ГлавнаяВаз 2110Распределительные валы

Распределительные валы


Распределительный вал и его привод

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

   Устройство и работа двигателя

Распределительный вал и его привод

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные Г и выпускные Б кулачки, опорные шейки Л, шестерню Д для привода масляного насоса и распределителя системы зажигания и эксцентрик В для привода топливного насоса в карбюраторных двигателях.

Рис. 1. Типы распределительных валов

Вал штампуют из стали; кулачки и шейки его подвергают термической обработке для получения повышенной износостойкости, после чего шлифуют. Кулачки изготовляют как одно целое с валом. Применяют также литые чугунные распределительные валы.

Для каждого цилиндра у четырехтактных двигателей имеются два кулачка: впускной и выпускной. Форма (профиль) кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия. Одноименные кулачки располагают в рядном четырехцилиндровом двигателе под углом 90° (рис. 1, а), в шестицилиндровом — под углом 60° (рис. 1, б). Разноименные кулачки устанавливают под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагаются в принятом для двигателя порядке работы с учетом направления вращения вала. По длине вала впускные и выпускные кулачки чередуются в соответствии с расположением клапанов.

В V-образных двигателях расположение кулачков на общем для обеих секций блока распределительном валу зависит от чередования тактов в цилиндрах, угла развала и принятых фаз газораспределения. Распределительный вал У-образного восьмицилиндрового карбюраторного двигателя показан на рис. 1, в.

В двухтактных дизелях (ЯАЗ-М204 и ЯАЗ-М206) для каждого цилиндра имеется по два выпускных кулачка, обращенных вершинами в одну сторону, и по одному кулачку, управляющему работой насос-форсунки.

При нижнем расположении распределительного вала его устанавливают в картере на опорах, представляющих собой отверстия в стенках и перегородках картера, в которые запрессованы стальные тонкостенные биметаллические или триметаллические втулки. Вал устанавливают иногда также в специальных вкладышах. Число опор распределительного вала для двигателей разных типов различно.

Осевые перемещения распределительного вала у большинства двигателей ограничиваются упорным фланцем (рис. 2), закрепленным на блоке и расположенным с определенным зазором между торцом передней шейки вала и ступицы шестерни; зазор между опорным фланцем и торцом шейки вала устанавливают для двигателей разных марок в пределах 0,05— 0,2 мм; величина этого зазора определяется толщиной распорного кольца, закрепленного на валу между торцом шейки и ступицей шестерни. У двухтактных дизелей ЯМЗ осевые перемещения вала ограничиваются бронзовыми упорными шайбами, установленными по обеим сторонам переднего подшипника.

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала с помощью зубчатой или цепной передачи. При зубчатой передаче на конце коленчатого и распределительного валов закрепляют распределительные шестерни.

Для повышения бесшумности и плавности работы шестерни изготовляют с косыми зубьями; шестерню распределительного вала обычно делают из пластмассы — текстолита, а шестерню коленчатого вала — из стали.

При цепной передаче, обеспечивающей большую бесшумность работы (автомобили ЗИЛ-111), на конце коленчатого вала и на конце распределительного вала закрепляются звездочки, соединенные стальной гибкой бесшумной цепью. Зубья цепи входят в зацепление с зубьями звездочек.

Рис. 2. Типы приводов распределительного вала: а — зубчатая передача; б — цепная передача

Распределительные шестерни или звездочки при сборке устанавливают одну относительно другой по меткам, имеющимся на их зубьях.

На новых моделях двигателей получает применение верхнее расположение распределительного вала (на головке блока). Привод вала осуществляется цепной передачей (автомобиль «Москвич-412»).

—

Газораспределительный механизм обеспечивает своевременное поступление в цилиндры двигателя горючей смеси (или воздуха) и выпуск отработавших газов.

Двигатели могут иметь нижнее расположение клапанов (ГАЗ-52, ЗИЛ-157К, ЗИЛ-1Э0К), при котором клапаны размещены в блоке цилиндров, и верхнее (ЗМЗ-24, 3M3-S3, ЗИЛ-130, ЯМЗ-740 и др.), когда они расположены в головке цилиндров.

При нижнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается клапану или через толкатель. Клапан перемещается в направляющей втулке, запрессованной в блок цилиндров. Закрытие клапана осуществляется пружиной, упирающейся в блок и шайбу, закрепленную двумя сухариками на конце стержня клапана.

При верхнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается толкателю, штанге, коромыслу и клапану. Преимущественно применяется верхнее расположение клапанов, так как такая конструкция позволяет получить компактную камеру сгорания, обеспечивает лучшее наполнение цилиндров, уменьшает потери тепла с охлаждающей жидкостью и упрощает регулировку клапанных зазоров.

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Изготовляют его из стали или чугуна.

При сборке распределительный вал вставляют в отверстие торца картера двигателя, поэтому диаметры опорных шеек последовательно уменьшаются, начиная с передней шейки. Количество опорных шеек обычно равно количеству коренных подшипников коленчатого вала. Втулки 8 опорных шеек изготовляют из стали, бронзы (ЯМЗ-740) или из металлокерамики.

Внутреннюю поверхность стальных втулок заливают слоем баббита или сплава СОС-6-6.

