Кулачки распредвала

Секреты распределительного вала

Работа исправного и хорошо отрегулированного двигателя похожа на музыку. В ней все подчинено строгой гармонии тактов, да и сам мотор чем-то напоминает слаженный оркестр. Среди сотен деталей, из которых устроены системы и механизмы современного четырехтактного мотора, есть "детали-исполнители", но есть и "дирижеры". Одним из "дирижеров" является распределительный вал, управляющий самыми важными рабочими процессами - наполнением и очисткой цилиндров.

Конечно, роль распределительного вала можно сравнить с ролью дирижера в оркестре. Но, пожалуй, точнее, с инженерной точки зрения, было бы назвать его программным механизмом поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Качество рабочих процессов в моторе обеспечивается строгой взаимосвязью его деталей, их размеров, последовательностью действия. Учитывается абсолютно все: и форма камеры сгорания, и диаметры клапанов, и длина впускного тракта, и момент воспламенения горючей смеси, словом, в двигателе нет ни одного параметра, не влияющего на соседа. Большую часть деталей однажды изготовляют на заводе по заданным конструктором чертежам, собирают в узлы и до самой разборки для ремонта они остаются недосягаемыми. И только распределительный вал среди всех механизмов требует регулярного внимания.

Здесь снова приходит на ум сравнение двигателя с музыкальным механизмом. Вспомните популярные в прошлом часы, шкатулки, шарманки, которые наигрывали самые разные мелодии. Принцип конструирования их приводных валиков сродни тому, что используется при расчетах распределительных валов. Набор звучащих на разных нотах стальных пластин, которые в определенной последовательности цепляются выступами-штырями валика, - вот и вся премудрость. Изготовил, настроил, и механизм сто лет "поет" и бабушкам и внукам.

Условия работы распределительного вала несравнимо хуже. Он обязан выдерживать "мелодию" работы двигателя при самых разных оборотах коленчатого вала, при плюс 1000°С в цилиндрах и минус 50°С на улице, часами, а порой и сутками, непрерывно, почти без отдыха. При этом вал должен не только заставлять двигаться связанные с ним клапаны, но и беречь их от перегрузок.

Рис. 1. Профиль кулачка: 1 - сектор отдыха; 2 - сектор ускорения; 3 - боковая поверхность; 4 - вершина; 5 - сектор максимального открытия клапана.

Важнейший элемент распределительного вала - кулачок. Кулачков столько, сколько клапанов в механизме газораспределения. Как правило, два на цилиндр. Число цилиндров у различных моторов, все знают, разное. От одного до шестнадцати. Все, что происходит в одном цилиндре, обеспечивается парой кулачков, управляющих впускным и выпускным клапанами. От положения на валу кулачковых пар зависит очередность работы отдельных цилиндров. Кроме того, конечно, учитываются их число и расположение (рядное, V-образное, оппозитное), и порядок работы каждого всегда строго увязан с точно определенным и равным для всех углом поворота коленчатого вала. Совершенно обязательно, чтобы рабочие процессы в каждом цилиндре были максимально приближены к единообразию. Но сначала о кулачке.

Толстая, или широкая, часть его предназначена для отдыха, тонкая - самая нагруженная. У него важны абсолютно все участки поверхности, которые с соответствующими названиями показаны на рис. 1. Причем важность и тонкость расчета профиля каждой части кулачка постоянно возрастают по мере роста максимального числа оборотов у двигателей. Приняв разделение профиля кулачка на секторы, нам легче будет представить себе их значение. Начнем с того момента, когда клапан закрыт и, прижавшись к седлу, остывает. Особенно важно это для выпускного клапана, омываемого только раскаленными газами. Кулачок в это время тоже свободен после трения о толкатель ("волги", старые "москвичи"), коромысло ("Москвич - 412") или рычаг ("Жигули") привода клапана и повернут к нему сектором отдыха. Хотелось бы сделать этот период возможно более длительным. Но конструктивные особенности двигателей ограничивают его в пределах 140-160 градусов.

