Распредвал что это: Распределительный вал ГРМ

Содержание

Распределительный вал ГРМ

Распределительный вал (распредвал) — ключевой элемент газораспределительного механизма, который отвечает за своевременное открытие и закрытие впускного или выпускного клапана для подачи топливно-воздушной рабочей смеси или выпуска отработавших газов.

Распредвал служит для синхронизации впуска и выпуска на тактах работы ДВС. Деталь обеспечивает функционирование всего газораспределительного механизма с учетом порядка работы цилиндров и фаз газораспределения применительно к тому или иному конкретному двигателю.

Распределительный вал представляет собой вал с расположенными на нем кулачками. Распредвал вращается в подшипниках скольжения, которые выполнены в виде опор. К опорам распредвала по каналам поступает моторное масло под давлением из системы смазки. Количество кулачков на распредвале соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Один клапан получает свой кулачок, который осуществляет его открытие путем нажатия на толкатель.

В тот момент, когда кулачок распредвала сходит с толкателя, тогда клапан закрывается под мощным воздействием возвратной пружины.

От формы кулачков распределительного вала зависят фазы газораспределения. Под такими фазами понимаются моменты открытия и закрытия клапанов, а также продолжительность пребывания клапана в открытом или закрытом состоянии. Современные силовые агрегаты имеют также систему изменения фаз газораспределения для повышения общей эффективности работы ГРМ и улучшения характеристик ДВС.

В двигателях современных автомобилей распредвал находится в верхней части головки блока цилиндров. Распределительный вал соединяется с зубчатой звездочкой или шкивом коленчатого вала двигателя посредством ремня или цепной передачи. Приводом распредвала выступает коленчатый вал.

На четырехтактных моторах весь ГРМ вращается в два раза медленнее, чем коленвал, так как полный рабочий цикл таких ДВС осуществляется за два оборота коленвала. За указанные два оборота впускной и выпускной клапаны должны открыться только по одному разу. Получается так, что распредвал, управляющий открытием клапанов, должен совершить только один оборот за рабочий цикл.

В конструкции ГРМ может присутствовать не один распредвал. Зачастую это обусловлено количеством клапанов на цилиндр. Сегодня наиболее широко применяется  схема четырех клапанов на один цилиндр и двухвального ГРМ (один распредвал является приводом впускных клапанов, а другой взаимодействует с выпускными). Для V-образных ДВС устанавливают четыре распредвала, так как каждый ряд цилиндров имеет отдельную ГБЦ с двумя валами. Система ГРМ с одним валом называется SOHC (англ. Single OverHead Camshaft), двухвальная получила наименование DOHC (англ. Double OverHead Camshaft).

Читайте также

Распредвал автомобиля — что такое распределительный вал

Распределительный вал двигателя

Для стабильной работы двигателя внутреннего сгорания каждая его деталь играет важную функцию. Среди них – распределительный вал. Рассмотрим, какова его функция, какие неисправности встречаются, и в каких случаях он нуждается в замене.

Что такое распредвал

В двигателях внутреннего сгорания с четырехтактным типом работы распределительный вал – неотъемлемый элемент, без которого в цилиндры не будет поступать свежий воздух или воздушно-топливная смесь. Это вал, установленный в головке блока цилиндров. Он нужен, чтобы своевременно открывались впускные и выпускные клапаны.

На каждом распределительном валу имеются кулачки (каплеобразные эксцентрики), которые надавливают на толкатель поршня, открывая соответствующее отверстие в камере цилиндра. В классических четырехтактных двигателях всегда используются распределительные валы (их может быть два, четыре или один).

Принцип работы

С торцевой части распредвала закреплен шкив привода (или звездочка в зависимости от типа привода ГРМ). На него надевается ремень (или цепь, если установлена звездочка), который соединен со шкивом или звездочкой коленчатого вала. В процессе вращения коленвала через ремень или цепь на привод распредвала поступает крутящий момент, благодаря чему этот вал проворачивается синхронно с коленвалом.

В поперечном разрезе распредвала видно, что кулачки на нем имеют форму капли. Когда распредвал проворачивается, кулачок вытянутой частью надавливает на толкатель клапана, открывая впускное или выпускное отверстие. При открывании впускных клапанов в цилиндр поступает свежий воздух или воздушно-топливная смесь. Когда открываются выпускные клапаны, из цилиндра удаляются отработавшие газы.

Особенность конструкции распредвала позволяет всегда в нужный момент открывать/закрывать клапаны, обеспечивая эффективное газораспределение в моторе. Поэтому данная деталь так и называется – распределительный вал. При смещении момента вращения вала (например, при растянутом ремне или цепи) клапаны открываются не в соответствии с выполняемым в цилиндре тактом, что приводит к нестабильной работе ДВС или вообще не дает возможность ему работать.

Где расположен распредвал?

Расположение распределительного вала зависит от особенностей конструкции мотора. В некоторых модификациях он находится внизу, под блоком цилиндров. Чаще встречаются модификации моторов, распредвал которых находится в головке блока цилиндров (сверху ДВС). Во втором случае ремонт и настройка механизма газораспределения намного легче, чем в первом.

Модификации двигателей V-образной формы оснащаются ГРМ, который расположен в развале блока цилиндров, а иногда отдельный блок оснащается своим газораспределительным механизмом. Сам распределительный вал фиксируется в корпусе подшипниками, что позволяет ему постоянно и плавно вращаться. В оппозитных моторах (или боксер) конструкция ДВС не позволяет установить один распредвал. В этом случае на каждую сторону устанавливается свой газораспределительный механизм, но их работа синхронизируется.

Функции распредвала

Распредвал – элемент ГРМ (газораспределительного механизма). Он определяет порядок тактов мотора и синхронизирует открывание/закрывание клапанов, которые подают в цилиндры воздушно-топливную смесь и отводят отработанные газы.

Газораспределительный механизм работает по следующему принципу. В момент запуска двигателя стартер проворачивает коленчатый вал. Распредвал приводится в движение при помощи цепи, ремня, посаженного на шкив коленвала или шестерен (во многих старых американских автомобилях). В цилиндре открывается впускной клапан, и в камеру сгорания поступает смесь бензина и воздуха. В этот же момент датчик коленвала подает импульс на катушку зажигания. В ней генерируется разряд, который идет на свечу зажигания.

К моменту, когда появляется искра, оба клапана в цилиндре закрыты, а топливная смесь сжата. Во время возгорания образуется энергия, и поршень перемещается вниз. Так коленвал проворачивается и приводит в движение распределительный вал. В этот момент он открывает выпускной клапан, через который выходят отработанные в процессе горения газы.

Распредвал всегда открывает нужный клапан на конкретный промежуток времени и на стандартную высоту. Благодаря своей форме этот элемент обеспечивает стабильный цикл смены тактов в моторе.

Подробно о фазах открытия и закрытия клапанов, а также об их настройках, показано в данном видео:

В зависимости от модификации двигателя в нем может стоять один или несколько распредвалов. В большинстве автомобилей эта деталь размещена в головке блока цилиндров. Она приводится в движение за счет вращения коленчатого вала. Эти два элемента соединяются при помощи ремня, цепи ГРМ или шестеренчатой передачи.

Чаще всего одним распредвалом оснащены двс с рядным расположением цилиндров. Большинство таких двигателей имеет по два клапана на цилиндр (один впускной, а другой выпускной). Встречаются также модификации с тремя клапанами на цилиндр (два на впуск, один на выпуск). Двумя валами чаще комплектуются двигатели, в которых на один цилиндр приходится по 4 клапана. В оппозитных двс и с V-образной формой тоже устанавливается два распределительных вала.

Моторы с одним валом ГРМ имеют простую конструкцию, что приводит к снижению стоимости агрегата в процессе изготовления. Такие модификации легче обслуживать. Их всегда устанавливают на бюджетные автомобили.

На более дорогих модификациях двигателей некоторые производители устанавливают второй распредвал для уменьшения нагрузки (по сравнению с вариантами ГРМ с одним валом) и в некоторых моделях ДВС для обеспечения сдвига фаз распределения газов. Чаще всего такая система встречается в автомобилях, которые должны отличаться спортивными характеристиками.

Распредвал всегда открывает клапан на конкретный промежуток времени. Чтобы улучшить эффективность мотора на повышенных оборотах, необходимо изменить этот интервал (двигателю нужно больше воздуха). Но при стандартной настройке газораспределительного механизма при повышенных оборотах коленвала впускной клапан закрывается раньше, чем в камеру поступит нужный объем воздуха.