На распределительном валу расположены кулачки, воздействующие на толкатели; шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя; эксцентрик привода топливного насоса. Кулачков имеется по два на каждый цилиндр. Углы их взаимного расположения зависят для одноименных кулачков — от числа цилиндров и чередования рабочих ходов в разных цилиндрах, для разноименных — от фаз газораспределения. Кулачки и шейки стальных распределительных валов подвергают закалке токами высокой частоты, а чугунных — отбеливанию. Кулачкам при шлифовании придают небольшую конусность, что в сочетании со сферической формой торца толкателей обеспечивает поворот толкателя во время работы.

Рис. 3. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов: а—схема, 6-—детали; 1—распределительный вал, 2 — толкатель, 3— контргайка, 4— регулировочный болт, 5—сухарики, б — упорная . шайба пружины, 7— пружина клапана, 8-—выпускной клапан, 9— направляющая втулка клапана, 10 — вставное седло выпускного клапана, 11 — впускной клапан

Между шестерней распределительного вала и передней опорной шейкой установлены распорная шайба и упорный фланец, который привертывается болтами к блоку цилиндров и удерживает вал от осевых перемещений.

Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала. В четырехтактных двигателях рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала. За этот период впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра должны открываться один раз, а следовательно, распределительный вал должен повернуться на один оборот. Таким образом, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня на переднем конце коленчатого вала. Шестерня коленчатого вала стальная, шестерня на распределительном валу чугунная (ЗИЛ-130) или текстолитовая (ЗМЗ-24, 3M3-53). Зубья у шестерен косые.

Рис. 4. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов (ЗИГМЗО): 1 — шестерня распределительного вала, 2 — упорный фланец, 3 — распорное кольцо, 4—опорные шейки, 5—эксцентрик привода топливного насоса, 6 — кулачки выпускных клапанов, 7 — кулачки впускных клапанов, 8— втул-ки, 9 — впускной клапан, 10 — направляющая втулка, 11—упорная шайба, 12 — пружина, 13 — ось коромысел, 14 — коромысло, 15 — регулировочный винт, 16—стойка оси коромысел, 17 — механизм поворота выпускного клапана, 18 — выпускной клапан, 19 — штанга, 20—толкатели, 21 — шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя

Распределительные шестерни двигателя ЯМЗ-740 расположены на заднем торце блока цилиндров.

Распределительные шестерни входят в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов. Это достигается совмещением меток на зубе одной шестерни и впадине между зубьями другой шестерни.

В высокооборотных двигателях («Москвич-412», ВАЗ-2101 «Жигули») распределительный вал располагается в головке цилиндров и его кулачки воздействуют непосредственно на коромысла, которые, поворачиваясь на осях, открывают клапаны. В таком клапанном механизме нет толкателей и штанг, упрощается отливка блока цилиндров, снижается шум при работе.

Ведомая звездочка распределительного вала приводится во вращение втулочно-роликовой цепью от ведущей звездочки коленчатого вала. Устройство для натяжения цепи имеет звездочку и рычаг.

Рис. 5. Газораспределительный механизм с верхним расположением распределительного вала («Москвич-412»): а— газораспределительный механизм, б — привод газораспределительного механизма; 1 — наконечник клапана, 2 — ось коромысел выпускных клапанов, 3,6 — коромысла, 4 — распределительный вал, 5 — ось коромысел впускных клапанов, 7 — контргайка, 8 — регулировочный винт, 9 — головка цилиндров, 10 — клапаны, 11 — ведущая звездочка, 12—звездочка натяжного устройства, 13 — рычаг, 14 — ведомая звездочка, 15 — цепь, 16 — коленчатый вал

Читать далее: Двигатели автомобилей ЗАЗ-965а и ЗАЗ-965 «Запорожец»

Категория: - Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Распределительный вал двигателя

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

О циклах и работе ДВС

ДВС является четырехтактным силовым агрегатом, это значит, что все процессы, связанные с его работой, осуществляются за четыре такта. Их последовательность строго определена, и при ее нарушении работа такого мотора невозможна. Последовательность, т.е. открытие клапанов в нужное время для вывода отработанных газов и запуска горючей смеси, определяет распределительный вал, который можно видеть на приведенном рисунке.

Его основным рабочим элементом необходимо считать кулачки. Именно они через систему привода, включающую в себя толкатели, коромысло, пружины и прочие детали, определяемые конструкцией ГРМ, осуществляют открытие клапанов в нужное время. На каждый клапан работает свой кулачок, когда он имеющимся выступом, через толкатель надавливает на клапан, тот приподнимается, и в цилиндр либо может поступать свежая смесь, либо выводятся продукты ее сгорания. Когда выступ уходит с толкателя, то под действием пружины клапан закрывается.

Опорная шейка распределительного вала предназначена для его установки на заданные места, на них он вращается в процессе работы. Трущиеся детали закаливаются при помощи токов высокой частоты и смазываются в процессе.

О конструктивном исполнении распредвала

Устройство и чертеж ГРМ, в том числе и распределительного вала, приведены ниже.

Конструктивно распределительный вал может располагаться либо в блоке цилиндров, либо в головке блока силового агрегата. В зависимости от его месторасположения меняется и привод, благодаря которому передается усилие от кулачков на клапан. Привод распределительного вала связан с коленвалом. Привод может быть выполнен как с помощью цепной передачи (см. чертеж выше), так и с помощью гибкой ременной. Кроме того, могут быть иные способы передачи управляющего усилия к клапанам, но это уже определяет чертеж и документация мотора.