Поворачиваясь вместе с валом, кулачок должен выбрать тепловой зазор в работающей с ним паре трения и начать подъем клапана от седла, подготавливая его к полному открытию. Здесь в дело включается сектор ускорения. От профиля этого участка кулачка зависит скорость подъема клапана и характер нарастания нагрузок на кулачок от клапанной пружины. Как-никак, а даже в свободном состоянии пружина прижимает клапан к седлу с усилием до 15 кг. При полном открытии клапана сопротивление пружины добавляет еще килограммов 30. А если учесть, что соотношение плечей рычагов в клапанном приводе не в пользу кулачка, то выяснится, что нагрузка на него возрастает еще и в максимальном значении может приблизиться к 50 кг. Распределяется же она всего лишь на тоненькой линии по всей ширине кулачка, площадь которой, как правило, не более 0,2 мм2. Конечно, все эти цифры приблизительны, но их значения близки к реальным для большинства легковых двигателей, и благодаря им можно посчитать удельные нагрузки на рабочую площадь поверхности кулачка. Грубый подсчет даст величину 200 кг/мм2, что, образно говоря, равно весу опрокинутой пирамиды из 35 "жигулей", опирающейся на площадь монетки достоинством в 1 копейку. Выдержать такие громадные нагрузки могут только специальные стали или отбеленный чугун, из которых делаются распределительные валы современных моторов, да и то при условии упрочняющей термообработки их, хорошей смазки и точного соблюдения времени работы и отдыха кулачков, что определяется известными всем зазорами. От величины "зазоров в клапанах" зависит и как - с ударом или постепенно - начнет открываться клапан, и как - мягко или с отскоком - сядет он обратно в седло. Но об этом несколько позже.

Возвращаясь к сектору ускорения кулачка, можно сказать еще, что в нем заложены мощностные характеристики двигателя. Он регулирует время открытия клапана, а оно в большей мере, чем открытое клапаном отверстие для газов, влияет на наполнение цилиндра. Как и сектор отдыха, сектор ускорения хочется сделать возможно большим.

Рис. 2. Рабочие такты (а) четырехтактного двигателя, соответствующий им график (б) углов поворота коленвала и линии открытия выпускного и впускного клапанов; П - угол перекрытия фаз газораспределения; (в) - типичная схема фаз газораспределения.

Вершина кулачка определяет время, когда клапан открыт полностью. Естественно желание продлить его, а для этого необходимо удлинить поверхность, иными словами, сделать вершину тупой, разумеется, при той же высоте, так как она определяет высоту подъема клапана.

Из всего сказанного о профиле кулачка очевидно, что конструктор всегда стоит перед поиском компромисса, удовлетворяющего определенным режимам работы двигателя. Удлинили сектора отдыха и ускорения - уменьшилась длина вершины. В результате получим клапанный механизм, работающий в спокойном режиме, с большим ресурсом, но мощность двигателя будет невысокой. Сделали круче боковую поверхность и более тупую (длинную) вершину - механизм загрузился, время отдыха его уменьшилось, но зато выходная мощность мотора (производная от наполнения цилиндра) возросла.

Создав необходимый профиль кулачка, конструктор выбирает оптимальные условия совместной работы клапанов - фаза наполнения следует сразу же за очисткой цилиндра, и важно не мешкать ни с тем, ни с другим. Времени для этого всегда меньше, чем хотелось бы. Представим себе один из наиболее употребляемых режимов работы двигателя - 2400 об/мин. Распределительный вал повернется в два раза меньше, и каждый из четырех впускных или выпускных клапанов на любом из наших индивидуальных автомобилей откроется за это время 1200 раз. 20 раз в секунду распределительный вал должен будет открыть выпускной клапан, закрыть его, открыть впускной клапан, закрыть его и дать клапанам немного отдохнуть перед следующим циклом. Дефицит времени и характер газодинамических процессов, происходящих в цилиндре, позволяют совместить начало впуска свежей рабочей смеси с концом выпуска отработавших газов. При этом они даже несколько перекрываются, что в характеристике двигателя называется углом перекрытия фаз газораспределения (рис. 2). Для каждого мотора угол перекрытия свой и зависит от многих параметров - от объема цилиндра, проходного сечения отверстий под клапанами, изменения скорости потока вылетающих из цилиндра газов и соответствующего, изменения давления в нем и др. А поддерживается он в требуемых пределах все той же регулировкой "клапанных зазоров". От нее же зависят и условия, в которых приходится работать клапанам, находящимся в буквальном смысле в самом пекле.