В то же время, если установить спортивный распредвал (кулачки на дольше и на другую высоту открывают впускные клапаны), на низких оборотах двигателя есть большая вероятность, что впускной клапан откроется еще до того, как закроется выпускной. Из-за этого часть смеси попадет в выхлопную систему. Как результат – потеря мощности на низких скоростях и повышение токсичности выхлопов.

Самая простая схема для достижения такого эффекта – установить распредвал с функцией проворачивания на определенный угол относительно коленвала. Этот механизм позволяет осуществить раннее и позднее закрытие/открытие впускных и выпускных клапанов. На оборотах до 3500 он будет находиться в одном положении, а когда этот порог преодолевается, вал немного проворачивается.

Каждый производитель, оснащающий свои автомобили такой системой, в технической документации указывает собственную маркировку. Например, Honda указывает VTEC или i-VTEC, Hyundai – CVVT, Fiat – MultiAir, Mazda – S-VT, BMW – VANOS, Audi – Valvelift, Volkswagen – VVT и др.

На сегодняшний день с целью повышения производительности силовых агрегатов разрабатываются электромагнитные и пневматические бескулачковые системы газораспределения. Пока такие модификации очень дорогие в производстве и обслуживании, поэтому их еще не устанавливают на серийные автомобили.

Помимо распределения тактов двигателя данная деталь приводит в движение дополнительное оборудование (зависит от модификации мотора), например, масляный и топливный насосы, а также вал трамблера.

Конструкция распредвала

Распределительные валы изготавливаются путем ковки, цельного литья, полого литья и в последнее время появились трубчатые модификации. Цель изменения технологии создания – облегчить конструкцию для получения максимальной эффективности работы мотора.

Распредвал изготавливается в виде стержня, на котором имеются такие элементы:

  • Носок. Это передняя часть вала, в котором сделан паз для шпонки. Здесь устанавливается шкив привода ГРМ. В случае цепной передачи на его месте устанавливается звездочка. Эта деталь фиксируется с торца болтом.
  • Шейка сальника. На ней крепится сальник, предотвращающий вытекание смазки из механизма.
  • Опорная шейка. Количество таких элементов зависит от длины стержня. На них крепятся опорные подшипники, снижающие силу трения во время вращения стержня. Эти элементы устанавливаются в соответствующие пазы в головке блока цилиндров.
  • Кулачки. Это выступы, имеющие форму застывшей капли. Во время вращения они толкают штангу, присоединенную к коромыслу клапана (или сам толкатель клапана). Количество кулачков зависит от числа клапанов. Их размер и форма влияет на высоту и продолжительность открытия клапана. Чем острее будет вершина, тем быстрее закроется клапан. И наоборот – пологий край немного задерживает клапан в открытом состоянии. Чем тоньше будет ось кулачка, тем ниже опустится клапан, что увеличит объем топлива и ускорит отвод отработанных газов. По форме кулачков определяется тип фаз газораспределения (узкие – на пониженных оборотах, широкие – на повышенных). 
  • Масляные каналы. Внутри вала сделано сквозное отверстие, по которому на кулачки (на каждом сделано небольшое выходное отверстие) подается масло. Это предотвращает преждевременное стирание штанг толкателей и выработку на плоскостях кулачков.

Если в конструкции мотора используется один распредвал, то кулачки в нем расположены так, чтобы один комплект двигал впускные клапаны, а немного смещенный набор – выпускные. В двигателях, цилиндры которых оснащены двумя клапанами на впуск и двумя на выпуск, устанавливается два распределительных вала. В этом случае один открывает впускные клапаны, а другой – выпуск отработанных газов.

Виды

В основном распредвалы не имеют кардинальных отличий друг от друга. Кардинально в разных моторах отличаются газораспределительные механизмы. Например, в системах ОНС распределительный вал устанавливается в головку блока цилиндров (над блоком), и непосредственно приводит в движение клапаны (или через толкатели, гидрокомпенсаторы).

В газораспределительных механизмах типа OHV распредвал находится рядом с коленвалом внизу блока цилиндров, а клапаны приводятся в движение через штанговые толкатели. В зависимости от типа ГРМ в головке блока цилиндров может устанавливаться либо один, либо два распределительных валов на ряд цилиндров.

Распредвалы между собой отличаются типом кулачков. Одни имеют более вытянутые «капли», а другие наоборот менее вытянутую форму. Такая конструкция обеспечивает разную амплитуду движения клапанов (одни имеют больший интервал открытия, а другие открываются на дольше). Такие особенности распредвалов предоставляют широкие возможности к тюнингу моторов за счет изменения момента и количества подачи ВТС.

Среди распредвалов для тюнинига различают:

  1. Низовые. Обеспечивают мотору максимальный крутящий момент на более низких оборотах, что отлично подходит для городского режима.
  2. Низ-середина. Это золотая середина между нижними и средними оборотами. Такой распредвал часто используется на машинах для дрэг-рэйсинга.
  3. Верховые. В моторах с такими распредвалами максимальный крутящий момент доступен на максимальных оборотах, что положительно сказывается на максимальной скорости авто (для езды по трассе).

Помимо спортивных распредвалов также существуют модификации, которые открывают обе группы клапанов (и впускные, и в соответствующий момент выпускные). Для этого на распредвале используется две группы кулачков. В системах ГРМ типа DOHC устанавливаются индивидуальные распредвалы для впускных и для выпускных клапанов.

За что отвечает датчик распредвала

В двигателях с карбюратором к распредвалу подсоединяется трамблер, который определяет, какая фаза выполняется в первом цилиндре – впуск или выпуск.

В инжекторных ДВС трамблера нет, поэтому за определение фаз первого цилиндра отвечает датчик положения распредвала. Его задача не идентична функционалу датчика коленвала. За один полный оборот вала ГРМ коленвал провернется вокруг оси дважды.

ДПКВ фиксирует ВМТ поршня первого цилиндра и подает импульс на формирование разряда для свечи зажигания. ДПРВ подает сигнал на ЭБУ, в какой момент нужно подать топливо и искру в первый цилиндр. Циклы в остальных цилиндрах происходят поочередно в зависимости от конструкции двигателя.

Датчик распредвала состоит из магнита и полупроводника. На валу ГРМ в районе установки датчика имеется репер (небольшой металлический зуб). Во время вращения этот элемент проходит мимо датчика, благодаря чему магнитное поле в нем замыкается и образуется импульс, идущий на ЭБУ.

Электронный блок управления фиксирует скорость импульсов. По ним он ориентируется, когда в первом цилиндре выполнить подачу и воспламенение топливной смеси. В случае установки двух валов (один на такт впуска, а другой – выпуска), будут установлены по датчику на каждом из них.

Что произойдет, если датчик выйдет из строя? Этому вопросу посвящено данное видео:

Если мотор оснащен системой смещения фаз газораспределения, то от частоты импульсов ЭБУ определяет, в какой момент нужно выполнить задержку открытия/закрытия клапанов. В этом случае двигатель будет оснащен дополнительным устройством – фазовращателем (или гидроуправляемой муфтой), которое проворачивает распредвал для изменения времени открытия. Если датчик Холла (или распредвала) неисправен, то фазы газораспределения не будут меняться.

Принцип работы ДПРВ в дизелях отличается от применения в бензиновых аналогах. В этом случае он фиксирует положение всех поршней в верхней мертвой точке в момент сжатия топливной смеси. Это позволяет точнее определить положение распредвала относительно коленвалу, что стабилизирует работу дизеля и облегчает его запуск.

В конструкцию таких датчиков добавлены дополнительные реперы, положение которых на задающем диске соответствует наклону конкретного клапана в отдельном цилиндре. Устройство таких элементов может отличаться в зависимости от фирменных разработок разных производителей.

Типы размещения распредвала в двигателе

В зависимости от типа двигателя в нем может находиться один, два и даже четыре вала газораспределительного механизма. Чтобы легче было определить тип ГРМ, на крышку головки блока цилиндров наносится следующая маркировка:

  • SOHC. Это будет рядный или V-образный мотор с двумя или тремя клапанами на один цилиндр. В нем распредвал будет один на ряд. На его стержне имеются кулачки, управляющие фазой впуска, а немного смещенные – отвечающие за фазу выпуска. В случае моторов, выполненных в форме V, таких валов будет два (по одному на ряд цилиндров) или один (помещается в развал между рядами).
  • DOHC. Эта система отличается от предыдущей наличием двух распредвалов на один ряд цилиндров. В этом случае каждый из них будет отвечать за отдельную фазу: один – за впуск, а другой – за выпуск. На однорядных моторах валов ГРМ будет два, а на V-образных – четыре. Такая технология позволяет уменьшить нагрузку на вал, что увеличивает его ресурс.