Какой лучше использовать привод распределительного вала, определяет устройство двигателя. В тех случаях, когда распределительный вал располагается в блоке цилиндров, (так называемое нижнее расположение), то может быть даже задействован шестеренчатый привод. Последний, правда, в последнее время не применяется из-за своей громоздкости и повышенного шума при работе. Что цепной, что ременный привод отличаются достаточной надежностью, но у каждого из них есть свои особенности эксплуатации, которые надо учитывать при обслуживании двигателя.

Его устройство может предусматривать, что распределительный вал в моторе может быть не один. Как правило, в современных многоклапанных двигателях его располагают по возможности ближе к клапанам для уменьшения на нем нагрузки. Конструкция и чертеж, например, V-образного двигателя, предусматривает как минимум два вала, тогда как в обычном рядном, как правило, один распределительный вал. Хотя для многоклапанных двигателей определяющим будет их назначение – может быть отдельно выпускной и впускной распределительные валы, т.е. они управляют работой выпускных или впускных клапанов.

О совместной работе с коленвалом

Не стоит забывать, что для распределительного вала основное назначение – обеспечение правильного газораспределения при работе двигателя. Для этого работа распределительного и коленчатого валов должна быть согласована, т.е. открытие и закрытие клапанов обязано происходить в нужные моменты – в положении ВМТ или НМТ поршня, или в соответствии с опережением, которое устанавливает чертеж или конструкторская документация.

Для выполнения такой связи на шестернях ГРМ делают специальные метки, совпадение которых означает обеспечение нужного положения распределительного и коленчатого валов. Чтобы добиться этого, используется специальная методика регулировки их положения.

Датчик положения распредвала

С переходом на инжекторные двигатели для этих целей стали применять специальный датчик положения распределительного вала. Так, на автомобилях ВАЗ для этого служит датчик Холла. Его работа основана на изменении магнитного поля, для создания которого устройство датчика предусматривает магнит. При изменении магнитного поля, которое происходит, когда распределительный вал находится в нужном положении, датчик определяет, что в первом цилиндре поршень располагается в положении ВМТ, и передает эти данные в контроллер. Он в соответствии с ними обеспечивает впрыск топлива и его сгорание, как предусматривает порядок работы отдельных цилиндров двигателя чертеж или документация.

Техническое обслуживание распредвала

В первую очередь при проведении регламентных работ, затрагивающих распределительный вал, необходимо обратить внимание на состояние ремней или цепи его привода. Дело даже не столько в том, что нарушится весь механизм газораспределения, который обеспечивает распредвал, а в том, что возможно механическое повреждение как клапанов, так и поршня.

Порой причиной отказа или неправильной работы двигателя является датчик положения. Проявлением этого может быть плохая динамика машины и значительный расход топлива, а также загорание контрольной лампочки исправности двигателя на панели приборов. Дефектация неисправности и определение ее источника – датчик это или нет, выполняется с помощью мультиметра. Часто возможной причиной служит не сам датчик, а проводка. В случае, если дефектация показывает, что неисправен датчик, то его надо менять.

Причинами отказа датчика могут быть:

  • выход из строя зубчатого диска датчика импульсов;
  • его смещение из-за нарушения крепления;
  • замыкание во внутренней схеме датчика;
  • воздействие повышенной температуры от перегрева двигателя.

Правильно выполненная дефектация позволит избежать отказа нового датчика, устанавливаемого вместо старого.

Распределительный вал является основным узлом, обеспечивающим правильное газораспределение при работе двигателя, и зачастую в основном обеспечивает его эффективную работу. Его своевременное обслуживание и контроль технического состояния позволят правильно и без дополнительных затрат эксплуатировать автомобиль.

znanieavto.ru

Распределительный вал

Распределительный вал (распредвал) - деталь сложной формы, снабженная кулачками, которые в нужный момент открывают из закрывают клапана

Двигатель

Основная функция распредвала – синхронизировать впуск и выпуск тактов работы двигателя. Другими словами, этот механизм предназначен для своевременного открытия клапанов и подачи в камеру сгорания топливной смеси. Момент открытия и закрытия клапанов относительно положения коленчатого вала называют фазой распредвала.

Устройство и принцип работы распределительного вала

В современном двигателе распредвал (чаще всего их два) расположен в верхней части головки блока цилиндров. 

Распределительный вал связан с коленчатым валом двигателя автомобиля. Соединение осуществляется за счет цепи (или ремня) ГРМ. Для надежности передачи усилия к торцевой части распредвала присоединена ведомая шестерня, напоминающая "звездочку" на заднем колесе велосипеда.

За регулировку фаз газораспределения и порядок срабатывания цилиндров отвечают кулачки распредвала – их ровно столько, сколько впускных и выпускных клапанов используется в механизме ГРМ. Работа организована так: кулачок распредвала «набегает» на толкатель клапана, надавливает на него и открывает клапан. После того как кулачок сходит с толкателя, клапан закрывается под действием тугой возвратной пружины.

Чем больше клапанов в газораспределительном механизме, тем больше в нем установлено распредвалов. У Bugatti Veyron четыре распредвала и 64 клапана

Итак, распределительный вал вращается, благодаря чему обеспечивается воздействие кулачков на работу впускного и выпускного клапанов. Расположение кулачков относительно друг друга тщательно рассчитано в строгом соответствии с фазами газораспределения и порядком срабатывания цилиндров. Иными словами, пока открыт впускной клапан (или два клапана) одного цилиндра, все остальные впускные клапана находятся в состоянии покоя.

Распредвал.