Схемы механизмов газораспределения: с нижним (а) и верхним (б) расположением распределительного вала; стрелками показаны пары трения, определяющие величину суммарного зазора в приводе

Зона отдыха на кулачке обеспечивает клапану на остывание минимум третью часть времени от одного оборота. Кое-что перепадает ему от зон ускорения, там, где профиль кулачка начинает отходить от круга до величины суммарного зазора в приводе клапана. Все вместе может обеспечить клапану отдых около половины времени оборота вала. И чем выше частота вращения распределительного вала, тем существеннее для клапана эта разница между третью и половиной рабочего времени кулачка, которая отводится ему для отдыха.

Отсюда уже начинается чистая практика, волнующие каждого автомотолюбителя вопросы правильной регулировки зазоров в клапанном механизме. Ошибок здесь может быть только две, а последствий гораздо больше.

Зазор велик. Его мы определяем по характерному шуму под клапанной крышкой, напоминающему стрекотанье старой швейной машинки. Но шум лишь косвенный показатель того, что происходит в механизме привода клапанов. На самом деле разница между работой механизма с нормальными и увеличенными зазорами может быть сравнима с ездой по асфальтовому и булыжному шоссе со всеми вытекающими отсюда последствиями. Минуя участок плавного перехода сектора отдыха в сектор ускорения, кулачок с размаху бьет боковой поверхностью в привод, через который удар передается на стержень клапана. Здесь энергия его распределяется вдоль стержня и на стенки направляющей втулки. Открыв ненадолго клапан, кулачок по той же сокращенной программе резко бросает клапан, и пружина с большим усилием сажает его в седло. Процесс этот повторяется снова и снова, производя микроразрушения в структуре поверхностных слоев работающих в паре деталей и, в конечном итоге, намного раньше положенного срока выводит их из строя. Надо отметить, что двигатель в целом не остался безучастным к этому. Упала его мощность, и для той же работы, которую он проделывал, чтобы катить машину со скоростью 60 км/ч, ему уже потребовалось несколько больше топлива. Разумеется, и эти прямые и будущие ремонтные расходы адресованы владельцу машины.

Зазор мал. Это значит, что кулачок, едва посадив, правда, мягко, клапан в седло, тут же, не дав отдохнуть и остыть, снова поднимает его. При очень малых зазорах удлинившийся от нагревания клапан может и вовсе зависнуть над седлом. В результате температура тарелки клапана поползет вверх, кромки ее начнут перегреваться и обгорать, компрессия в цилиндре упадет, а вместе с ней и мощность. Порой дело доходит до "стрельбы" в карбюратор или в глушитель. При этих признаках ремонта уже не избежать. Не остается без пагубных последствий и сам кулачок. Он больше времени трется о привод клапана, меньше смазывается и, в конечном итоге, изнашивается раньше времени, приводя в полную негодность весь распределительный вал.

Надо отметить, что любое отклонение в величине зазоров влечет за собой изменение в углах перекрытия фаз газораспределения, что тоже всегда некстати.

Случается, что после самой тщательной регулировки зазоров стуки от "распущенных" клапанов сохраняются. Причина - в неравномерных износах трущихся пар. Здесь могут быть и сколы, и неровные впадины на рычагах и кулачках. Чаще всего неудачи при регулировке встречаются у двигателей с нижним расположением распределительного вала и верхними клапанами ("волги", "москвичи" среднего поколения, "запорожцы"). Большое количество пар трения в этих приводах (рис. 3, а) требует повышенного внимания и дополнительных забот при ремонте и уходе за мотором. У более современных "москвичей" и "Жигулей" (рис. 3, б) их всего три, и обслуживать их гораздо проще.

СОКОЛОВ А.Д. (За Рулем №4, 1979)

own.in.ua

Как работает распредвал — АвтоМания

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

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

Кривошипно-шатунный механизм нужен чтобы преобразовывать возвратно-поступательные движения поршня двигателя в движение коленвала, а вот чтобы преобразовывать вращательные движения во впуск/выпуск газов в цилиндры, нужен распределительный вал, который использует кулачки для закрытия и открытия клапанов. Кулачки распредвала являются основной его частью, воздействуя, на клапана, напрямую или посредством очень короткой тяги, перемещают их вверх-вниз.