Газораспределительные механизмы также отличаются по размещению валов:

  • Боковое (или нижнее) (двигатель OHV или «Толкателя»). Это старая технология, которая использовалась в карбюраторных моторах. Среди преимуществ такого типа – простота смазки движущихся элементов (размещается прямо в картере двигателя). Основной недостаток – сложность обслуживания и замены. В этом случае кулачки давят на толкатели коромысла, а те передают движение на сам клапан. Такие модификации моторов малоэффективны на повышенных оборотах, так как в них присутствует большое количество элементов управления моментом открывания клапанов. Из-за повышенной инерции страдает точность фаз газораспределения.
  • Верхнее (OHC). Такая конструкция ГРМ используется в современных моторах. Этот узел легче обслуживать и ремонтировать. Один из недостатков – сложная система смазки. Масляный насос должен создавать стабильное давление, поэтому необходимо пристально следить за интервалами замены масла и фильтра (о том, на что ориентироваться, определяя регламент таких работ, рассказывается здесь). Такое устройство позволяет использовать меньше дополнительных деталей. В этом случае кулачки воздействуют непосредственно на толкатели клапанов.

Как обнаружить дефект распредвала

Основная причина выхода из строя распредвала – масляное голодание. Оно может возникать из-за плохого состояния фильтра или несоответствующего для данного мотора масла (по каким параметрам подбирается смазка, читайте в отдельной статье). Если соблюдать интервалы ТО, вал газораспределительного механизма прослужит столько же, сколько и весь двигатель.

Типичные неполадки распредвала

Из-за естественного износа деталей и недосмотра автомобилиста могут наблюдаться следующие неполадки вала газораспределителя.

  • Выход из строя присоединяемых деталей – шестерня привода, ремень или цепь ГРМ. В этом случае вал приходит в негодность и его нужно заменить.
  • Задиры на опорных шейках и выработка на кулачках. Сколы и канавки появляются из-за чрезмерных нагрузок, например, в результате неправильной регулировки клапанов. Во время вращения увеличенная сила трения между кулачками и толкателями создает дополнительный нагрев узла, разрушая масляную пленку.
  • Протечка сальника. Она возникает в результате длительного простоя мотора. Со временем резиновый уплотнитель теряет свою эластичность.
  • Деформация вала. Из-за перегрева мотора металлический элемент при большой нагрузке может искривляться. Такая неполадка выявляется появлением дополнительной вибрации в двигателе. Обычно такая неполадка не длится долго – из-за сильной тряски смежные детали быстро выйдут из строя, и мотор нужно будет отправлять на капитальный ремонт.
  • Неправильная установка. Само по себе это не является неполадкой, но из-за несоблюдения норм по затяжке болтов и регулировке фаз, ДВС быстро придет в негодность, и его нужно будет «капиталить».
  • К поломке самого вала может привести плохое качество материала, поэтому, выбирая новый распредвал, важно обращать внимание не только на его цену, но и на репутацию производителя.

Как визуально определить износ кулачков – показано в видео:

Некоторые автомобилисты пытаются устранить некоторые неисправности вала ГРМ, шлифуя поврежденные участки или устанавливая дополнительные вкладыши. В таких ремонтных работах нет смысла, потому что при их выполнении невозможно достичь точности, необходимой для бесперебойной работы узла. В случае возникновения неполадки с распредвалом специалисты рекомендуют сразу его заменить на новый.

Как выбрать распределительный вал

Новый распредвал необходимо подбирать, исходя из причины замены:

  • Замена испорченной детали на новую. В этом случае взамен вышедшей из строя модели подбирается аналогичная.
  • Модернизация двигателя. Для спортивных автомобилей используются специальные распредвалы совместно с системой смены фаз газораспределения. Моторы для повседневной езды тоже модернизируют, например, повышая мощность за счет регулировки фаз при помощи установки нестандартных распредвалов. Если нет опыта в выполнении таких работ, то лучше это доверить профессионалам.

На что следует ориентироваться, подбирая нестандартный для конкретного двигателя распредвал? Основной параметр – кулачковый развал, максимальный подъем клапана и угол перекрытия.

О том, как эти показатели влияют на характеристики двигателя, смотрите в следующем видео:

Стоимость нового распределительного вала

По сравнению с капитальным ремонтом всего двигателя стоимость замены распредвала незначительна. Для примера, новый вал для отечественного автомобиля стоит в пределах 25 долларов. За настройку фаз газораспределения в некоторых мастерских возьмут 70 у.е. За капитальный ремонт мотора вместе с запчастями придется заплатить порядка 250 долларов (и это в гаражных СТО).

Как видно, лучше вовремя проводить техническое обслуживание и не подвергать мотор чрезмерным нагрузкам. Тогда он прослужит своему хозяину долгие годы.

Каким брендам отдать предпочтение

Рабочий ресурс распределительного вала напрямую зависит от того, насколько качественный материал использует производитель, создавая данную деталь. Мягкий металл будет сильнее изнашиваться, а перекаленная может лопнуть.

Самый качественный и надежный вариант – компания ОЕМ. Это производитель разного оригинального оборудования, продукция которого может продаваться под названием разных брендов, но в документации будет указано, что деталь ОЕМ.

Среди продукции данного производителя можно найти деталь на любой автомобиль. Правда, стоимость такого распредвала будет очень дорого по сравнению с аналогами конкретных брендов.

Если необходимо остановиться на более дешевом распредвале, то неплохим вариантом являются:

  • Немецкий бренд Ruville;
  • Чешский производитель ET Еngineteam;
  • Британский бренд АЕ;
  • Испанская фирма Ajusa.

Минусов при выборе распределительного вала перечисленных производителей является то, что во многих случаях на конкретную модель они не создают детали. В таком случае нужно будет либо покупать оригинал, либо обращаться к проверенному токарю.

Вопросы и ответы:

Как работает коленвал и распредвал? Коленвал работает за счет толчков, воздействующих на поршень в цилиндрах. С ним через ремень соединен распредвал ГРМ. За два оборота коленвала происходит один поворот распредвала.

В чем разница коленвала и распредвала? Коленвал, вращаясь, приводит во вращение маховик (далее крутящий момент идет на трансмиссию и на ведущие колеса). Распредвал открывает/закрывает клапана в ГРМ.

Какие бывают распредвалы? Существуют низовые, верховые, тюнинговые и спортивные распредвалы. Они отличаются количеством и формой кулачков, которые приводят в движение клапаны.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Всё про распредвал двигателя

Устройство распределительного вала (или распредвала, как его чаще всего называют) меняется по форме, но остается неизменным по своей сути. Независимо от того, какие модификации с ним происходят, распредвал остается неизменной деталью двигателей внутреннего сгорания.

 

Функции распредвала

В ДВС распредвал отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, то есть за газораспределение непосредственно в камере сгорания двигателя. От особенностей конструкции мотора и самого распредвала, а также корректной настройки ГРМ, зависит эффективность работы двигателя: мощность, динамика, КПД. Эволюция двигателей влечет за собой и некоторые изменения в форме и функциях распредвала: создаются системы, подстраивающие газораспределение под частоту оборотов, устанавливаются валы на впуск и выпуск по отдельности, и, конечно, меняются материалы и способы обработки металлов.

 

Конструкция распредвала

В большинстве случаев распредвал вытачивается из цельного металлического цилиндра, и только некоторые производители устанавливают накладки с кулачками на ось, делая не цельную, а сборную конструкцию (например, распредвал на Audi Valvelift System (AVS), на котором кулачки перемещаются на оси распредвала). Но пока в большинстве автомобилей используются цельнолитые конструкции распредвалов, изготовленные из чугуна или износостойких слоев стали. Дополнительную твердость готовые валы получают в результате закалки: азотирования, лазерной обработки, отбеливания и т.д.

Основными конструктивными элементами распредвала являются кулачки, которые открывают клапаны напрямую или через толкатели. Опорные элементы (шейки) устанавливаются в подшипники скольжения (вкладыши), на которых распредвал вращается благодаря эффекту масляного клина с минимальным трением.

При вращении вала кулачки в строгой очередности открывают клапаны (как правило, на один клапан – один кулачок, хоть есть и другие варианты конструкции), а закрытие их происходит за счет пружин.

Принцип работы распредвала

Особое внимание конструкторы уделяют форме и размерам кулачков, ведь именно от их параметров зависит, на какую высоту и на какое время откроются клапаны, а значит, насколько эффективно будет подаваться воздух и отводиться выхлопные газы.

