Распределительный вал

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.

Материалы: http://blamper.ru/auto/wiki/dvigatel/raspredelitelnyy-val-3200

Распределительный вал или попросту распредвал в газораспределительном механизме обеспечивает выполнение основной функции – своевременного открытия и закрытия клапанов, за счет чего производится приток свежего воздуха и выпуск отработавших газов. В общем виде распределительный вал управляет процессом газообмена в двигателе.

Для уменьшения инерционных нагрузок, увеличения жесткости элементов газораспределительного механизма распределительный вал должен располагаться как можно ближе к клапанам. Поэтому стандартное положение распредвала на современном двигателе в головке блока цилиндров – т.н. верхнее расположение распределительного вала.

В газораспределительном механизме используется один или два распределительных вала на ряд цилиндров. При одновальной схеме обслуживаются впускные и выпускные клапаны (два клапана на цилиндр). В двухвальном газораспределительном механизме один вал обсуживает впускные клапаны, другой – выпускные (два впускных и два выпускных клапана на цилиндр).

Основу конструкции распределительного вала составляют кулачки. На каждый клапан используется, как правило, один кулачок. Кулачок имеет сложную форму, которая обеспечивает открытие и закрытие клапана в установленное время, и его подъем на определенную высоту. В зависимости от конструкции газораспределительного механизма кулачок взаимодействует либо с толкателем, либо с коромыслом.

При работе распределительного вала кулачки вынуждены преодолевать усилия возвратных пружин клапанов и силы трения от взаимодействия с толкателями. На все это расходуется полезная мощность двигателя. Указанных недостатков лишена беспружинная система, реализованная в десмодромном механизме. Для уменьшения силы трения между кулачком и толкателем плоская поверхность толкателя может заменяться роликом. В отдаленной перспективе использование магнитной системы для управления клапанами, обеспечивающей полный отказ от распределительного вала.

Распределительный вал изготавливается из чугуна (литьем) или стали (ковкой). Распредвал вращается в опорах, которые представляют собой подшипники скольжения. Число опор на одно превышает число цилиндров. Опоры, в основном, разъемные, реже – неразъемные (выполнены как одно целое с головкой блока). В опорах, выполненных в чугунной головке, используются тонкостенные вкладыши, которые при изнашивании заменяются.

От продольного перемещения распредвал удерживают упорные подшипники, располагающиеся около приводной шестерни (звездочки). Распределительный вал смазывается под давлением. Предпочтительным является индивидуальный подвод масла к каждому подшипнику. Значительно повышается эффективность газораспределительного механизма с использованием различных систем изменения фаз газораспределения, которые позволяют добиться повышения мощности, топливной экономичности, снижения токсичности отработавших газов. Различают несколько подходов к изменению фаз газораспределения:

• поворот распределительного вала на различных режимах работы;
• использования нескольких кулачков с различным профилем на один клапан;
• изменение положения оси коромысла.

Привод распределительного вала

Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала двигателя. В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания привод обеспечивает вращение коленчатого вала со скоростью в два раза медленнее коленчатого вала.

На двигателях легковых автомобилей привод распределительного вала осуществляется с помощью цепной или ременной передачи. Данные виды привода на равных используются как в бензиновых двигателях, так и дизелях. Ранее для привода использовалась шестеренная передача, но ввиду громоздкости и повышенного шума перестала применяться.

Цепной привод объединяет металлическую цепь, которая обегает звездочки на коленчатом и распределительном валу. Помимо этого в приводе используются натяжитель и успокоитель. Цепь состоит из звеньев, соединенных шарнирами. Одна цепь может обслуживать два распределительных вала.

Цепной привод распределительного вала достаточно надежный, компактный, может использоваться на больших межосевых расстояниях. Вместе с тем, износ шарниров при эксплуатации, приводит к растяжению цепи, последствия которого могут быть самые печальные для ГРМ. Не спасают даже натяжитель с успокоителем. Поэтому цепной привод требует регулярного контроля состояния.

В ременном приводе распределительного вала используется зубчатый ремень, который охватывает соответствующие зубчатые шкивы на валах. Приводной ремень оборудуется натяжным роликом. Ременный привод компактный, почти бесшумный, достаточно надежный, что делает его популярным у производителей. Современные зубчатые ремни имеют значительный ресурс - до 100 тыс. км пробега и более.

Привод распределительного вала может использоваться для привода и других устройств – масляного насоса, топливного насоса высокого давления, распределителя зажигания.

Материалы: http://systemsauto.ru/engine/camshaft.html

Белорусский автосервис

Распределительный вал, он же распредвал, или попросту распред, в газораспределительном механизме выполняет основную функцию – открытие и закрытие клапанов в необходимый момент (для разных моделей оно разное), благодаря чему производится приток воздуха (для образования топливно-воздушной смеси), а после их сгорения выпуск отработавших газов. Проще говоря, процесс газообмена в двигателе управляется распределительным валом.