Чаще всего в механизме ГРМ автомобиля количество кулачков соответствует такому самому количеству клапанов, которые управляются этим распредвалом. Хотя иногда встречается когда один кулачок может воздействовать на несколько клапанов.

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

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

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

Вал газораспределения вращается благодаря ременному или цепному приводу от коленвала.
Распредвал осуществляет вращения у 2 раза медленнее нежели коленвал, благодаря передаточному числу шкивов валов.
Чтобы открытие/закрытие клапанов осуществлялось в нужный момент, угловое положение вала распределения было точно синхронизировано из соответствующим угловым положением коленчатого неизменно во время работы двигателя. Так как конкретному угловому положению коленвала строго соответствует определённое угловое положение распределительного.
Распред и колен валы обязательно имеют свои установочные метки (как правило, на приводных шкивах), которые обеспечивают точную установку относительно друг друга в соответствии с тактом работы.
Каждое положение определенного кулачка распредвала в отношении поршня двигателя определяет начальный, максимальный момент и тот момент когда он должен закрыться.

Стандартный распредвал открывает/закрывает клапан плавно, чтобы максимально уменьшить износ и шум работы.

Идеальный режим работы механизма считается таким, когда кулачок впускного клапана нажимает на него чтобы впустить, в цилиндр топливно-воздушную смесь, и затем закрыть этот клапан после заполнения цилиндра. Выпускной же клапан, при этом, должен открываться и закрываться таким образом, чтобы с цилиндра успели выйти все отработанные гази. На практике же все выглядит немного иначе.

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

avtomaniya.com

Распредвал — Словарь автомеханика

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

Конструктивные особенности

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

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

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

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

Устройство распределительного вала.

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

Принцип работы

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

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

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

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

Поломки распредвала

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

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

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

etlib.ru

Что распределяет распределительный вал | Драндулеты

Содержание

Что такое распредвал и как он работает

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:

шпонкой;
штифтом;
или за счёт большого усилия затяжки болта.

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

Какие бывают распредвалы

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

Неисправности распределительных валов

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

Что делать при износе, или поломке распределительного вала

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

Самостоятельно меняем распределительный вал

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

Как узнать о неисправности распредвала?

Распределительный вал, или кулачковый вал, или просто распредвал – это специальная деталь, которая отвечает за порядок и период открывания клапанов автомобиля. Некоторые автомеханики даже называют эту деталь «диспетчером», который отдает приказы о работе того или иного клапана. То есть нормальное функционирование двигателя без полноценной работы распредвала просто невозможно.

Вместе с тем, если он выйдет из строя – за ремонт придется отдать очень большие деньги. Избежать подобного можно только благодаря регулярной проверке работоспособности детали и своевременному устранению возможных причин поломки. Как правильно проверить распредвал, мы и поведаем в сегодняшней статье.

1. В двух словах об устройстве распределительного вала.

Основное предназначение распределительного вала – это своевременное открытие клапана, через который в камеру сгорания двигателя поступает воздушно-топливная смесь. Кроме того, он же отвечает, чтобы из той же камеры выходила уже отработанная смесь. В газораспределительном механизме распредвал является основным элементом.

Как же функционирует данная деталь? На самом распределительном вале есть специальная разрезная шестерня, которая соединяется с коленвалом при помощи цепи (иногда при помощи ремня ГРМ). Размещается деталь в верхней части головки блока цилиндров двигателя и крепится при помощи постели распредвала.

Конструкция распредвала может быть разной. В частности, может отличаться количество кулачков, которое обязательно должно соответствовать количеству клапанов, за работу которых отвечает вал. Именно эти кулачки и играют основную роль в корректной работе данного устройства и коленвала. При этом, каждый кулачок отвечает только за свой клапан. Весь процесс открывания/закрывания клапанов происходит следующим образом: кулачок толкает рычаг толкателя, благодаря чему открывается клапан, если же кулачок отходит от рычага – при помощи пружины клапан закрывается обратно.

2. Проверка распредвала: что может стать причиной появления характерного стука?

