открытие и закрытие клапанов с целью впуска в цилиндр горючей смеси или воздуха и выпуска отработавших газов в соответствии с движением поршней и работой всех цилиндров.

ГРМ является одной из основных систем поршневого ДВС, благодаря ему обеспечивается подача в цилиндры топливовоздушной смеси (в карбюраторных моторах) или воздуха (в инжекторах и дизелях), и выпуск из цилиндров отработавших газов только в строго определенные моменты. Газообмен осуществляется посредством клапанов, встроенных в каждый цилиндр, а их привод и синхронизация работы с кривошипно-шатунным механизмом и иными системами силового агрегата осуществляется одной деталью — распределительным валом.

На РВ возлагается ряд ключевых функций:

• Привод (прямой или косвенный через промежуточные детали) впускных и выпускных клапанов;
• Обеспечение синхронной работы ГРМ с другими системами силового агрегата;
• Обеспечение открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов в соответствии с заданными фазами газораспределения (для впуска и выпуска газов при определенном угле поворота коленчатого вала относительно ВМТ и начала/конца тактов);
• В некоторых случаях — привод различных механизмов и узлов, в том числе и работающих синхронно с ГРМ (прерывателя-распределителя зажигания, маслонасоса и др.).

Основная роль, которую играет РВ, сводится к управлению работой клапанов ГРМ в соответствии с расчетными фазами газораспределения данного конкретного силового агрегата. Благодаря особой конструкции распредвал обеспечивает открытие и закрытие всех клапанов только в нужные моменты времени, задает углы их перекрытия на определенных тактах, и т.д.

Именно благодаря распредвалу обеспечивается нормальная работа мотора на всех режимах. Изношенный, деформированный или поврежденный распределительный вал нарушает функционирование силового агрегата или полностью выводит его из строя, такой вал требует незамедлительной замены.

Но прежде, чем покупать новую деталь, следует разобраться в существующих типах РВ, их устройстве и применяемости.

Типы, устройство и характеристики распределительных валов

Устройство распределительного вала

В общем случае РВ выполнен в виде металлического вала малого диаметра, на котором отформировано несколько элементов:

• Кулачки;
• Опорные шейки;
• Шестерня и/или эксцентрик привода различных механизмов;
• Носок для монтажа приводного шкива/шестерни.

Основные элементы распредвала — кулачки, количество которых в двигателе без механизма изменения фаз соответствует общему числу клапанов (как на впуске, так и на выпуске).

Кулачки имеют сложный каплеобразный профиль, при вращении РВ кулачки набегают и сбегают с толкателей, обеспечивая тем самым привод клапанов.

За счет особенностей профиля кулачков достигается не просто открытие и закрытие клапанов, но также поддержка их в открытом состоянии в течение определенного времени, перекрытие в соответствии с фазами, и т.д.

Вершины всех кулачков смещены друг относительно друга, чем обеспечивается последовательная работа всех цилиндров в соответствии с определенным для конкретного силового агрегата порядком.

В РВ для четырехцилиндровых двигателей вершины кулачков одного цилиндра смещены на 90 градусов, для шестицилиндровых — на 60 градусов, для восьмицилиндровых V-образных — на 45 градусов, и т.д.

Однако часто можно встретить исключения, обусловленные конструктивными особенностями мотора.

РВ устанавливается в блок или головку двигателя посредством опорных шеек в специально предназначенные для этого отверстия или постели.

Опирается РВ на разъемные (вкладыши) или неразъемные (втулки) подшипники качения, изготовленные из специальных сплавов с низким коэффициентом трения. В подшипниках выполняются отверстия для подачи к шейкам моторного масла из общей системы смазки двигателя.

В подшипнике одной из шеек (обычно передней или задней) выполняется упорное кольцо или иное фиксирующее устройство, предотвращающее осевые перемещения РВ.

В любом удобном месте РВ может формироваться косозубая шестерня или эксцентрик для привода различных агрегатов. С помощью шестерни обычно реализуется привод масляного насоса или трамблера, а с помощью эксцентрика — привод масляного насоса. На некоторых типах РВ присутствуют оба этих элемента, на современных моторах, напротив, этих элементов нет вовсе.

