Спортивный распредвал. Что такое валы верховые и низовые?

Низовые валы имеют небольшую высоту подъема и отсутствие зоны перекрытия клапанов, что предотвращает выбрасывание рабочей смеси обратно во впуск на низких оборотах. Уменьшение высоты подъема влечет за собой неизбежную потерю наполнения на высоких оборотах, что приводит к уменьшению макимальной мощности двигателя. Однако это не столь важно, так как основная область их применения - езда по городу. Следует заметить, что сама по себе мощность двигателя влияет только на максимальную скорость автомобиля и не более. Например, уменьшение мощности двигателя автомобиля 21093 на 10 л.с. приведет к уменьшению максимальной скорости на 6 км/час, что не очень заметно. Основное достоинство таких валов - повышение крутящего момента на низах, что позволяет заметно быстрее ускоряться со светофора и лишний раз не включать пониженную передачу. На этом все преимущества заканчиваются. В области средних оборотов такие валы ведут себя в лучшем случае, как серийные, а на высоких оборотах совсем "умирают".

Верховые валы, напротив, имеют широкие фазы, высокие подъемы и довольно большую зону перекрытия клапанов. Это позволяет увеличить наполнение на верхах, как по причине увеличения проходного сечения в зоне клапана, так и за счет использования эффекта инерционного наддува. При этом почти всегда повышается мощность двигателя, а пик крутящего момента смещается в зону более высоких оборотов. Широкие фазы приводят к обратному выталкиванию смеси во впускной коллектор на низких частотах вращения, что вызывает снижение наполнения и провал на низах. Чем более "верховой" распредвал - тем сильнее этот эффект.

Тюнинговые и спортивные распредвалы.

Среди верховых валов можно выделить еще две группы: "тюнинговые" и "спортивные". Распредвалы для тюнинга и спорта отличаются подъемом, фазовой характеристикой и высотой перекрытия. Чем выше подъем - тем выше момент и мощность на высоких оборотах. Спортивные валы мало пригодны для обычной езды по городу, так как имеют ощутимый провал в области низких частот вращения и повышенные (к тому же неустойчивые) обороты холостого хода. Кроме того, такие валы могут иметь максимальную отдачу в области очень высоких частот вращения двигателя (8500 об/мин и выше), что совершенно неприемлемо для обычных гражданских моторов.

Широкое распространение получили так называемые "Тольяттинские" валы, неполнобазные, изготовленые перешлифовкой обычных серийных распредвалов. Такие валы встречаются с высотой подъема 10,2; 10,3; 10,4; 10,63; 10,9 мм. Все эти валы имеют повышенную отдачу в области высоких оборотов, пропорциональные высоте подъема клапанов.

Наиболее грамотно расчитанными и изготовленными на сегодняшний день являются валы производства НПФ "МастерМотор", г.Уфа. Профиль кулачков этих валов расчитывается по запатентованой методике "DynamicCams". Основное преимущество данной методики в том, что кулачок имеет очень гладкий профиль, причем даже третья производная также является гладкой кривой. На практике это позволяет максимально снизить ударные нагрузки в механизме привода клапана, а также обеспечить работу привода на высоких оборотах без разрыва кинематической связи пары кулачок-толкатель. Особое внимание при проектирования профиля уделяется участкам сбега кулачков, т.е. перехода от активного профиля к базовому радиусу. Зачастую распредвалы, например серийные на ВАЗовских двигателях, очень чуствительны к регулировке зазоров. На кулачках распредвалов "МастерМотор" участок сбега на стороне закрытия клапана (именно здесь возникает стук клапана) увеличен. Это облегчает регулировку зазора и увеличивает срок эксплуатации до момента очередной регулировки.

Применительно к 8-клапанному двигателю, наиболее применимы для "гражданской" езды валы 49, 52 и 54. Вал 49 хорош как низовой, для активной и динамичной езды по городу в диапазоне оборотов двигателя 2 - 4 тыс., 52 уже более верховой, наиболее оптимальный при смешанной езде город/трасса, 54 - еще более верховой. 54 вал имеет уменьшенный базовый диаметр.