Поводом для того, чтобы осуществить полноценную проверку распредвала, может являться стук данной детали. Конечно, допускать подобного не стоит. Однако если стук все-таки начал проявляться, необходимо понимать, какие именно причины могут за ним скрываться. Ниже мы приводим список типичных причин, хотя вы должны понимать, что он не является исчерпывающим:

1. Износ кулачков распределительного вала. Если причиной стука действительно являются кулачки, то в начале непривычный звук вы будете слышать лишь во время запуска двигателя. Но чем больше они будут изнашиваться, тем чаще и интенсивнее будет проявляться звук, в том числе и во время работы прогретого двигателя.

2. Износ подшипников распределительного вала.

3. Неисправности постели детали, которые чаще всего бывают механическими.

4. Не отрегулирован процесс подачи топлива, что при очень быстром включении зажигания будет вызывать стуки пальцев распредвала.

5. Деформация детали в результате детонационного сгорания топливной смеси – будет происходить осевое биение.

6. Перелом шейки распредвала.

7. Трещина на опоре детали.

8. Использование некачественного моторного масла, которое содержит в себе примеси.

9. Вышел из строя сальник распредвала.

10. Отсутствие масла в топливной системе.

3. Поломка распредвала: как и где искать причину и как ее устранить?

Материалы для проверки распредвала вам практически не понадобятся. Вся проверка осуществляется путем визуального осмотра детали на наличие поломок. Лишь для того, чтобы снять деталь с двигателя, вам понадобится стандартный набор ключей.

Чтобы дать полноценную оценку того, в каком состоянии находится распределительный вал, в первую очередь необходимо демонтировать головку блока цилиндров автомобильного двигателя. Сделать это очень легко. Но перед началом работы нужно обязательно отключить аккумулятор, а также слить из системы моторное масло и охлаждающую жидкость. Начинать следует из навесного оборудования, демонтировать которое нужно в первую очередь:

1. Отсоединяем от него провод, который идет от зажигания.

2. Отсоединяем шланги, в частности вакуумный и шланг системы охлаждения автомобиля.

3. Снимаем с автомобиля все топливные магистрали.

4. Отключаем трос педали газа.

5. После этого вы сможете без проблем снять навесное оборудование, которое препятствует снятию головки блока цилиндров.

Очень важно при осуществлении всех этих действий осуществлять маркировку проводов и шлангов, чтобы во время монтажа вы не перепутали их и подключили правильно. После этого можно приступать к работе по демонтажу головки блока цилиндров:

1. Снимаем крышку головки блока цилиндров (ГБЦ).

2. Демонтируем кожух ГРМ, а также ремень шкива.

3. Параллельно с этим можно снять с автомобиля и сам распредвал, поскольку уже на данном этапе вы получите к нему полный доступ (но все же лучше закончить с демонтажем ГБЦ).

4. Откручиваем болты, при помощи которых крепится ГБЦ (повторную установку ГБЦ лучше проводить уже с новыми болтами).

Дальше приступаем к проверке интересующей нас детали. В целом внешний осмотр сводится к осмотру сальников распределительного вала. Очень важно определить, нет ли на них каких-нибудь трещин, отверстий или просто заусенцев. Если распредвал находится в рабочем состоянии, то подобные дефекты должны отсутствовать. Если с сальниками все нормально, то следует перейти к осмотру постели и самого вала.

В случае обнаружения реальных проблем в работе данной детали, ее ремонт можно осуществить самостоятельно. Только лишь в особых случаях вам придется обращаться за помощью в специализированный автосервис. Но в любом случае, вы должны понимать, что любая поломка или неисправность распредвала очень сильно влияет на мощность работы двигателя.

Во время проверки распредвала вы должны ориентироваться на следующий перечень проблем, к описанию которых мы также включили способы их устранения:

1. Износ распределительного вала, а также наличие на нем задир и царапин (особенно часто они проявляются на поверхности опорных шеек детали). Привести к подобному может недостаток давления в системе смазки, недостаток масла в картере, использование некачественного масла и засорение масляных фильтров, попадание топлива в масло, перегрев двигателя и его большой пробег. Перед тем как приступить к ремонту и обратному монтажу распределительного вала, все указанные проблемы необходимо обязательно устранить.