Количество распредвалов в двигателе определяется конфигурацией самого мотора: если двигатель имеет рядную конструкцию и одну пару клапанов на цилиндр, то достаточно одного распредвала. Если на один цилиндр приходится 4 клапана, целесообразно применение 2-х распредвалов - один из них обслуживает только впускные клапана, другой - только выпускные. Помимо прочего у системы с парными валами есть еще один плюс - быстродействие. 

Что касается V-образных и оппозитных моторов, то они могут иметь либо один распределительный вал в месте так называемого "развала" цилиндров (основание воображаемой буквы V), либо два – по одному на каждой головке блока цилиндров. Попытаться реализовать сложную схему открытия и закрытия 16 клапанов при помощи одного распредвала можно, но не рационально — деталь получится слишком уж сложной. Такие схемы редки, но компания Honda все-таки решилась взять одну из них на вооружение: рядный мотор с четырьмя цилиндрами и одним распредвалом  установлен, например, на популярной модели Honda Fit/Jazz. Безусловное достоинство такой системы - возможность сделать двигатель компактным и легким.

Характеристики распредвала

Обычно принято выделять три важные характеристики распредвала: это величина подъема клапанов, продолжительность открывания клапанов и фазы распредвала.

Ради максимального периода открытия клапанов при конструировании спортивных моторов инженеры жертвуют холостым ходом. У гоночных болидов он редко бывает ниже 2000 оборотов в минуту

Подъем клапана измеряется в миллиметрах. Этой величиной измеряют максимальное расстояние, на которое клапан отходит от так называемого «седла», в котором он находится в момент закрытия. Продолжительность открывания клапанов – это отрезок времени, в течение которого клапана остаются в открытом состоянии. Измерять эту величину принято в градусах поворота коленчатого вала. При этом каждый из перечисленных критериев способен повлиять на работу двигателя: при увеличении подъема клапана, продолжительности его открытия или оптимизации фаз газораспределения мощность мотора увеличивается. Стоит отметить, что именно продолжительность открывания является основным параметром, с которым работают конструкторы форсированных моторов.

Так, например, распределительные валы, используемые на спортивных автомобилях, обеспечивают большую продолжительность открытия клапанов, по сравнению со стандартными. Это значит, что клапана остаются открытыми так долго, как это возможно, позволяя сжечь максимальную при таком объеме камеры сгорания дозу топлива за один такт. К сожалению, в технике для достижения одного приходится жертвовать чем-то другим: установка спортивных распредвалов не позволяет держать обороты холостого хода ниже 2000 об/мин. Естественно, при такой работе двигатель потребляет огромное количество топлива.

Если же говорить о фазах распределительного вала (моменты, когда клапаны открываются и закрываются по отношению к положению распредвала), то вся информация о них обычно содержится в таблице данных, которая прилагается к распределительному валу. В таблице указаны угловые положения распределительного вала, а также информация о том, когда открываются и закрываются впускные и выпускные клапаны.

Современные двигатели часто оборудуют системами изменяемых фаз газораспределения. Так, например, некоторые автомобили марки Toyota имеют систему VVT-i. регулировка фаз газораспределения происходит посредством поворота распределительного вала относительно его приводной звездочки. Другой пример – разработка японского производителя Honda, получившая обозначение VTEC – она позволяет изменять фазы, используя для регулируемого клапана два кулачка. 

blamper.ru

Распределительные валы Шевроле Лачетти Chevrole Lachetti (Дэу Дженра)

            

Распределительный вал Chevrolet Lacetti: 1 — проточка и отверстие для подвода масла внутрь вала; 2 — отверстия для подвода масла к подшипникам

НАЗНАЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА

Главная функция распределительного вала — управление клапанным механизмом. Форма или профиль кулачков распределительного вала является основным фактором, определяющим рабочие характеристики двигателя. Кулачки распределительного вала открывают клапаны, преодолевая сопротивление пружин. Посредством кулачков вращательное движение распределительного вала преобразуется в поступательное движение клапанов.

Форма вершины кулачка распределительного вала влияет на рабочие характеристики двигателя сильнее любой другой детали двигателя. Двигатели, идентичные во всем, за исключением формы вершин кулачков распределительного вала, могут обладать совершенно разными рабочими характеристиками и мощностью. На рис. 15.1 показаны два распределительных вала с отличающимися по форме вершинами кулачков, предназначенные для одного и то же восьмицилиндрового V-образного двигателя Chevrolet.

Рис. 15.1. Посмотрите, насколько отличаются по форме вершины кулачков этих двух распределительных валов, предназначенных для одного и того же восьмицилиндрового V-образного двигателя Chevrolet. Слева находится стандартный распределительный вал, справа — распределительный вал форсированного двигателя

Распределительный вал может также управлять:

• Механическим топливным насосом.

• Масляным насосом.

• Распределителем зажигания.

Рис. 15.2. На разрезе восьмицилиндрового V-образного двигателя Chevrolet показаны детали механизма газораспределения

РАЗМЕЩЕНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА

В двигателях, оснащенных системой газораспределения с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала, распределительный вал находится в блоке цилиндров. Двигатели такой компоновки меньше и легче двигателей с верхним расположением распределительного вала. В блоке цилиндров распределительный вал стоит в подшипниках и приводится во вращение от коленчатого вала посредством шестеренной или цепной передачи.

КОНСТРУКЦИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА

Распределительный вал представляет собой цельную литую деталь с кулачками, опорными шейками, упорными фланцами ведущих звездочек и местами для бобышками-заготовками шестерен привода вспомогательных агрегатов. Шестерни на валу фрезеруются модульными фрезами. Кулачки и шейки вала подвергаются механической обработке для придания им заданной формы. Остальная часть поверхности распределительного вала механически не обрабатывается (рис. 15.6).

 

Рис. 15.6. Элементы конструкции распределительного вала и кулачка распределительного вала (наименования конструктивных элементов)

В двигателях с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала диаметр опорных шеек распределительного вала должен быть больше высоты кулачка, чтобы распределительный вал можно было установить в двигатель через посадочные гнезда подшипников в опорах блока. В некоторых конструкция двигателей с верхним расположением распределительного вала опорные подшипники распределительного вала крепятся крышками. В таких конструкциях распределительный вал имеет большие кулачки и опорные шейки малого диаметра. В некоторых конструкциях опорные подшипники распределительного вала имеют последовательно уменьшающийся, от передней к задней опорной шейке, диаметр. Однако в большинстве двигателей все опорные подшипники распределительного вала имеют одинаковый диаметр.

Распределительные валы автомобильных двигателей, работающие с толкателями, которые имеют плоскую или выпуклую форму днища, изготавливаются как правило, из закаленного легированного чугуна. Он обладает высокой износостойкостью и необходимой прочностью. Чрезвычайно высокая твердость распределительного вала делает его очень подверженным сколам в результате краевых нагрузок или неосторожного обращения.

Чугунные распределительные валы имеют практически одинаковую твердость по всему объему. Перешлифовыванный вал должен быть подвергнут фосфатированию поверхности.

Стальные распределительные валы изготавливаются обычно из стали марок SAE 4160 и SAE 4180 и, как правило, проходят высокочастотную закалку. Она заключается в нагреве распределительного вала в высокочастотном поле (за счет возбуждения в металле индукционных токов) до вишневого цвета и принудительном охлаждении в масле. Быстрое охлаждение вызывает поверхностную закалку изделия. Упрочение распределительных валов может также осуществляться с использованием следующих технологий:

• Азотирование в жидкой среде — поверхность упрочняется на глубину от 0,001 дюйма до 0,0015 дюйма.

• Азотирование в газовой среде — поверхность упрочняется на глубину от 0,004 дюйма до 0,006 дюйма.

Типичные значения твердости для распределительных валов находятся в диапазоне от 42 до 60 по шкале «С» Роквелла.

ПРИМЕЧАНИЕ

Твердость по Роквеллу — это показатель твердости, измеренный по определенной методике. Шкала «С» — шкала значений твердости, используемая при данном измерении. Чем выше число твердости по Роквеллу, тем тверже поверхность. Обозначение Rc60 означает твердость по Роквеллу, равную 60 единиц по шкале «С».

Ксли поверхностный слой изнашивается, вершины кулачков быстро стираются и кулачки превращаются практически в цилиндрические кольца. Пример такого износа показан на рис. 15.7 и рис. 15.8.

 

ДИАГНОСТИКА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА

Диагностика распределительного вала с частично изношенными кулачками часто представляет собой трудную задачу. Иногда клапан начинает "тикать", когда изношена вершина кулачка. Тикающий звук может появляться и пропадать, что затрудняет установление причины его появления. В двигателе с верхним расположением распределительного вала (ОНС) обычно достаточно просто снять крышку головки блока цилиндров и визуально проверить состояние вершин всех кулачков и остальных деталей механизма газораспределения (рис. 15.3).

Рис. 15.3. Во многих конструкциях двигателей с нижним расположением распределительного вала на торце головки блока цилиндров предусмотрено отверстие, закрываемое резиновой пробкой (заглушкой), которое предназначено для демонтажа распределительного вала. Негерметичность этой заглушки часто становится причиной утечки масла из двигателя. Поэтому если в двигателе с верхним расположением распределительного вала обнаруживается утечка масла, необходимо тщательно проверить эту заглушку на герметичность

В двигателе с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала (OHV) распределительный вал находится в блоке двигателя, и осмотреть его без разборки двигателя невозможно (рис. 15.4).

Рис. 15.4. Вот что происходит при обрыве роликового толкателя клапана от держателя. Клиент жаловался на "небольшой шум из двигателя '(а). В двигателях, оснащенных роликовыми толкателями клапанов, всегда используется стопор, препятствующий повороту толкателя вокруг своей оси (б)

Проверьте, вращаются ли штанги толкателей

Быстро и легко проверить, все ли в порядке с распределительным валом, можно, просто проследив, вращаются ли штанги толкателей клапанов при работе двигателя. Этот способ проверки подходит только для тех двигателей с нижним расположением распределительного вала и верхним расположением клапанов, в которых стоят плоскодонные толкатели клапанов. Вследствие того, что рабочей поверхности кулачка придан небольшой скос и ось толкателя смещена по отношению к ее средней линии, толкатель (и штанга толкателя) должен вращаться при работе двигателя. Для проверки просто снимите клапанную крышку головки блока цилиндров и понаблюдайте за штангами толкателей при работающем двигателе. Если какие-то из них не вращаются, то соответствующий кулачок и/или толкатели — изношены.