Существует закономерность: чем дольше открыт клапан, тем больше воздуха поступает в камеру сгорания, а значит, можно подать больше топлива. С другой стороны, слишком длительное открытие клапана грозит «поцелуем» между ним и поршнем. Это противоречие и пытаются всеми силами решить инженеры.

Для спортивных двигателей разработаны особые распредвалы, с измененной геометрией кулачка, на более длительный срок открывающей клапан. Такая конструкция позволяет мотору развивать максимальную мощность, что и требуется для автогонок. Однако при этом на порядок вырастает потребление топлива даже на холостом ходу, что совершенно не подходит для повседневного вождения.

Сравнение профиля кулачков обычного (слева)
и спортивного (справа) распредвалов

Скорость вращения распределительного вала в два раза меньше, чем у коленвала: за один полный такт двигателя коленвал делает два полных оборота, но каждый из клапанов должен открыться только один раз (на такте сжатия и рабочем такте оба клапана закрыты). Для синхронизации скорости вращения коленвала и ГРМ используется ременная или цепная передача (зубчатый ремень или цепь ГРМ), и самым совершенным на сегодняшний день вариантом является разрезная шестерня, зафиксированная на одном конце распредвала, на которую передается вращение от двигателя. Конструкция шестерни для ремня и цепи отличается.

Разрезная шестерня для цепного (слева)
и ременного (справа) привода

 

Тонкости конструкции

От высоты и профиля кулачков зависит глубина и продолжительность открывания клапана.

На рисунке видно, что кулачок С больше по высоте, чем остальные, D имеет более тонкую ось и за счет этого опускает клапан ниже, а Е дольше всех продержит клапан в открытом положении (только теоретически, на практике такой профиль кулачков не используется).

На распредвалах, независимо, установлен он один на впуск и выпуск, или на разные клапаны ставятся отдельные валы, предусмотрена так называемая фаза перекрытия: момент, когда выпускной клапан еще не закрылся, а впускной уже открывается. Конструкторы называют это продувкой: поток отработанных газов, выходя, создает дополнительное разрежение, облегчающее поступление воздуха в камеру сгорания. Чем меньше угол перекрытия (примерно от 15 градусов), тем экономичней мотор и лучше приемистость на низких оборотах. И наоборот, чем дольше оба клапана остаются открытыми одновременно, тем лучше приемистость мотора на высоких оборотах, но теряется экономия топлива и экологические нормы.

Схема построения фаз на распредвале

 

Типы размещения распредвала в двигателе

В конструкции двигателя может присутствовать один, два или четыре распредвала, в зависимости от компоновки цилиндров и количества клапанов.

При линейном расположении и 2-3 клапанами на цилиндр устанавливается один распредвал, управляющий и впуском, и выпуском (система SOHC).

При 4 клапанах на цилиндр ставится 1 или 2 распредвала (система DOHC – отдельные валы на впуск и выпуск).

Для V-образных или оппозитных двигателей распредвал устанавливается на каждый из блоков цилиндров отдельно (один общий на ряд или по два на ряд), либо один общий распредвал на все цилиндры (ставится по центру, в развале двигателя). Конструкторы предпочитают разделять впускные и выпускные валы, чтобы уменьшить нагрузку на них и сложность конструкции.

Как правило, впускной и выпускной распредвал почти не отличаются: одинаковая длина и диаметр вала, одинаковая высота и профиль кулачков. Разница может заключаться в конструкции крайних опорных шеек и приводных шкивов.

На один из распредвалов устанавливается датчик положения, для которого выделяется отдельное посадочное место.

Расположение распредвала относительно клапанов может различаться в разных конструкциях двигателей. В старых или маломощных моторах вал устанавливают сбоку от клапанов, соединяя их с кулачками через рокеры (Т-образные коромысла) и штанги. Такая система называется боковым или нижним расположением распредвала «Cam-in-Block». Их преимущество в более простой системе смазки (зачастую распредвал устанавливается прямо в картере), а недостаток – в сложной доступности для замены.

Моторы более поздних конструкций делались в распредвалами непосредственно над клапанами, что облегчает обслуживание и ремонт. Такое расположение, когда кулачки вала давят непосредственно на толкатели, называют верхним или «Cam-in-Head». Смазывать верхний распредвал несколько сложней: система подачи масла должна работать бесперебойно, в том числе это касается масляных каналов и отверстий в самом распредвале.

 

Немного о моторном масле

Долгая и бесперебойная работа ГРМ, и в том числе распредвала, напрямую зависит от качества смазки. Подача масла на подшипники скольжения (постели и вкладыши распредвала), а также на поверхность кулачков, должна быть бесперебойной. Отверстия внутри распредвала, предназначенные для подачи смазки к парам трения, достаточно тонкие и рассчитаны на моторное масло определенной вязкости и качества. Несвоевременная замена или неправильный подбор масла приводят к засорению каналов, после чего трение распредвала происходит не по слою жидкости (гидродинамическое планирование), а по поверхности металл-металл. Итог этого процесса печален, но предсказуем: быстрый износ кулачков (иногда до состояния идеальной окружности) и толкателей, а также шеек и вкладышей приводит к сбоям в работе двигателя. От чрезмерного трения распредвал может сломаться, а это уже чревато не только его заменой, но и капремонтом двигателя. Особенность конструкции распредвала в том, что даже минимальная выработка приводит к его вибрации и окончательному выходу из строя. В большинстве случаев основной причиной ремонта распредвалов является именно некачественное масло, несвоевременная его замена или неподходящая вязкость. При нормальном ТО ресурс распредвала будет столь же долгим, как и ресурс самого двигателя.

 

Другие причины неисправности распредвала

Помимо масляного голодания, причинами поломок может стать перегрев, от которого металл «ведет», естественный износ (рано или поздно всё изнашивается, как ни старайся), поломки смежных деталей (шкив, цепь или ремень ГРМ), а также изначально низкое качество распредвала (плохой металл, неточное изготовление). Признаки можно определить визуально или даже на слух: характерным симптомом неисправности именно распредвала будет стук при запуске холодного двигателя (в начале проблемы стук пропадает, когда мотор прогреется, а с ухудшением ситуации двигатель будет стучать постоянно).

Выработка и задиры на шейках, подшипниках, сальниках или кулачках – однозначный сигнал к замене детали.

Некачественный распредвал может искривиться (деформация, как правило, определяется не визуально, а только на специальном оборудовании) из-за прогиба опорных шеек. Для легковых автомобилей допустимая степень искривления распредвала составляет 0,05 мм, если больше – усиливается вибрация, выходят из строя смежные узлы двигателя.

При неправильной установке вала, а также некорректной сборке двигателя (недотянуты крепежные болты ГБЦ, распредвала, шкивов и шестерен) появляется вибрация во время работы. Вал срывает крепеж, после чего двигатель в большинстве случаев отправляется на капремонт. На самом распредвале могут появиться трещины, а пазы под штифты разбиваются под нагрузкой.

Ремонт распредвала проводить нецелесообразно: никакая шлифовка или напыление не вернет его первоначальных свойств. В случае выхода из строя деталь просто заменяют на новую, попутно устанавливая новые крепежные болты и проверяя цепь или ремень ГРМ.

 

Что будет дальше? Эволюция ГРМ

Технологии не стоят на месте, и сегодня можно уже говорить о том, как изменится работа газораспределительного механизма и в частности распредвала. Основные направления работы конструкторов – повышение экономичности двигателей, уменьшение вредных выбросов и увеличение отдачи мощности как на высоких, так и на низких оборотах. Для этой цели разработано несколько концептов, в которых либо используется измененный распредвал, либо не используется вообще.

Условно можно выделить несколько основных направлений работы:

  • изменения в работе распредвала: установка дополнительных кулачков, проворот распредвала для увеличения угла перекрытия и т.д.;
  • использование других систем управления открытием клапанов: электронное управление, магнитные или пневматические толкатели;
  • двигатели без клапанного механизма.

Концерн Honda предложил несколько вариантов улучшения распредвала. Например, это система DOHC i-VTEC, в которой подъемом клапанов управляют кулачки с низким профилем (на малых оборотах) или с высоким профилем (на режиме 5800 об/мин).

 

Очень похожий принцип использован в моторах Mitsubishi Pajero IV – система газораспределения MIVEC, управляющая высотой и продолжительностью открытия клапанов.