Решением же проблемы может стать только капитальный ремонт автомобильного двигателя или же просто замена испорченной детали – распредвала. В отдельных случаях можно обойтись только шлифовкой шеек, на которые после этого необходимо будет установить утолщенные втулки (чтобы они не потеряли свои параметры).

Не лишним в такой ситуации будет обратить внимание и на работу системы охлаждения, которая могла стать причиной перегрева двигателя, а также на систему питания.

2. Если распределительный вал сильно изношен и на поверхности его кулачков имеются задиры – деталь необходимо заменять новой, иначе ее неправильное функционирование со временем может вывести из строя двигатель автомобиля. Велика вероятность, что придется осуществлять даже ремонт клапанного механизма и менять гидрокомпенсаторы.

Масляный насос также необходимо подвергнуть тщательной проверке, продиагностировать работоспособность масляной магистрали, фильтров. Обязательно нужно промыть головку блока цилиндров. Перед установкой нового распределительного вала необходимо осуществить замену масла, охлаждающей жидкости.

3. Если распределительный вал прогнулся, то он опять же подлежит замене, поскольку в таком состоянии он просто не способен нормально функционировать. Однако чтобы проверить, действительно ли присутствует прогиб, необходимо осуществить ряд действий:

• Снятый с автомобиля распределительный вал укладываем на призмы, предварительно установленные на плиту из металла.

• Используя стрелочный индикатор, закрепленный на специальной стойке, проверяем, есть ли прогиб опорных шеек.

• Для достоверности результата распределительный вал вращаем рукой, чтобы проверить деталь со всех сторон.

К слову, минимальный прогиб детали все же является допустимым, однако он не должен превышать 0,05 мм для легковых автомобилей, а для грузовых – 0,1 мм. Но если величина прогиба больше нормы – деталь не может дальше эксплуатироваться.

4. Наличие трещин на распределительном вале может быть вызвано попаданием в систему посторонних предметов. Кроме того, привести к подобным последствиям могли неправильно установленные фазы газораспределителя, или же разрыв ремня его привода. Часты случаи, когда распредвал рассыпается на кусочки прямо во время движения. Чтобы не допустить подобного, деталь необходимо держать под постоянным контролем. В случае, если на детали появились трещины, ни о каком ремонте не может идти даже речи.

5. Под сальниками распредвала появились царапины и следы от выработки. Подобное случается только при очень длительной эксплуатации автомобиля или же использовании некачественного масла. Выйти из строя могут даже новые сальники, замена которых была произведена неправильно или неаккуратно.

Исправить подобную ситуацию можно путем шлифовки поверхности, на которой появились царапины. Если есть выработка – меняем сальники на новые, при этом устанавливаем их с небольшим осевым смещением. В идеале нужно заменить распределительный вал полностью.

6. Не обойтись без замены распредвала и в том случае, если на снятой с автомобиля детали вы обнаружите разрешение шпоночных пазов и посадочных мест, предназначенных под установочные штифты. Однако не стоит забывать и об устранении причин, которые могли привести к возникновению подобной ситуации: плохая затяжка болтов, при помощи которых крепятся шкивы и шестерни. Но зачастую к подобным деформациям распределительного вала приводят очень сильные аварии.

7. Никакой ремонт не поможет справиться с такой проблемой как сношенная резьба в крепежных отверстиях. Разрушается и изнашивается она из-за плохой затяжки крепежных болтов. Как результат – приходится менять весь распредвал.

Как вы сами убедились – проверка распределительного вала не является сложной задачей, поскольку все поломки детали достаточно типичны. Проблема заключается лишь в том, что данная деталь практически не поддается ремонту. Даже в тех случаях, когда он возможен, зачастую приходится обращаться в автосервис. Однако, если уделять детали достаточно внимания, служить она будет долго и без проблем.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?Да Нет

auto.today

Стучит распредвал, что делать и как все исправить?

Здравствуйте, уважаемые автолюбители! Любой неожиданный стук застает нас врасплох и раздражает: это относиться и к стуку в дверь, и к стуку в двигателе автомобиля. Особенно с утра во время первого запуска двигателя «на холодную».

Те владельцы авто, которые понимают, что стук сам по себе не берется, начинают лихорадочно соображать, что же может стучать, и как бы этот стук в двигателе не стал настойчивым стуком в семейный бюджет.