Спортивные модификации - это 62, M1, M2 и М3. Применительно к драг-рейсингу, оптимальным вариантом можно считать 62 вал. Этот вал имеет обороты кинематического разрыва более 9000 об/мин. Реально он позволяет раскручивать двигатель вплоть до 8000. 8500 об/мин, при соответствующей подготовке ШПГ и ГБЦ. В области низких частот вращения двигателя этот вал имеет небольшой провал, который можно компенсировать только тщательной настройкой впускной и выпускной системы. Оптимальные обороты холостого хода на этом валу - примерно 1100 об/мин.

Валы M1-M3 являются очень верховыми, имеют большую высоту перекрытия клапанов, и для полной реализации всех своих возможностей требуют существенной доработки двигателя. В частности, полностью раскрыть потенциал этих валов можно только с примененим короткого 4-х дроссельного впуска, что довольно дорого и технически сложно.

Другим ограничением является величина радиуса на вершине кулачка. При попытке выполнить кулачок с большим подъемом и узкой фазой, этот радиус становится слишком мал. Это приводит к недопустимым величинам контакных напряжений на вершине кулачка и радиус делают больше, чем хотелось бы.

Этих двух факторов уже достаточно для ограничения высоты подъема при заданном диаметре толкателя и требуемых фазах открытия клапана. Проще говоря, классическая конструкция привода не позволяет сделать одновременно большую высоту подъема и узкую фазу открытия. Все классические спортивные верховые валы по этой причине имеют чрезмерно широкие фазы и чрезмерную высоту перекрытия, что вызывает неизбежную потерю наполнения в области низких и средних оборотов. Кроме того, большое смещение линии контакта приводит к перекладке толкателей в направляющих гнездах головки. Начало подъема клапана и посадка клапана на седло при плоском толкателе происходят со значительными ударными ускорениями, что вызывает ускоренный износ толкателя и кулачка.

Алексей Михеенков, SMS-Software, инженер-программист (системы управления двигателями) и гонщик-маньяк:).

В случае несоблюдения этого требования, автор гарантирует гражданское и судебное преследование.

Источники: http://racing-yar.narod.ru/raspred.htm

Все тюнинговые распредвалы можно условно разделить на две группы: низовые и верховые. Исходя из названия, первые увеличивают момент в области низких оборотов двигателя, а вторые - в области высоких. Достигается это изменением высоты подъема и профиля кулачков, а также фазами открытия/закрытия клапанов.

Низовые валы имеют небольшую высоту подъема и отсутствие зоны перекрытия клапанов, что предотвращает выбрасывание рабочей смеси обратно во впуск на низких оборотах. Уменьшение высоты подъема влечет за собой неизбежную потерю наполнения на высоких оборотах, что приводит к уменьшению макимальной мощности двигателя. Однако это не столь важно, так как основная область их применения - езда по городу. Следует заметить, что сама по себе мощность двигателя влияет только на максимальную скорость автомобиля и не более. Например, уменьшение мощности двигателя автомобиля 21093 на 10 л.с. приведет к уменьшению максимальной скорости на 6 км/час, что не очень заметно. Основное достоинство таких валов - повышение крутящего момента на низах, что позволяет заметно быстрее ускоряться со светофора и лишний раз не включать пониженную передачу. На этом все преимущества заканчиваются. В области средних оборотов такие валы ведут себя в лучшем случае, как серийные, а на высоких оборотах совсем "умирают".

Верховые валы, напротив, имеют широкие фазы, высокие подъемы и довольно большую зону перекрытия клапанов. Это позволяет увеличить наполнение на верхах, как по причине увеличения проходного сечения в зоне клапана, так и за счет использования эффекта инерционного наддува. При этом почти всегда повышается мощность двигателя, а пик крутящего момента смещается в зону более высоких оборотов. Широкие фазы приводят к обратному выталкиванию смеси во впускной коллектор на низких частотах вращения, что вызывает снижение наполнения и провал на низах. Чем более "верховой" распредвал - тем сильнее этот эффект.

3. Тюнинговые и спортивные распредвалы.

Среди верховых валов можно выделить еще две группы: "тюнинговые" и "спортивные". Распредвалы для тюнинга и спорта отличаются подъемом, фазовой характеристикой и высотой перекрытия. Чем выше подъем - тем выше момент и мощность на высоких оборотах. Спортивные валы мало пригодны для обычной езды по городу, так как имеют ощутимый провал в области низких частот вращения и повышенные (к тому же неустойчивые) обороты холостого хода. Кроме того, такие валы могут иметь максимальную отдачу в области очень высоких частот вращения двигателя (8500 об/мин и выше), что совершенно неприемлемо для обычных гражданских моторов.