Второй вариант управления впуском – система VTEC-E от Honda, при которой на малых оборотах открывается только один впускной клапан, а на больших – оба. Это удалось реализовать с помощью системы VTC, при которой распредвал проворачивается относительно своей нулевой точки под давлением масла.

Похожий способ управления впуском создал и концерн Volkswagen: блок с кулачками крепится на валу с помощью шлицевого соединения, и под действием управляющего механизма может смещаться относительно продольной оси. Таким образом, над клапанами располагаются кулачки либо с низким, либо с высоким профилем, в зависимости от режима работы двигателя.

Разработка Volkswagen открывает широкие возможности: с помощью такого подхода можно управлять системой газораспределения в большом диапазоне, в том числе подключать или отключать цилиндры при необходимости.

Другой вариант предложила шведская компания Koenigsegg: управлять работой клапанов с помощью пневматических механизмов, а не распредвала, что в теории может дать прибавку мощности до 30% и увеличение крутящего момента до 20 тыс. об/мин. В 2015 году компания представила и реализацию этого принципа: автомобиль Regera с гибридным двигателем мощностью 1500 л.с. Насколько успешной будет эта разработка, покажет только время.

Двигатели без клапанов – тоже возможно! Это доказали в компании EcoMotors, которую возглавляет Петер Хофбауэр, бывший моторист концерна Volkswagen. В компании разработан двухцилиндровый оппозитный двигатель, превосходящий по своей мощности и экономичности современные турбодизели. Экспериментальный образец двигателя развивает мощность 325 л.с., а крутящий момент при 2100 об/мин составляет 900 Нм. Легкий, компактный и мощный мотор пока не запущен в серийное производство и находится в стадии доработки.

Несмотря на постоянно появляющиеся идеи и новинки, самым распространенным механизмом газораспределения остается старый-добрый распредвал, который может меняться по форме, но остается неизменным по сути.

 

О том, как выбрать новый распредвал и на что обращать внимание при выборе, читайте наш «Гид покупателя».

 

 

Спортивный распредвал двигателя авто — что это такое и для чего нужен

Установка спортивного распредвала для двигателя — основной вид тюнинга автомобиля. Расскажем — что такое валы «верховые» и «низовые», для чего нужны и какую прибавку мощности дают. Как влияет конструкция распредвала на повышение мощности.

Для чего нужен

Распределительный вал — механический «мозг» двигателя, который формирует характер работы мотора. Причина замены стандартного вала авто на спортивный та же, что других деталей. Штатная деталь слишком усредненная, разработана в соответствии с запросами большинства водителей. Основной характеристикой двигателя считают мощность. На деле влияние на характер автомобиля оказывают максимальная мощность и крутящий момент. Ведь наибольшую мощность можно реализовать только при определенных оборотах, близких к максимальным. «Горячему» водителю нужен приемистый двигатель, который при трогании с места и разгоне, не напрягаясь «идет» за педалью газа. Это обеспечивает крутящий момент, если он достаточно большой и постоянный на низких и средних оборотах.

Стандартные двигатели с точки зрения гонщиков имеют существенный недостаток — отсутствие тяги на низких оборотах вращения коленвала.


Гоночный распредвал обеспечивает оптимальную подачу смеси в цилиндр путем увеличения высоты подъема клапанов. Тюнинговые кулачки отличаются плавностью профиля, что обеспечивает надежную работу механизма газораспределения. Особенностью спортивных валов является то, что их применение отодвигает границу детонации (стук пальцев), в особенности на малых оборотах.

Влияние распредвала на мощность двигателя

Подъем клапана

Измеряется в миллиметрах и представляет максимальное расстояние, на которое он отходит от седла. Продолжительность открывания клапанов — отрезок времени, измеряемый в градусах поворота коленвала. Измеряется, как клапан поднялся от седла на малую величину, часто составляющую 0,5 или 1,2 мм. Каждый из критериев спортивного распредвала связан с другими и модификация одного повлияет, как другие улучшат или ухудшат работу двигателя. Но увеличение подъема и времени открывания увеличивают мощность мотора в зоне максимальных оборотов. Если максимально их увеличить, то двигатель будет неспособен работать на оборотах ниже 2 000.

Гоночные распредвалы имеют низко-оборотный предел «холостого хода» (2 000 об/мин). Распредвалы для тюнинга можно сделать «цивилизованными» путем изменения моментов открывания и закрывания клапанов, но компромиссом будет максимальная мощность.

Продолжительность открывания

Известна конструкторам форсированных моторов из-за влияния на мощность двигателя автомобиля. Чем дольше удерживаются открытыми клапаны, тем большая максимальная мощность будет получена. Если время открывания клапана слишком большое, то дополнительная максимальная мощность приведет к нестабильной работе мотора на низких оборотах.

Для гонок максимальная мощность является единственной целью, а для «обычных» автомобилей с форсированными двигателями важными являются приемистость и крутящий момент снизу.

Увеличение подъема клапана

Полезна в увеличение мощности авто, т. к. может её добавить без существенного влияния на характеристики двигателя на низких оборотах. Теоретически это будет работать. Но механизмы привода клапанов не такие простые. Высокие скорости движения клапанов, обуславливаемые этими профилями, существенно уменьшают надежность мотора.

Когда продолжительность открывания клапана уменьшается, то на его перемещение из закрытого положения до полного подъема и возвращения обратно остается меньше времени. Потребуются клапанные пружины с увеличенным усилием и становится механически невозможным приводить в движение клапаны даже при относительно низких оборотах.

Что такое валы верховые и низовые

Существуют различные спортивные распредвалы, предназначенные для разных целей:
  • низовой моментный вал для городской езды;
  • универсальный вал «город — трасса»;
  • верховой вал «трасса».
Выбирая для двигателя машины распредвал с меньшим подъемом клапанов, то в наибольшей степени реализуем положительный эффект на низких оборотах вращения коленвала. Распредвал с большим подъемом кулачков позволяет повысить мощность на высоких частотах. При подборе вала стараются изменить кривую крутящего момента или мощности в диапазоне рабочих режимов двигателя в зависимости от стиля вождения и пожеланий владельца. Максимальные значения смещают в область низких оборотов — тогда вал называют «низовым», если в область высоких оборотов — «верховым».

Какой ставить распредвал для тюнинга

Если хотим увеличить эффективность в заданных оборотах, придется жертвовать другими параметрами. Так, «низовые» валы проигрывают в зоне высоких оборотов, а «верховые» — на холостом ходу и при низких оборотах. Отвечает за изменения профиль кулачка. Для увеличения тяги на «низах» его делают более широким и плавным, если требуется мощность на «верхах» — более узким и острым. Соответственно, если готовите машину к драг-рейсингу, стоит установить вал «низы—середина». Если не устраивает «тупизна» автомобиля на трассе — «верховой».

После установки спортивного распредвала надо отрегулировать клапаны с помощью разрезной шестерни. Если выставить распредвал на «опережение», то впускной клапан будет подниматься больше, чем выпускной, — это даст прирост мощности на высоких оборотах. Установка на «запаздывание» обеспечит больший подъем выпускного клапана, чем впускного, и увеличение тяги в области низких оборотов.

Для лучшего эффекта придётся делать чип-тюнинг «мозгов» двигателя авто и заново обучать работу мотора под новый распредвал.

Спортивные валы — полноценный тюнинг двигателя автомобиля. Они находят поклонников среди спортсменов, гонщиков и обычных автолюбителей. Всё благодаря оптимальному соотношению цены распредвала для тюнинга и установки с полученной отдачей двигателя машины. Некоторые способны увеличить мощность на 20% при стабильной работе на «низах».

Что это — распредвал? Устройство, расположение, принцип работы

Двигатель автомобиля имеет сложное устройство. ДВС включает в себя множество различных систем, одна из которых – ГРМ. Этот механизм отвечает за своевременный впрыск смеси и выпуск ее газов после рабочего такта. Ключевой составляющей газораспределительного механизма является распредвал двигателя. Данный элемент может иметь разное расположение и разную конструкцию, однако функция его остается неизменной. Что такое распредвал, где он находится и как работает? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Описание

Итак, что такое распредвал? Это одна из составляющих ГРМ, которая выполняет функцию закрытия и открытия клапанов ДВС в определенный момент. Данный вал состоит из металлического стержня, на котором жестко закреплены «кулачки» – элементы, взаимодействующие с толкателями клапанов. Кулачки вращаются вместе с валом. Число их может быть разным. Однако оно всегда ограничено количеством клапанов двигателя. Вращается распредвал строго в соответствии со шкивом.