 

               

lacetti-gentra.ru

Распределительный вал - Моряк

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

seaspirit.ru

Распределительные валы Ниссан Микра Nissan Micra

+ Об автомобиле+ Эксплуатация+ Обслуживание- Двигатель- Компрессия двигателя- Проверка двигателя вакуумметром- Давление масла двигателя- Замена приводных ремней- Впускной коллектор- Выпускной коллектор- Поддон картера- Крышка головки блока- Распределительные валы- Клапанные зазоры- Замена цепи ГРМ- Сальники коленвала- Головка блока цилиндров- Силовой агрегат двигателя- Масляный насос- Блок цилиндров- Расход воздуха и мощность двигателя + Охлаждение, вентиляция, кондиционирование+ Система питания и выхлопная система+ Электрооборудование+ МКП и сцепление+ АКП+ Приводы колёс+ Тормоза+ Рулевое управление и подвески+ Кузов+ Бортовое электрооборудование+ Электрические схемы

 

Компоненты установки распределительных валов

1 — Верхние опоры №№2-5 распределительных валов 2 — Верхняя опора №1 распределительных валов 3/4 — Впускной/выпускной распределительный вал 5 — Толкатели клапанов 6/7 — Звездочка впускного/выпускного распределительного вала

8 — Натяжитель цепи привода ГРМ 9 — Передняя крышка головки цилиндров 10 — Цепь привода ГРМ 11 — Головка цилиндров 12 — Уплотнительное кольцо 13 — Датчик положения распределительного вала (CMP)

Снятие

  1. Снимите локер правой передней колесной арки (смотрите главу Кузов).
  2. Зафиксируйте двигатель, установив на него подъемные проушины и вывесив на лебедке. В качестве альтернативы можно подпереть двигатель домкратом. Снимите стойку правой опоры двигателя и верхний кронштейн правой опоры (смотрите главу Силовой агрегат двигателя).
  3. Снимите крышку головки цилиндров (смотрите главу Крышка головки блока).
  4. При необходимости снимите датчик CMP с задней части головки цилиндров.
Обращайтесь с датчиком аккуратно; его конец магнитный, поэтому не допускайте налипания на него металлических частиц.
  1. Снимите правую фару (смотрите главу Бортовое электрооборудование).
  2. Снимите переднюю крышку головки цилиндров.
  3. Установите поршень первого цилиндра в положение ВМТ такта сжатия, как описано в параграфах с 8 по 10.
  1. Проверните шкив коленчатого вала по часовой стрелке на столько, чтобы метка (2) ВМТ на шкиве совпала с индикатором (1) ВМТ на передней крышке блока цилиндров.
  1. Удостоверьтесь, что метки ВМТ на звездочках распределительных валов расположены так, как указано на рисунке. В противном случае проверните шкив коленчатого вала еще на один оборот.
  1. После того, как метки ВМТ на звездочках распределительных валов будут расположены так, как указано на рисунке выше, нанесите краской или маркером соответствующие метки на звенья цепи ГРМ.
  1. Снятие и установка сборки звездочки впускного распределительного вала следует производить, только если регулятор фаз ГРМ находится в положении максимального опережения. При неработающем двигателе регулятор (3) находится в положении максимально запаздывания и не вращается, т.к. заблокирован на звездочке (1) внутренним штифтом (2). Если выворачивать или затягивать болты крепления сборки звездочки распределительного вала впускных клапанов при описанной выше ситуации, внутренний штифт будет поврежден, что повлечет за собой неисправности из-за повышенной горизонтальной нагрузки на штифт. Для установки сборки звездочки в положение максимального опережения выполните процедуры, описанные в параграфах с 12 по 15. При этом натяжитель цепи ГРМ не должен быть снят.
  1. Установите на шестигранную часть впускного распределительного вала ключ и удерживайте им вал от проворачивания.
  1. При помощи ручного насоса (2), подсоединенного к масляному каналу регулировки фаз впускных клапанов на верхней поверхности опоры №1 распределительных валов, создайте давление не менее 3 атм, чтобы привести штифт в разблокированное положение. Удерживайте давление при выполнении процедур описанных ниже.
  1. Медленно поворачивайте впускной распределительный вал против часовой стрелки, смотря спереди двигателя, т.е. в направлении впускного трубопровода. Как только из сборки звездочки раздастся щелчок, означающий разблокировку регулятора фаз, либо регулятор начнет независимо вращаться на звездочке, поверните распределительный вал в обратном направлении (к выпускному трубопроводу), чтобы установить положение максимального опережения регулятора фаз ГРМ. Если разблокировки не происходит, слегка потрясите ключ, удерживающий распределительный вал, либо очень аккуратно постучите молотком с пластиковым бойком по передней стороне распределительного вала.
  1. Регулятор фаз находится в положении максимального опережения, когда он может свободно вращаться, а звездочка вращается вместе с распределительным валом. При этом метка (1) регулятора (3) должна совпадать с меткой (2) звездочки.
  1. Вставьте канцелярскую скрепку (1) в натяжитель (2) цепи ГРМ, чтобы зафиксировать шток натяжителя в полностью сжатом положении, а затем снимите натяжитель.
  1. Удерживая распределительный вал за шестигранник, выверните болты крепления звездочек распределительных валов и снимите звездочки. При снятии звездочки впускного распределительного вала не допускайте вращения регулятора фаз, чтобы он не заблокировался в положении максимального запаздывания. Не подвергайте сборку звездочки впускного распределительного вала силовым воздействиям и не разбирайте ее (не выворачивайте 4 передних болта).
  1. Снимите верхние опоры распределительных валов, вывернув болты в последовательности, обратной указанной на рисунке.
  1. Снимите распределительные валы. При этом не допускайте деформации сигнальной пластины на заднем конце впускного распределительного вала.
  2. Снимите и расположите толкатели клапанов таким образом, чтобы затем их можно было бы установить на прежние места.