Широкое распространение получили так называемые "Тольяттинские" валы, неполнобазные, изготовленые перешлифовкой обычных серийных распредвалов. Такие валы встречаются с высотой подъема 10,2; 10,3; 10,4; 10,63; 10,9 мм. Все эти валы имеют повышенную отдачу в области высоких оборотов, пропорциональные высоте подъема клапанов.

Наиболее грамотно расчитанными и изготовленными на сегодняшний день являются валы производства НПФ "МастерМотор", г.Уфа. Профиль кулачков этих валов расчитывается по запатентованой методике "DynamicCams". Основное преимущество данной методики в том, что кулачок имеет очень гладкий профиль, причем даже третья производная также является гладкой кривой. На практике это позволяет максимально снизить ударные нагрузки в механизме привода клапана, а также обеспечить работу привода на высоких оборотах без разрыва кинематической связи пары кулачок-толкатель. Особое внимание при проектирования профиля уделяется участкам сбега кулачков, т.е. перехода от активного профиля к базовому радиусу. Зачастую распредвалы, например серийные на ВАЗовских двигателях, очень чуствительны к регулировке зазоров. На кулачках распредвалов "МастерМотор" участок сбега на стороне закрытия клапана (именно здесь возникает стук клапана) увеличен. Это облегчает регулировку зазора и увеличивает срок эксплуатации до момента очередной регулировки.

Применительно к 8-клапанному двигателю, наиболее применимы для "гражданской" езды валы 49, 52 и 54. Вал 49 хорош как низовой, для активной и динамичной езды по городу в диапазоне оборотов двигателя 2 - 4 тыс., 52 уже более верховой, наиболее оптимальный при смешанной езде город/трасса, 54 - еще более верховой. 54 вал имеет уменьшенный базовый диаметр.

Спортивные модификации - это 62, M1, M2 и М3. Применительно к драг-рейсингу, оптимальным вариантом можно считать 62 вал. Этот вал имеет обороты кинематического разрыва более 9000 об/мин. Реально он позволяет раскручивать двигатель вплоть до 8000. 8500 об/мин, при соответствующей подготовке ШПГ и ГБЦ. В области низких частот вращения двигателя этот вал имеет небольшой провал, который можно компенсировать только тщательной настройкой впускной и выпускной системы. Оптимальные обороты холостого хода на этом валу - примерно 1100 об/мин.

Валы M1-M3 являются очень верховыми, имеют большую высоту перекрытия клапанов, и для полной реализации всех своих возможностей требуют существенной доработки двигателя. В частности, полностью раскрыть потенциал этих валов можно только с примененим короткого 4-х дроссельного впуска, что довольно дорого и технически сложно.

Новые технические решения.

Классический привод клапана с плоским толкателем на данный момент является самым распространенным в мире. Однако, кинематическая схема такого привода далека от совершенства и накладывает довольно жесткие ограничения на механизм привода клапана. Одним из существенных ограничений является максимальная скорость подъема клапана. Для пары "кулачок - плоский толкатель" аналог скорости равен смещению линии контакта кулачка с толкателем, причем величина этого смещения ограничена диаметром толкателя. Практически во всех спортивных модификациях распредвалов кулачок по краям выходит за пределы толкателя и при работе в зоне перед вершиной кулачка наблюдаются характерные следы износа.

Другим ограничением является величина радиуса на вершине кулачка. При попытке выполнить кулачок с большим подъемом и узкой фазой, этот радиус становится слишком мал. Это приводит к недопустимым величинам контакных напряжений на вершине кулачка и радиус делают больше, чем хотелось бы.

Этих двух факторов уже достаточно для ограничения высоты подъема при заданном диаметре толкателя и требуемых фазах открытия клапана. Проще говоря, классическая конструкция привода не позволяет сделать одновременно большую высоту подъема и узкую фазу открытия. Все классические спортивные верховые валы по этой причине имеют чрезмерно широкие фазы и чрезмерную высоту перекрытия, что вызывает неизбежную потерю наполнения в области низких и средних оборотов. Кроме того, большое смещение линии контакта приводит к перекладке толкателей в направляющих гнездах головки. Начало подъема клапана и посадка клапана на седло при плоском толкателе происходят со значительными ударными ускорениями, что вызывает ускоренный износ толкателя и кулачка.