Однако это еще не все устройство вала. По бокам его можно найти опорные шейки. Они служат для удержания вала в подшипниках с обеих сторон. Кроме того, в стержне имеются масляные каналы. Именно по ним проходит смазка, которая далее распределяется на кулачках. Последние постоянно взаимодействуют с толкателями, а потому сильно нагружены. Масло разбрызгивается для того, чтобы уменьшить трение и износ. Также смазка попадает и на подшипники.

Особенности

Что такое распредвал и почему данный элемент настолько важен? Именно от него зависит момент открытия и закрытия клапанов, а соответственно правильность работы двигателя. Также рабочий цикл требует соблюдения точного момента перекрытия клапанов. Поэтому при малейшей неисправности распредвала двигатель начинает вести себя нестабильно.

Среди конструктивных особенностей стоит отметить численность зубьев шестерни этого элемента топливной системы. Их количество всегда вдвое больше, нежели у коленчатого. Почему так? Все просто: принцип работы ДВС таков, что за весь цикл работы коленчатый вал вращается два раза, а распределительный – один.

Численность, расположение

Сколько распределительных валов может быть в двигателе? Ранее автопроизводители практиковали установку лишь одного. Речь идет о классических четырехцилиндровых двигателях. Но в начале 2000-х годов многие компании стали использовать двигатели с двумя распредвалами. Число клапанов тоже возросло. Ранее их было восемь. Но с появлением двух распредвалов, количество клапанов увеличилось вдвое.

Теперь о расположении. Где находится распредвал? ВАЗ, а также многие европейские автопроизводители, практикуют установку двигателя с верхним расположением вала. Такая схема используется на 90 процентах современных авто. Но есть также моторы со средним положением распредвала. Как правило, это классические американские двигатели. Эта схема считается менее практичной, поскольку требует наличия длинных штанг, которые бы приводили в действие толкатели. С верхним расположением вала наличие штанг не требуется. К тому же выполнять ремонт или замену данного элемента намного проще. Достаточно открутить клапанную крышку, после чего будет обеспечен полнейший доступ к элементу ГРМ.

Принцип работы

Вращение такого элемента обеспечивается за счет шкива коленчатого вала, который зацеплен с шестерней распредвала между собой ремнем либо цепью. Последний вариант является устарелым, хотя он до сих пор применяется некоторыми производителями. Большинство же используют ременной привод, поскольку он более компактный и менее шумный. Распредвал устанавливается строго по меткам, поскольку важна точность открытия и закрытия клапанов ДВС. Также при неправильной установке клапана могут попросту повредиться.

А работает распредвал очень просто. Вращаясь, в действие приводятся и кулачки. Последние, в свою очередь, действуют на толкатели. За счет особой формы (схожей на каплю воды), кулачки при вращении двигают клапана на определенную высоту и таким же образом их закрывают. В это время смесь попадает в цилиндр, а далее после сгорания из камеры идут выхлопные газы.

Неисправности распредвала

Обычно данный механизм имеет такой же ресурс, что и сам двигатель. Однако случаются и исключения, особенно на старых двигателях (моторы классических «Жигулей» тому подтверждение). Кулачки изнашиваются, из-за чего образуется определенный зазор. Даже незначительный износ может спровоцировать неправильное газораспределение. Также можно услышать характерный стук распредвала. Все это говорит о том, что рабочая поверхность кулачков имеет износ. В таком случае механизм нужно заменить на новый либо восстановить и отрегулировать клапана по новым зазорам.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое распредвал. Данный элемент играет важную роль в газораспределительном механизме. Поэтому при первых признаках его износа следует обращаться за помощью к специалистам.

Что такое спортивный распредвал? | Для чего нужна установка спортивного распредвала?

Распредвал, по своей сути является механическим «мозгом» силового агрегата. Именно от него и зависит работа двигателя. Установка спортивного распредвала при тюнинге мотора очень распространена.

«Верховые» и «низовые» валы — каков их принцип работы и что это такое?


Условно тюнинговые распредвалы бывают низовыми и верховыми.

Выше уже говорилось, что распредвал — «мозг» мотора. Именно им определяется быстрота подъема и фазы делаются максимально широкими, что в основном и формирует работоспособность агрегата.

Основанием для замены стандартного распределительного вала на спортивный служит то же самое, что замена и иных узлов. Оригинальная деталь чересчур усредненная и разработана исходя из массового запроса потребителей.

Производительность мотора зависит от мощности. На самом же деле, на характер транспортного средства влияет не только высокая мощность, но и вертящий момент, ибо максимальную мощность в обычной машине можно претворить лишь при близких значениях.

Водителю уважающему скорость необходим быстрый мотор, который срываясь с места следует за педалью акселератора. Это обеспечивает вращающий момент, если тот довольно-таки большой и постоянный на малых и средних оборотах. ВАЗовские «движки», по мнению» раллийных гонщиков обладают большим недостатком. У них недостаточно тяги при вращении коленвала на низких оборотах. Пока агрегат не достигнет 3000 об/мин, он дергается при старте и случаются провалы при резком выжиме акселератора. Для улучшения приемистости следует поменять время открытия/закрытия клапанов.

Механический мозг обеспечивает приемлемую подачу топливной смеси в цилиндр способом высоты подъема впускных клапанов. Плавный профиль кулачков распредвала надежно защищает ГРМ. Особенность спортивных распределительных валов в том, что они отодвигают на малых частотах границу детонации.

Спортивные распредвалы используются для:


1. езды по городу;

2. в черте города и по трассе;

3. только по загородной трассе.

Для передвижения по городу используется низовой вал, для езды «город-шоссе» — вал универсальный, а для движения по загородной трассе — верховой.

Выбирая для конкретного агрегата распредвал с наименьшим подъемом клапанов, осуществляется выгодный эффект на малых оборотах вращения коленвала. Распределительный вал с наибольшей фазой покрытия повышает мощность силового агрегата на высоких частотах.

Обычно при выборе вала меняют кривую вертящего момента. Наибольшие значения смещают в «низа» или в «верха».

При желании увеличить функциональность в конкретных оборотах, придется принести в жертву другие значения. «Низовые» валы уступают области больших оборотов — «верховые», же при работе вхолостую и при невысоких частотах вращения. За изменениями следит профиль кулачка, который для повышения тяги на моментных делается широким, а на верхних — узким. Так что, если авто готовится к дрэг-рейсингу, следует установить параметры вала «низы—середина». Если же не хочется чтобы авто «тупило» на трассе, то «верховой».

Как только будет установлен спортивный распределительный вал, нужно будет осуществить регулировку клапанов. Может случиться так, что в момент равномерного подъема ни у одного из клапанов при перекрытии от преобразованного распредвала не будет желаемого результата. Если его выставить на «опережение», то мощность двигателя на высоких оборотах возрастет. Установка же распределительного вала на «запаздывание» увеличит тягу на малых оборотах.

Спортивный распредвал популярен не только у гонщиков, но им не гнушаются и обычные автомобилисты. «Кривой» вал расширяет рубежи возможностей для каждого автолюбителя.

09.06.2017

Распределительный вал двигателя — что это такое?

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!

Устройство и принцип работы распредвала

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.

Ременной привод

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 привод

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..

  • < Назад
  • Вперёд >

Что такое распределительный вал и для чего он нужен?

В среднем двигатель внутреннего сгорания состоит из тысяч деталей, из которых более 200 движущихся частей.

Среди этих компонентов распределительный вал является одним из самых важных.

Автомобильный двигатель просто не работает без него и плохо работает при повреждении распределительного вала.

Поскольку большинство людей никогда не разбирают автомобильный двигатель, трудно понять, что это такое и для чего оно предназначено.

Давайте посмотрим, что такое распределительный вал, что он делает и что происходит, если что-то не так.

Что такое распределительный вал?

В буквальном смысле распределительный вал представляет собой вал с прикрепленными к нему кулачками.

Кулачки представляют собой выступы овальной формы, расположенные точно вдоль вала.

Длина вала и количество кулачков или кулачков напрямую связаны с количеством клапанов и цилиндров, из которых состоит двигатель.

Валы распределительные изготавливаются из закаленной стали или сплава чугуна.

Это достаточно просто, но что он делает?

Распределительный вал открывает и закрывает клапаны в головке блока цилиндров.

При вращении распределительного вала выступы на кулачках давят на толкатели клапанов.

Это движение заставляет клапаны открываться, а пружины клапанов возвращают клапан в сидячее положение, как только кулачок кулачка проходит мимо.

Но что заставляет распредвал вращаться, спросите вы?

Вы наверняка слышали о ремне ГРМ (или цепи).