Проверка

  1. Уложите распределительный вал шейками №2 и №5 в пазы специального стенда и, вращая вал, измерьте радиальное биение шейки №3. Сравните полученный результат с требованиями Спецификаций и при необходимости замените вал.
  2. Измерьте микрометром высоту кулачков распределительных валов и диаметр шеек распределительного вала. Запишите полученные данные. Установите верхние опоры распределительных валов и измерьте внутренний диаметр их подшипников, образуемых верхними опорами и проточками в головке цилиндров. Вычитая из внутреннего диаметра каждого подшипника распределительного вала диаметр соответствующей шейки, вычислите значения люфта каждой шейки в подшипнике. Установите валы на головку цилиндров и проверьте их осевой люфт, подвигав валы рукой вперед-назад. Сравните полученные результаты с требованиями Спецификаций и при необходимости замените распределительный вал и/или головку цилиндров в сборе с верхними опорами распределительных валов.
  3. Уложите распределительный вал шейками №2 и №5 в пазы специального стенда и, вращая вал, проверьте осевое биение его звездочки. Сравните полученное значение с требованиями Спецификаций и при необходимости замените звездочку.
  4. Проверьте наружные поверхности (цилиндрическую и плоскую) толкателей клапанов на наличие трещин и следов износа. Измерьте наружный диаметр каждого толкателя и внутренний диаметр соответствующей проточки в головке цилиндров. Вычитая из второго значения первое, вычислите люфт каждого толкателя клапана в посадочном гнезде. При необходимости замените толкатель или головку цилиндров в сборе с верхними опорами распределительных валов.

Установка

  1. Установите толкатели клапанов на их прежние места.
  1. Очистите нижние опорные поверхности распределительных валов (на головке цилиндров) и установите их, сориентировав отверстие (1) на впускном валу и штифт (2) на выпускном валу в соответствии с иллюстрацией.
  1. Впускной вал можно отличить от выпускного посмотрев ни их торцы. Кроме того, на распределительных валах между кулачками цилиндров №2 и №3 (двигатели 1.0 л и 1.2 л) или №3 и №4 (двигатели 1.2 л и 1.4 л) имеются цветовые метки: на впускном валу – зеленая, а на выпускном – белая (двигатель 1.0 л) или красная (двигатели 1.2 л и 1.4 л).
  1. Очистите рабочие поверхности верхних опор распределительных валов и установите их на прежние места. Стрелки на опорах должны указывать в направлении переда двигателя (цепи ГРМ). Опоры можно идентифицировать по нанесенным на них меткам: буква I или E означают принадлежность соответственно к впускному или выпускному валу, а цифра, стоящая после буквы указывает номер шейки вала (нумерация начинается от цепи ГРМ).
  1. Затяните болты крепления верхних опор распределительных валов: cначала – №№9-12 с усилием 2.0 Н•м, затем все болты в указанной последовательности с усилием 5.9 Н•м, и в заключение дотяните все болты в указанной последовательности с усилием 9.0 ÷ 11.8 Н•м.
Болты имеют разную длину и соответствующий цвет: №№1-10 – черные, а №11 и №12 – золотистого цвета.
  1. Установите сбору звездочки впускного распределительного вала и удостоверьтесь, что метки положения максимального опережения регулятора фаз совпадают.
Штифт на задней стороне сборки звездочки должен входить в соответствующее отверстие на фланце вала.
  1. Установите цепь ГРМ на звездочку впускного распределительного вала так, чтобы нанесенная на цепь метка совпала с меткой на звездочке.
  1. Удерживая распределительный вал от проворачивания, затяните болт крепления сборки звездочки и удерите со сборки ленту, скрепляющую звездочку с регулятором фаз (если устанавливалась).
  1. Установите звездочку выпускного распределительного вала.
Штифт на фланце вала должен входить в соответствующее отверстие на задней стороне звездочки.
  1. Установите цепь ГРМ на звездочку выпускного распределительного вала так, чтобы нанесенная на цепь метка совпала с меткой на звездочке. Удерживая распределительный вал от проворачивания, затяните болт крепления звездочки.
  1. Удостоверьтесь, что метки на цепи ГРМ совпадают с метками на звездочках распределительных валов.
  2. Установите натяжитель цепи ГРМ и извлеките из него скрепку, вставленную при снятии. Еще раз удостоверьтесь, что метки на цепи ГРМ совпадают с метками на звездочках распределительных валов.
  3. Проверните шкив коленчатого вала по часовой стрелке, чтобы установить регулятор фаз впускных клапанов в положение максимального запаздывания. При достижении этого положения регулятор и звездочка впускного распределительного вала должны вращаться одновременно. Проверьте фиксацию регулятора в этом положении, провернув шкив коленчатого вала против часовой стрелки – регулятор и звездочка должны вращаться одновременно.
  1. Нанесите валик герметика диаметром 2-3 мм на сопрягаемую поверхность передней крышки головки цилиндров и установите переднюю крышку так, чтобы отверстия в ней совпали с соответствующими штифтами головки цилиндров.
  1. Установите датчик CMP, предварительно удостоверившись в чистоте его уплотнительного кольца и сопрягаемых с ним поверхностей.
  2. Дальнейшая установка производится в последовательности, обратной порядку демонтажа компонентов.

micranissan.ru

Двигатели Тойота - Распределительный вал

Видео по теме:

Как производят распределительные валы

 

Как это работает

 

Распределительный вал двигателя внутреннего сгорания предназначен для управления процессом впрыска в рабочую камеру топливной смеси и своевременного отвода из нее продуктов сгорания. Рабочие кулачки, расположенные по всей длине распредвала, совершают толкательные движения, и тем самым участвуют в процессе открытия и закрытия подпружиненных клапанов. Те в свою очередь в определенные рабочие фазы открывают и перекрывают впускные отверстия для подачи обогащенного кислородом топлива и выпуска выхлопных газов.