После того, как двигатель разогревается, стук прекращается, но мозг опытного водителя начинает анализировать ситуацию, как бортовой компьютер, что же стучало: или это стучит распредвал, или стук коленвала.

В любом случае, с момента появления характерного стука в двигателе при запуске автомобиля, паниковать не стоит. Пока еще рано. Но, если вы сами не понимаете в диагностике и ремонте двигателя, нужно начинать поиск народного умельца.

А для общей информации, рекомендуем вам ознакомиться с материалом об одном из традиционных «виновников» стуков в двигателе – распредвале. Разберемся в причинах стука распредвала, о том, в каких случаях требуется ремонт распредвала, либо просто замена или регулировка каких-либо деталей, например: замена сальника распредвала или регулировка шкива распредвала.

Что собой представляет распредвал двигателя

Теория ДВС — распредвал (обзор конструкции)

Распредвал двигателя – деталь, основное назначение которой: своевременно открывать клапан для поступления воздушно-топливной смеси в камеру, и выпуска отработавшей смеси. Распределительный вал является основной деталью ГРМ (газораспределительного механизма).

Разрезная шестерня распредвала, посредством цепи или ремня ГРМ, соединяется с коленвалом. Для размещения распредвала в, как правило, верхней части головки блока цилиндров, служит постель распредвала.

Ведущую роль в устройстве и работе коленвала, играют кулачки, которые по количеству соответствуют количеству клапанов двигателя: впускных и выпускных. Каждый клапан имеет свой, индивидуальный кулачок распредвала. Кулачки, набегая на рычаги толкателя, открывают клапана, затем, при помощи возвратной пружины, клапана закрываются.

Типичные причины, приводящие к стуку распредвала

Теория ДВС — распредвалы

Представленные причины, по которым вы можете слышать стук распредвала, естественно, не являются абсолютом. Но, именно эти, «вычислены» мастерами в результате многолетней работы по ремонту, установке и замене распредвалов на различных моделях и типах двигателей для авто. Поэтому они и типичные.

износились кулачки распредвала. И, со временем, по мере износа кулачков, вы будете слышать стук не только при запуске, но уже и во время работы прогретого мотора,
износ подшипников распредвала
механические неисправности постели распредвала,
нарушена регулировка подачи топлива, в результате чего, при раннем зажигании вы услышите, как «звенят», «стучат» пальцы. Эффект детонационного сгорания топливной смеси,
осевое биение распредвала при деформации,
распредвал имеет разные механические повреждения: сломана шейка или лопнула опора распредвала,
некачественное, либо со сторонними примесями моторное масло, одна из первых причин выхода из строя распредвала. Кстати, при замене масла, обращайте внимание на сальник распредвала. Бывают случаи, когда он выходит из строя именно после замены.
отсутствие моторного масла в двигателе – это просто не обсуждается (за исключением форс-мажорных случаев поломки, например, пробит поддон картера)

Что делать, когда начал стучать распредвал

Итак, первый признак того, что с распредвалом непорядок, это при запуске холодного двигателя несколько секунд, пока масло не попадет на подшипники, раздается характерный глухой стук. Естественно, на слух, не имея опыта, вы не сможете определить, что стучит. Частота у стука распредвала раза в два меньше, чем частота у стука коленвала. Пока это не смертельно.

Но, вот когда стук распредвала будет продолжаться уже и при запуске разогретого двигателя, то считайте, что вы услышали «второй звонок», пора к мастеру. Специалисты говорят о том, что в этом случае вы гарантированно проедете порядка 50 тыс. км. Но ведь всё так относительно. То есть рисковать не стоит. Можно проводить диагностику двигателя.

Кто бы и что бы, вам не говорил, решение будете принимать самостоятельно. Если вы в состояние произвести своими руками ремонт, замену, установку распредвала, это один вариант. Если нет, то обращайтесь к «гаражным», но проверенным мастерам.

Согласитесь, что проще и дешевле «задавить» болезнь двигателя вначале, чем потом бороться с ворохом проблем. Может, так случиться, что потребуется отрегулировать зазоры клапанов.

То есть, решение о ремонте должно приниматься после полной диагностики ГБЦ и вердикта специалиста.

cartore.ru

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

tachki.md