Ремень ГРМ соединяет звездочки на передней части коленчатого и распределительного валов, поэтому они работают синхронно.

Коленчатый вал передает энергию распределительному валу для его вращения, в результате чего впускной и выпускной клапаны открываются и закрываются.

Как узнать, есть ли проблема с распределительным валом?

Как и у всех движущихся частей двигателя, у распределительного вала могут возникнуть проблемы.

Это не частое явление для большинства новых автомобилей, но время от времени все же случается.

Как выглядит неисправность распределительного вала?

В большинстве случаев загорается индикатор Check Engine.

Коды неисправностей, связанные с проблемами распредвала, включают код пропусков зажигания для определенного цилиндра и возможные коды датчика положения распредвала.Другие симптомы включают в себя:

  • Выхлоп или хлопки в выхлопной трубе или впуске
  • Постукивание в верхней части двигателя
  • Полный промах в двигателе
  • Потеря мощности двигателя

Поскольку ни один из этих симптомов не уникален только к проблемам с распределительным валом, требуется знающий механик, чтобы точно диагностировать и исправить это.

Можно ли отремонтировать распределительный вал?

Из-за производственных процессов ремонт распределительного вала часто нецелесообразен.

Хотя в некоторых высокопроизводительных двигателях используются ремонтопригодные распределительные валы, это не очень рентабельно или практично для среднего автомобиля на дороге.

Вместо этого, если вашему автомобилю нужен новый распределительный вал, лучше всего заменить его новым.

Сколько стоит замена распределительного вала?

Детали для замены распределительного вала для большинства моделей будут стоить от 200 до 500 долларов США за распределительный вал, а также соответствующие уплотнения и прокладки.

Работа по замене распределительного вала, безусловно, самая дорогая часть сметы ремонта.

Стоимость рабочей силы составляет 1000 долларов или более, а стоимость ремонта большинства моделей составляет от 1200 до 1500 долларов.

Если вам нужна замена распределительного вала, получите предложение от опытного механика через AutoGuru.

Вас порадуют быстрая смета, прозрачные цены и удобство онлайн-бронирования!

Как работают распределительные валы | HowStuffWorks

Если вы читали статью «Как работают автомобильные двигатели», вы знаете о клапанах, которые пропускают топливно-воздушную смесь в двигатель и выхлопные газы из двигателя.В распределительном валу используются выступы (называемые кулачками ), которые толкают клапаны, открывая их при вращении распределительного вала; пружины на клапанах возвращают их в закрытое положение. Это критически важная работа, которая может оказать большое влияние на работу двигателя на различных скоростях. На следующей странице этой статьи вы можете увидеть анимацию, которую мы создали, чтобы действительно показать вам разницу между рабочим распредвалом и стандартным.

В этой статье вы узнаете, как распредвал влияет на работу двигателя.У нас есть несколько отличных анимаций, которые показывают вам, как на самом деле работают различные компоновки двигателей, такие как с одним верхним расположением распредвала (SOHC) и с двойным верхним расположением распредвала (DOHC). А затем мы рассмотрим несколько изящных способов, которыми некоторые автомобили регулируют распределительный вал, чтобы он мог более эффективно работать с разными скоростями двигателя.

Начнем с основ.

Основные сведения о распределительных валах

Ключевыми частями любого распределительного вала являются кулачки . Когда распределительный вал вращается, его кулачки открывают и закрывают впускной и выпускной клапаны одновременно с движением поршня.Оказывается, существует прямая зависимость между формой кулачков и поведением двигателя в разных диапазонах скоростей.

Чтобы понять, почему это так, представьте, что мы запускаем двигатель очень медленно — всего 10 или 20 оборотов в минуту (об/мин) — так что поршню требуется пара секунд, чтобы завершить цикл. На самом деле было бы невозможно запустить нормальный двигатель так медленно, но давайте представим, что мы могли бы. На этой малой скорости нам бы хотелось, чтобы кулачки кулачка имели такую ​​форму:

  • Как только поршень начинает двигаться вниз во время такта впуска (так называемая верхняя мертвая точка или ВМТ ), впускной клапан открывается.Впускной клапан закрывался бы сразу после того, как поршень опустился бы до дна.
  • Выпускной клапан откроется, как только поршень достигнет нижней мертвой точки (так называемая нижняя мертвая точка, или НМТ ) в конце такта сгорания, и закроется, когда поршень завершит такт выпуска.

Эта установка будет работать очень хорошо для двигателя, пока он работает на очень низкой скорости. Но что произойдет, если вы увеличите обороты? Давайте узнаем.

При увеличении числа оборотов конфигурация распределительного вала от 10 до 20 оборотов в минуту не работает должным образом.Если двигатель работает со скоростью 4000 об/мин, клапаны открываются и закрываются 2000 раз в минуту или 33 раза в секунду. На этих скоростях поршень движется очень быстро, поэтому топливовоздушная смесь, устремляющаяся в цилиндр, также движется очень быстро.

Когда впускной клапан открывается и поршень начинает такт впуска, воздушно-топливная смесь во впускном канале начинает ускоряться в цилиндре. К тому времени, когда поршень достигает нижней части такта впуска, воздух/топливо движется с довольно высокой скоростью.Если бы мы захлопнули впускной клапан, весь этот воздух/топливо остановился бы и не попал в цилиндр. Оставляя впускной клапан открытым немного дольше, импульс быстро движущегося воздуха/топлива продолжает нагнетать воздух/топливо в цилиндр, когда поршень начинает свой такт сжатия. Таким образом, чем быстрее работает двигатель, тем быстрее движется воздух/топливо, и тем дольше мы хотим, чтобы впускной клапан оставался открытым. Мы также хотим, чтобы клапан открывался шире на более высоких скоростях — этот параметр, называемый подъемом клапана , определяется профилем кулачка.

Анимация ниже показывает, как обычный кулачок и производительный кулачок имеют разные фазы газораспределения. Обратите внимание, что циклы выпуска (красный кружок) и впуска (синий кружок) намного больше перекрываются на рабочем кулачке. Из-за этого автомобили с этим типом кулачка имеют тенденцию очень неровно работать на холостом ходу.

Любой данный распределительный вал будет идеальным только при одной частоте вращения двигателя. На любой другой частоте вращения двигатель не будет работать в полную силу. Таким образом, фиксированный распределительный вал — это всегда компромисс.Вот почему автопроизводители разработали схемы изменения профиля кулачка при изменении частоты вращения двигателя.

Существует несколько различных вариантов расположения распределительных валов на двигателях. Мы расскажем о некоторых из наиболее распространенных. Вы, наверное, слышали терминологию:

  • Одинарный верхний распредвал (SOHC)
  • Двойной верхний распредвал (DOHC)
  • Толкатель

В следующем разделе мы рассмотрим каждый из них. конфигурации.

ЧТО ТАКОЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ВАЛ И ЧТО ОН ДЕЛАЕТ? | MTA Queensland

Функция распределительного вала заключается в открытии и закрытии клапанов в верхней части каждого цилиндра двигателя.Каждый цилиндр имеет как минимум два клапана, один из которых всасывает горючую смесь воздуха и топлива, которая при воспламенении толкает поршень вниз в цилиндре. Когда поршень возвращается в цилиндр, другой клапан открывается, чтобы выпустить выхлопные газы, оставшиеся от этого сгорания.

Сам распределительный вал представляет собой металлическую направляющую из железа или стали, которая находится над цилиндрами в верхней части двигателя. Вал отмечен яйцевидными выступами, известными как выступы кулачка, которые расположены с интервалами по его длине и совпадают с клапанами.Когда распределительный вал вращается, заостренный конец каждого кулачка соприкасается с рычагом, называемым «коромыслом», который открывает клапан для двигателя. Когда вершина лепестка проходит мимо коромысла, рычаг возвращается в исходное положение, и клапан закрывается.

Довольно просто.

За исключением того, что, как и в большинстве случаев, на самом деле это не так. Физическая механика может быть достаточно простой, но взаимодействие распределительного вала с другими компонентами имеет решающее значение для производительности двигателя и должно поддерживаться умело.

Движение распределительного вала очень точно синхронизировано с движением коленчатого вала — компонента в основании двигателя, который вращается благодаря вертикальному движению поршней. В большинстве двигателей открытые клапаны и поршни занимают одно и то же пространство внутри цилиндра в разное время, поэтому жизненно важно, чтобы время их движения было точным. Если они соприкоснутся, то может быть нанесен серьезный, возможно, непоправимый ущерб.