Чтобы уменьшить инерционные нагрузки и потери, увеличить жесткость элементов газораспределительного механизма, распределительный вал должен находиться как можно ближе к клапанам. Вот почему на современных двигателях в головке блока цилиндров стандартное положение распредвала так называемое верхнее расположение распределительного вала. Раньше били распреды нижнего расположения, но они малоэффективны для современных машин. Они обеспечивают огромную тягу на низах (вспомним старые Волги и Москвичи – хотя динамика так себе и обороты меньше 5000 об/мин., но зато трогаются около на 900 об/мин., а Жигули на 1600-1750). Поэтому данной системой сейчас оснащаются в основном грузовиках, где важен крутящий момент на низах, и не столь важен максимальные обороты.

Газораспределительный механизм может иметь один или два распредвала на ряд цилиндров, если это рядный мотор, или на каждый ряд, если это V-образник, то есть V6, V8 и т.д. При одновальном механизме обслуживаются на каждом цилиндре два клапана - впускной и выпускной. В двухвальной схеме впускными клапанами управляет один вал, а другой – выпускными, и, как правило, бывает два впускных и два выпускных клапана на каждый цилиндр, реже три впускных.

Кулачки составляют собой основу конструкции распредвала. На каждый клапан приходится, как правило, по одному кулачку. Кулачок обладает сложной формой, которая гарантирует открытие и закрытие клапана в установленное для каждой модели время, также его подъём на определенную высоту (также в зависимости от модели). Бывают разные конструкции, и в зависимости от системы газораспределительного механизма кулачок может работать либо с толкателем, либо с коромыслом.

Кулачкам приходится преодолевать усилия из-за возвратных пружин клапанов при работе распредвала, и силы трения, возникающие от взаимодействия с толкателями. На все это расходуется полезная мощность двигателя. Данные недостатки у беспружинных систем отсутствуют, как и такая проблема, как зависания клапанов! Работа таких систем реализована на основе десмодромного механизма. Это довольно интересное решение, которое почему то не нашло массовое применение в автоиндустрии, лишь в 50х гг. прошлого века Мерседес применял в своих гоночных моторах, но позже забросил это идею, а из современных моделей лишь Ducati применяет на своих мотоциклах, и эта система их визитная карточка. Для того чтобы уменьшить силы трения между толкателем и кулачком плоскую поверхность толкателя могут заменять роликом. Хотя есть теория использования магнитной системы, но всё же, его массовое применение ожидается в не так уж скором будущем использование этой системы для управления клапанами, который обеспечит отказ от услуг распределительного вала! Чтобы предотвратить зависание клапанов и другие «фирменные» баги распредвала есть и другие решения, к примеру, применение двух или трёх пружин вместо одного! Они находятся не рядом, а друг в друге, чтобы предотвращать вышеупомянутые проблемы и резонансные колебания. Или вот такой способ – все механизмы на вид такие же, но они выполнены из лёгких сплавов металлов и даже из других материалов, что здорово снижает их вес, и чем больше обороты мотора, чем легче он крутится и без катастрофических последствий. Ну и ещё альтернатива – из мира гоночных «формульных» болидов, это пневмопривод клапанов. Это даёт преимущества двух предыдущих систем вместе взятых.

Распределительный вал для обычных, базовых моделей изготавливается из чугуна способом литья, или стали методом ковки. Распредвал располагается в опорах, которые являются одновременно подшипниками скольжения, когда он вращается. По умолчанию, число опор превышает число цилиндров на одно. Опоры, как правило, разъемные, но порой – неразъемные. Такие опоры выполнены с головкой блока как одно целое. В опорах, которые выполнены в чугунной головке, применяются тонкостенные вкладыши. Они заменяются при изнашивании.

Упорные подшипники удерживают распредвал от продольного перемещения, которые располагаются поблизости приводной шестерни - звездочки. Распредвал смазывается под давлением. Предпочтительнее всего к каждому подшипника индивидуальный подвод масла.

И наконец, об одной весьма интересной системе – о механизме эластичного, или плавного изменения фаз газораспределения, или же просто фазовращателе. Этот механизм значительно увеличивает КПД и эффективность газораспределительной системы, позволяет добиться повышения мощности и тяги в любом диапазоне оборотов, без ущерба для «низов» и «верхов», экономии топлива и заметного снижения токсичности выхлопных газов. На сегодняшний день существует несколько подходов к плавному регулированию фаз газораспределения: поворот распредвала при различных, определённых режимах работы; использования сразу нескольких кулачков с различным профилем для одного клапана; и изменение расположения оси коромысла. У большинства машин без этой системы распредвал оптимизирован для работы на средних оборотах, а на низах и верхах тяга мощность и тяга не особо впечатляют, так как диапазон работы узкий.