В передней части вала располагается носок, на который посредством шпонки и болта монтируется приводной шкив или шестерня. Здесь же может располагаться съемный противовес, который обеспечивает балансировку распредвала при наличии на нем эксцентрика привода насоса или иных несимметричных деталей.

Распределительные валы различных типов двигателей

РВ делятся на несколько групп по способу установки и количеству в одном моторе, типу привода, применяемости в различных типах ГРМ и некоторым конструктивным особенностям.

По способу установки распредвалы делятся на две основных группы:

• Установка непосредственно в блоке двигателя (моторы с нижним расположением вала);
• Установка в головке блока (моторы с верхним расположением вала).

Обычно в нижних валах нет дополнительных элементов, их смазка выполняется за счет масляного тумана в картере и подачей масла под давлением к опорным шейкам через втулки. В верхних валах часто присутствует продольный канал и выполнены поперечные сверления в опорных шейках — так обеспечивается смазка шеек подачей масла под давлением.

В двигателе может быть один или два РВ, в первом случае один вал обеспечивает привод всех клапанов, во втором случае один вал обеспечивает привод только впускных клапанов, второй — только выпускных. Соответственно, на общем РВ количество кулачков соответствует числу всех клапанов, а на каждом из раздельных РВ количество кулачков вдвое меньше общего числа клапанов.

Привод РВ может осуществляться с помощью ремня, цепи или шестерни, непосредственно связанной с шестерней коленчатого вала. Сегодня чаще всего используются первые два типа приводов, так как шестереночный привод менее надежен и сложен в регулировке (требует значительной разборки агрегата для выставления фаз или для ремонта).

Наконец, все РВ можно разделить на две группы по виду газораспределительного механизма, в котором они могут функционировать:

• Для двигателей с обычным ГРМ;
• Для агрегатов с ГРМ с изменяемыми фазами газораспределения.

В распредвалах второго типа могут присутствовать дополнительные кулачки, смещенные на небольшой угол относительно основного кулачка — с их помощью осуществляется привод клапанов при изменении фазы. Также эти валы могут иметь специальные элементы для поворота, смещения всей детали вдоль оси, и т.д.

Распределительный вал и его место в ГРМ

РВ всех типов и конструкций изготавливаются из стали или чугуна, поверхности кулачков стальных РВ дополнительно проходят термическую обработку (закалку токами высокой частоты), кулачки чугунных РВ подвергаются отбелу (отбеливанию увеличением скорости охлаждения отливки) — этим достигается увеличение износостойкости деталей. Готовые валы балансируются для снижения биений, и лишь затем устанавливаются на двигатель или поступают в торговые сети.

Как верно выбрать и заменить распределительный вал

Распредвал со временем подвергается износу, на его кулачках образуются сколы и наклеп, а в определенных условиях деталь частично или полностью разрушается. Во всех этих случаях вал следует заменить на новый. Данная работа требует значительной разборки двигателя и выполнения дополнительных операций по регулировке, поэтому ее лучше доверить специалисту или автосервису.

На замену необходимо брать распредвал только того типа и модели, что был установлен на двигателе ранее.

Зачастую с целью тюнинга или улучшения работы мотора используются валы с иным профилем и расположением кулачков, однако такую замену следует делать только после выполнения необходимых расчетов.

Также вместе с валом необходимо покупать новые втулки или вкладыши, иногда требуется менять шкив, шестерню привода трамблера и другие детали. Работы по замене вала нужно выполнять только в соответствии с инструкцией по ремонту двигателя, после этого проводится обкатка.

При верном выборе и замене распредвала весь ГРМ двигателя будет работать надежно и уверенно, обеспечивая функционирование силового агрегата на всех режимах.

Другие статьи

#Планка генератора

Планка генератора: фиксация и регулировка генератора автомобиля

14.09.2022 | Статьи о запасных частях

В автомобилях, тракторах, автобусах и иной технике электрические генераторы монтируются к двигателю посредством кронштейна и натяжной планки, обеспечивающей регулировку натяжения ремня. О планках генератора, их существующих типах и конструкции, а также выборе и замене этих деталей — читайте в статье.

Вернуться к списку статей