Ответ на этот вопрос зависит от того, какую цель вы преследуете. Если вам необходимо лишь немного повысить динамические показатели своего автомобиля и при этом обойтись без лишних вложений, то оптимальным вариантом можно считать установку 52, 54 или 55 вала от "МастерМотор". Выбор конкретного номера зависит от вашего стиля езды и от состояния двигателя. Если вы не привыкли (или боитесь) сильно крутить мотор, то можно остановиться и на 49 или 52 вале. Для любителей "крутить в отсечку" более подойдут 54 или 55 валы. В этом случае можно ожидать довольно существенного увеличения наполнения, поэтому, нелишним будет позаботиться об установке фильтра пониженного сопротивления и увеличении диаметра дроссельной заслонки до 52..54 мм (на впрысковых машинах). Самый бюджетный вариант - применение неполнобазного "Тольяттинского" вала, однако, и эффект от его применения будет меньшим.

Если вы готовите автомобиль для драг-рейсинга, то подход должен быть более серьезным. Для этих целей хорошо подойдет 62 вал от "МастерМотор". Следует заметить, что на этом доработка автомобиля не должна заканчиваться, в противном случае, вас ждет разочарование. Применение такого вала подразумевает более глубокий тюнинг двигателя (начиная от установки прямоточной выпускной системы и заканчивая коваными поршнями и клапанами из титанового сплава:).

На этом позвольте закончить рекомендации:). Желание хорошо подготовить автомобиль должно сопровождаться самостоятельным поиском оптимальных решений, изученим теории, общением с коллегами по тюнингу т.д. Без этого вам никогда не удасться добиться победы в каких-либо серьезных соревнованиях. Как говорили раньше, творите, выдумывайте и пробуйте!

Источники: http://auto64.ru/article/tuning/66

Один из основных показателей, на которые обращаются внимание при выборе автомобиля – это мощность двигателя. Соответственно, на мощность двигателя влияет ГРМ (газораспределительный механизм). Вернее, его основная деталь – распредвал.

И никогда бы речь не шла о том, как подобрать распредвал, если бы все водители ограничивались тем, что имеют на авто с конвейера – двигатель стандартной комплектации со стандартными показателями мощности.

Но, водители ведь тоже люди, а значит, каждый из нас имеет свой характер, и хочет двигаться на автомобиле, в соответствие с основными чертами своего характера. Кто-то спокойно и без лишней суеты на дороге. А кому-то подавай драйв, резкий уход вперед на светофоре, ветер в лицо на трассе.

Собственно, отсюда и возникает необходимость в тюнинге двигателя, одним из основных факторов которого является замена штатного на спортивный распредвал. И очень часто «горячие» парни задают вопрос о том, как выбрать распредвал из массы предложений на сегодняшнем рынке запасных деталей для ремонта и тюнинга авто.

И если машины импортного производства обладают достаточно мощными двигателями, то на просторах нашей страны чаще всего ищут спортивный распредвал на классику. Даже порой и не для особого драйва, а для улучшения характеристик двигателя.

Ведь замена распредвала, по сути своей формирует характер работы вашего двигателя, определяя скорость подъёма и продолжительность открытия клапанов.

Как правило, распредвал расположен в верхней части головки блока цилиндров. Это сегодня. Ранее на двигателях применялся, так называемый, низовой распредвал. Количество распредвалов зависит от количества цилиндров двигателя и рядности цилиндров двигателя.

Почему возникает такой спрос на спорт распредвал? Ответ прост. Они обеспечивают наиболее оптимальную подачу заряда воздушно-топливной смеси в цилиндры, за счет увеличения высоты подъёма клапанов.

Плавность профиля кулачков у тюнинг распредвала обеспечивает наиболее надёжную работу ГРМ. Кроме того, у спортивного распредвала есть характерная особенность – он увеличивает границу детонации. Т.е это движение без характерного «стука пальцев», так знакомого водителям классических отечественных моделей авто.

Тюнинговые распредвалы, предлагаемые сегодня потребителю, предназначены для движения авто в разных дорожных условиях. Выбирая распредвал для своего авто, вы должны понимать, для чего он вам нужен, именно такой.