Распределительный вал при проектировании двигателей, как правило, всегда располагается в непосредственной близости от клапанных групп, то есть в блоке, объединяющем головки цилиндров. Такая компоновка обусловлена необходимостью снижения нагрузок связанных с инерционностью тел вращения, и повышения жесткости конструктивных элементов газораспределительного механизма.

В V-образных двигателях внутреннего сгорания каждый ряд цилиндров может обслуживаться одним или двумя распредвалами. Если в конструкцию двигателя заложена одновальная схема, то распределительный вал осуществляет управление впрыском топлива и выпуском продуктов сгорания. При такой схеме распределения на каждом цилиндре стоят два клапана. При использовании двухвального механизма распределения, один вал управляет клапанами впуска, а другой клапанами выпуска. При такой схеме распределения на каждом цилиндре стоит четыре клапана (два впускных и два выпускных).

Каждый распределительный вал конструктивно состоит из рабочих кулачков, имеющих сложную криволинейную форму, и опорных шеек. Шеек, как правило, на одну больше. Каждый клапан управляет одним кулачком. Кулачки, обладая сложной формой поверхности, при вращении вала обеспечивают в определенные фазы работы двигателя, закрытие клапанов и их открытие. Кулачки распределительного вала могут непосредственно взаимодействовать с толкателями клапанов, или воздействовать на них через коромысло.

Для изготовления распределительных валов применяют чугунные отливки, или поковки из высокопрочных и износостойких марок стали. Во время работы, распределительный вал совершает вращательное движение, базируясь в разъемных опорах выполняющих функции подшипников скольжения. Число опор всегда равно количеству опорных шеек распредвала, и всегда на одну превышает количество рабочих камер. В качестве разъемных опор применяются специальные тонкостенные стальные вкладыши, имеющие антифрикционное покрытие. Все вкладыши по мере износа подлежат периодической замене.

В конструкции опор распределительного вала кроме радиальных подшипников скольжения имеется один упорный подшипник. Его функция заключается в предотвращении возможного осевого смещения вала. Конструктивно этот подшипник располагается, как правило, в непосредственной близости от приводного механизма. Для обеспечения надежной и долговечной работы распределительного вала, рабочие кулачки и опорные шейки подвергаются принудительной смазке подаваемой под давлением от маслонасоса по специальным каналам. В современных конструкциях двигателей внутреннего сгорания, для повышения эффективности работы газораспределительного механизма очень часто применяют специальные системы, изменяющие во времени фазы впрыска топливной смеси и отвода отработанных газов, такие как VVT-i, VVT-iE, Valvematic и аналогичные. Внедрение подобных мер позволяет снизить объемы потребляемого топлива и уровень токсичности выхлопных газов. На практике используется несколько методов изменения фаз впрыска топливной смеси и выпуска продуктов сгорания:

  • Изменение угловой ориентации распредвала при разных режимах эксплуатации механизма
  • Использование для управления клапаном нескольких кулачков с различными криволинейными контурами
  • Смещение оси вращения коромысла.

Вращательное движение на распределительный вал подается от коленчатого вала. В двигателях внутреннего сгорания, работающих по четырехтактной схеме, скорость вращения распредвала в два раза ниже скорости коленчатого вала.На подавляющем большинстве двигателей приводящих в движение легковые автомобили, крутящий момент на распредвал подается посредством сегментно-ременной либо цепной передачи. Эти виды передач хорошо себя зарекомендовали как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. На старых моделях вращение на распредвал передавалось посредством шестеренчатой передачи.

Цепная передача представляет собой шарнирно соединенные металлические звенья, обегающие ведущую и ведомые звездочки. Для стабильной и надежной работы цепной передачи в данном приводе задействованы натяжной и успокоительный ролики. Одна цепная передача может приводить в движение два распредвала.

Обладая множеством достоинств, цепной привод имеет один существенный недостаток. Он заключается в том, что со временем металлические звенья растягиваются, и тем самым увеличивают действительный шаг цепи. При этом шаг ведущей и ведомых звездочек остается неизменным. Не совпадение этих показателей ведет к повышенному износу цепной передачи и изменению кинематических характеристик цепного привода. По этой причине данный вид передачи требует регулярных профилактических осмотров и регулировок.

Альтернативой цепному приводу является ременная передача. Для поддержания постоянного передаточного соотношения, для ременного привода применяется сегментный ремень. Это изделие из резины имеет специальный армирующий слой и сегментные выступы, входящие в зацепление с аналогичными впадинами ведущего и ведомого шкивов. Данный привод тоже нуждается в дополнительном механизме регулировки натяжения. Однако он почти бесшумен, занимает небольшой объем. Современные модели сегментных ремней обладают огромным рабочим ресурсом, и пользуются заслуженной популярностью у производителей автомобильных двигателей. Приводной механизм распредвала может быть задействован также для передачи крутящего момента на такие механизмы как, масляные и топливные насосы, устройства управлением зажигания.

toyota-engine.ru