У старых американских, а иногда европейских многолитровых моторах распред обеспечивает чудовищную тягу на низах, но к средним оборотам мощность уже не такая, а на верхах почти отсутствует, да и то эти верха, как правило, заканчиваются отметкой 4800-5300 об/мин. А у старых высокооборотистых моторов всё 100 % наоборот – то есть низы отсутствуют (можно глохнуть на старте даже на ровной дороге при казалось бы мощном моторе!), средние обороты так себе, а на верхах просто бомба! Да и крутятся они до 7500-9000 об/мин. А смысл фазовращателей в том чтобы сочетать все их плюсы, и по мере возможности полностью исключить минусы. К примеру, для «горячей» версии Тойоты Ярис его турбомотор с крохотным объёмом 1,5л снабдили подобной системой, в итоге, когда машинка трогается, кажется, что под капотом минимум 2,5литровый «атмосферник» о мощности 180-190 л.с., а на верхах он прикидывается гоночным болидом, с большими оборотами (для турбомотора, конечно). Или же наоборот, новейшие американские мастодонты , у которых тяга ещё больше впечатляет, чем у прежних поколений, но и крутятся они до немыслимых 6000-6600 об/мин при не ухудшающийся мощности и тяге!

Распределительный вал, он же распредвал, он же «распред», получает свою энергию от работы коленчатого вала мотора. Практически в любом моторе внутреннего сгорания о четырехтактной работе распредвал приводится во вращение ременным или цепным приводом со скоростью с вдвое меньшей частотой, чем сам коленчатый вал. Сейчас широко применяется распред с верхним расположением распредвала/распредвалов. Бывает двух типов - с одним распредом для версий с двумя или тремя клапанов для цилиндров (к примеру, старые маздовские моторы, и мерседесовские моторы прошлых поколений – 3,2литровый – 18 клапанов, пятилитровый 24 и т.д.). И с двумя для многоклапанных головок - тут уже четыре клапана для каждого цилиндра, и редко по пять, например как некоторые модели Ауди и Феррари.

Как говорилось ранее, распредвал приводится во вращение с помощью цепного или ременного привода, которые используются как в «бензинниках», так и в дизелях на равных. Ранее на некоторых моделях для привода производители использовали шестеренные передачи, однако ввиду громоздкости такого механизма и повышенной шумности они перестали применять её в своих моделях.

О ременном приводе распределительного вала. В этой конструкции используется зубчатый ремень, роль которой охватывать соответствующие зубчатые шкивы на валах. Приводной ремень оснащён натяжным роликом. У ременного привода компактные размеры, практически бесшумный, довольно надёжный, и всё это делает его популярным у производителей. У современных зубчатых ремней огромный ресурс - до 100 т. км пробега и более.

Цепной приводом объединяет металлическую цепь, обегающую звездочки на коленвалу и распредвалу. Кроме того в приводе применяется натяжитель и так называемый успокоитель. Цепь сделана из звеньев, соединенных шарнирами. Одна цепь может крутить два распредвала.

Цепной привод распредвала довольно надёжный, имеет компактные размеры и вес, может использоваться при больших межосевых расстояниях. Помимо того, износ шарниров со временем может привести к растяжению цепи, последствия которого ясно к чему могут привести – фатальный исход для ГРМ. Тут не спасёт даже натяжитель с успокоителем. Чтобы это предотвратить, приходится состояние цепного привода регулярного держать под контролем.

Привод распреда может использоваться также и для привода других механизмов автомобиля, к примеру, для масляного насоса, и/или топливного насоса высокого давления для турбодизелей, распределителя зажигания и т.д..

• Силовой агрегат
• Ремонт турбины
• Диагностика двигателя (авто)
• Ремонт дизельного двигателя
  • Ремонт системы Common Rail
  • Удаление сажевого фильтра
  • Проверка форсунок на стенде
• Ремонт бензинового двигателя
  • Удаление катализатора
  • Замена двигателя
• Автоэлектрика
• Компьютерная диагностика
• Корректировка пробега авто
• Ремонт электрики автомобиля
  • Ремонт датчиков ABS, ESP, EBD
  • Ремонт блока управления
  • Ремонт бортового компьютера
  • Установка и ремонт Вебасто
• Ремонт генератора
• Ремонт стартера
• Техническое обслуживание
• Ремонт АКПП
• Ремонт подвески (ходовой)
  • Ремонт пневмоподвески
• Замена ремня ГРМ
• Замена масла и фильтров
• Замена дисков и тормозных колодок
• Ремонт и заправка кондиционера
• Помощь автолюбителю
• Фотоотчеты по ремонту
• Полезная информация
• Обзоры и неисправности авто
• Автомобильные новости
• Самое интересное и смешное!
• Общение с ГАИ - полезное видео
• Руководства и инструкции
• Автостроительство

Техническое обслуживание и слесарный ремонт в Липецке

Материалы: http://autosteam.ru/helpful-info/1128-raspredval