• низовой распредвал для городского цикла. Меняет кривую крутящего момента в пользу низких оборотов;
• распредвал низ – середина (город-трасса). Рекомендуется для участия в «дрэге»;
• верховой распредвал – для трассы. С ним в жертву принесены низкие обороты.

Разность параметров и характеристик распредвалов достигается за счет изменения формы профиля кулачков. Широкие и плавные для низовых, узкие и более заострённые для верховых.

После установки тюнингового распредвала, требуется проводить регулировку клапанов. Уж как вы их будете выставлять: на опережение или запаздывание, это зависит от того, чего вы ждёте от своего авто.

Ясно одно. Спортивные распредвалы, установленные на «классические» автомобили – это уже отличный тюнинг двигателя. И, самое главное, не обязательно для каких-либо экстремальных действий. Обычные водители с обычным, нормальным стилем вождения, остаются очень довольны изменениями характеристик двигателя, после замены распредвала.

Кто, как ни мы, знаем, что требуется нашим Нивам, Жигулям, Ладам и Калинам. И неудивительно, что наиболее ходовыми и актуальными являются распредвалы от отечественных производителей.

Их можно оценивать по-разному, можно выискивать недостатки и преимущества. Но… у кого их нет? Поэтому для информации, мы постараемся, коротко осветить наиболее характерные бренды отечественных тюнинговых распредвалов.

Распредвал Нуждин или распредвал Колобок. Выпускаются для разных модификаций классических ВАЗовских двигателей. Установка этих распредвалов, по рекомендации производителя, требует замены верхних тарелок пружин клапанов, заменяя их специально доработанными. Позволяют снижать износ частей ГРМ и расход топлива.

Выпускаемый Опытным Конструкторским Бюро ОКБ Динамика распредвал, идеально подходит для серийных двигателей в режиме среднего и верхнего диапазона. Наибольший эффект пр установке данного типа распредвалов достигается при установке на доработанные серийные двигатели. Увеличение мощности, естественно зависит от типа распредвала.

Распредвалы Мастер Мотор взаимозаменяемы с серийными распредвалами на отечественных авто. Компания выпускает различные типы распредвалов с разными техническими характеристиками. Качество продукции на рынке запасных деталей, оценивается экспертами на твердую отличную оценку.

Любой, представленный брендом Стольников, распредвал в зависимости от типа, устанавливается аналогично штатным распредвалам. В некоторых моделях требуется настройка перекрытия, в некоторых нет. Предназначены для двигателей всей линейки объемов. Некоторые типы распредвала требуют доработки головки блока цилиндров.

Распредвалы СТИ (производство Тольятти) позиционированы, как спортивные, тюнинговые. Предназначаются для форсировки двигателей. При изготовлении распредвала СТИ использует свою методику проектирования кулачка.

Распредвал Тайга применяется для тюнинга двигателя и спортивного стиля. Комплекты идут в развесованом виде. Его называют «резвый» распредвал. Особенно для классических моделей Жигули-ВАЗ. Данный распредвал создан с целью увеличения тяговых характеристик двигателя 1,7. В нем изменены: фаза газораспределения и увеличена высота кулачков впускных клапанов.

Распредвалы УСА в комплекте для установки на различные модификации ВАЗовских двигателей. Установка производится согласно штатным параметрам. Доработки ГБЦ, как правило, не требуют. В некоторых типах, при установке необходима доработка (калибровка) ЭБУ. Позиционированы для режима город-трасса.

Распредвал Эстонец устанавливается по аналогии со штатным распредвалом. Считается легендарным для классических моделей авто, используемых в спортивных соревнованиях. Особенность – основная тяга характерна на высоких оборотах двигателя.

Любой, предлагаемый достаточно известным брендом Брагин распредвал, позиционируется как спортивный тюнинговый распредвал для форсирования двигателя. В основном типы для режима город – трасса.

Естественно, мы не станем характеризовать каждый тип распредвала по подъёму клапанов, ширине фаз или повышению крутящего момента. Для этого существуют специальные табдицы, изучив которые, вы сами сделаете выбор распредвала для тюнинга своего двигателя в зависимости от цели этого самого тюнинга.

Удачи вам при выборе и установке распредвала на свой автомобиль.

• Автор: Андрей
• Распечатать

Из всех творений рук человеческих автомобиль больше всего похож на живое существо.

Источники: http://carnovato.ru/raspredval-sportivnyj-nuzhdin-usa-tjuning/