ЧТО МОЖЕТ ПОЙТИ НЕ ТАК?

Как и в случае любого движущегося компонента, все может пойти не так.Лепестки на распределительном валу со временем могут изнашиваться, и если система вокруг распределительного вала не обслуживается должным образом — если из системы вытекает масло или внутрь попадают грязь и мусор — может произойти повреждение. Проблемы могут проявляться в виде хлопков из выхлопной трубы или тиканья в месте расположения распределительного вала,

.

Еще проблема может исходить от датчика распредвала. Это электронное устройство, используемое системой управления двигателем автомобиля для контроля положения распределительного вала по отношению к коленчатому валу.Система использует эти данные для помощи в управлении системой впрыска топлива и зажигания. Если датчик распредвала неисправен, у автомобиля могут возникнуть проблемы с зажиганием; потеря или всплеск мощности; глохнет двигатель; и снижение производительности и экономии топлива.

Самый разрушительный ущерб наносится, когда синхронизация между движением коленчатого вала и распределительного вала отключена. Когда это происходит — и виновником здесь обычно является ремень ГРМ — тогда поршни и клапаны могут хрустеть внутри цилиндра, и эффект домино может включать не только поврежденные клапаны, но и поврежденные кулачки, погнутые или сломанные коромысла и даже погнутый, треснувший или сломанный распределительный вал.Если это произойдет, двигатель потенциально может быть списан.

ЧТО МОЖНО СДЕЛАТЬ С ПОВРЕЖДЕННЫМ РАСПРЕДВАЛОМ?

Если сам распределительный вал поврежден, его замена может оказаться столь же рентабельной, как и ремонт, если ремонт действительно возможен. Тем не менее, замена распределительного вала по-прежнему является трудоемкой работой, и на ее выполнение у опытного механика может уйти несколько часов. Наряду с ценой нового распределительного вала, на большинстве стандартных автомобилей можно ожидать стоимость где-то в районе 1500 долларов.

Как и во всем, профилактика лучше, чем лечение, и признание того, что с вашим автомобилем что-то не так, а также диагностика и устранение любых проблем до того, как они станут чем-то более серьезным, всегда является лучшим вариантом.

9 января 2020 г.

Назначение распределительного вала — Главная

Распределительный вал:

Распределительный вал — это вал, к которому прикреплен кулачок или кулачок является его неотъемлемой частью. Распределительный вал был описан в 1206 году турецким инженером Аль-Джазари.Он использовал его как часть своих автоматов, машин для подъема воды и водяных часов, таких как замковые часы. Среди первых автомобилей, в которых использовались двигатели с одинарным верхним распределительным валом, были модель Maud slay, разработанная Александром Крейгом и представленная в 1902 году, и автомобиль Marr Auto Car, разработанный уроженцем Мичигана Уолтером Лоренцо Марром в 1903 году.

Использование распределительного вала:

Распределительный вал используется для управления тарельчатыми клапанами в двигателях внутреннего сгорания с поршнями. Он состоит из цилиндрического стержня, проходящего по всей длине ряда цилиндров, с несколькими выступающими из него продолговатыми лепестками, по одному на каждый клапан.Кулачки кулачка заставляют клапаны открываться, нажимая на клапан или на какой-либо промежуточный механизм во время их вращения.

Назначение:

Распределительный вал действует как синхронизирующее устройство, которое управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов, а также задает перекрытие клапанов, возникающее в верхней мертвой точке на такте выпуска. Вал состоит из нескольких шеек, которые вращаются на подшипниках внутри двигателя. Он имеет яйцевидные лепестки, которые приводят в действие клапанный механизм либо за счет перемещения толкателей и толкателей, либо за счет непосредственного нажатия на штоки клапанов.Распределительный вал связан с вращением коленчатого вала цепью ГРМ, зубчатым ремнем или зубчатыми шестернями, а отказы в приводе распределительного вала могут привести к контакту клапанов с головками поршней, что приведет к значительным внутренним повреждениям.

Дополнительные функции распределительного вала:

В старых двигателях распределительные валы также могут иметь механически обработанные шестерни, которые приводят в действие распределитель и масляный насос. В более новых двигателях на конце распределительного вала может быть установлен датчик положения, который отправляет информацию в модуль управления силовой передачей, чтобы помочь модулю правильно синхронизировать импульсы впрыска топлива и зажигание.Некоторые двигатели могут иметь несколько распределительных валов, как в случае с некоторыми двигателями с верхним расположением распредвала, особенно с V-образной конфигурацией. В двигателях с десмодромным клапанным механизмом используется по крайней мере два кулачка, поскольку есть кулачок, открывающий нажатием, и кулачок, закрывающийся при нажатии, вместо традиционного кулачка, открываемого нажатием, с пружинами клапана, закрывающими клапан, когда кулачок вращается вокруг кулачка. и обратно на базовый круг.

Соотношение между вращением распределительного вала и вращением коленчатого вала имеет решающее значение.Поскольку клапаны управляют потоком впускаемой и выхлопной смеси топливовоздушной смеси, они должны открываться и закрываться в соответствующее время во время хода поршня.

Справочные ссылки:

https://itstillruns.com/reset-light-bmw-x5-2003-7242105.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Распредвал#Распределение

Распределительный вал

— что это такое и как они работают?

 

 

 

Возможно, вы слышали слова «распределительный вал» и «кулачок», которыми пользуются владельцы автомобилей, но никогда не понимали, что они собой представляют.Распределительные валы работают на относительно простых физических принципах и используются в автомобилях уже более 100 лет. Они необходимы для работы двигателей внутреннего сгорания и могут повлиять на работу вашего автомобиля. Вот почему так важно знать, что такое распределительные валы и как они работают.

Функция 

Распределительный вал представляет собой металлический стержень, который преобразует вращательное движение в поступательное. В двигателях внутреннего сгорания для автомобилей распределительный вал отвечает за подачу топлива и удаление выхлопных газов.Несколько кулачков или выступов являются частью распределительного вала и используются для перемещения впускных/выпускных клапанов. Распределительные валы крепятся к коленчатым валам, что можно сделать несколькими способами. Это удерживает клапаны в движении по отношению к движению поршней. Поскольку в двигателях внутреннего сгорания используется несколько поршней, для правильной работы вам нужен шатун, покрытый кулачками (или выступами). Расстояние между лепестками и их размещение должны быть точными, чтобы обеспечить правильную калибровку движения клапанов.

Основы 

Размер и форма лепестков влияют на работу двигателя при различных скоростях.Если между этими двумя факторами существует взаимосвязь, очевидно, вам нужен распределительный вал, повышающий производительность. Чем выше обороты, тем быстрее закрываются/открываются клапаны. В четырехтактном двигателе клапаны открываются и закрываются примерно на половине диапазона оборотов, поэтому, если они находятся в диапазоне 2000 об/мин, это происходит 1000 раз в минуту. Поскольку впуск топлива и воздух в этот момент поступают с такой высокой скоростью, если бы впускной клапан внезапно закрылся, впуска больше не было бы.

 

Если у вас есть автомобиль Chevy, расположение кулачков важно для того, чтобы держать впускной клапан открытым, особенно учитывая, что вы хотите, чтобы впускной клапан оставался открытым при более высоких диапазонах оборотов. В подробном обзоре для владельцев Шевроле объясняется, что распредвалы работают в зависимости от конкретных типов двигателей. Это означает, что вам необходимо иметь представление о том, что представляет собой ваш блок двигателя, прежде чем покупать комплект распределительного вала для вашего автомобиля.

Конфигурация распределительных валов

Поскольку существует разница в скорости открытия клапанов в разных диапазонах оборотов, большинство распределительных валов будут работать оптимально только при определенных скоростях.Чтобы обойти это, производители автомобилей придумали различные конфигурации распределительных валов. Распределительные валы могут быть сконфигурированы в несколько типов, включая одинарные верхние кулачки, двойные верхние кулачки или двигатели с толкателем. В одиночных верхних распредвалах они могут иметь по одному распредвалу на головку для цилиндровых двигателей, но будут иметь два распредвала для V-образных двигателей. Они работают на основе пружин и коромысел. Двойные верхние кулачки работают с тем же передаточным отношением, что и одинарные верхние кулачки. Это означает, что для рядных двигателей у них будет два кулачка на головку, а у двигателей V-6/8 их четыре.Поскольку количество клапанов коррелирует с мощностью двигателя, преимущество этих кулачков заключается в увеличении входной/выходной мощности впускных и выпускных клапанов.

 

В двигателях

Pushrod, как правило, используются цепи или шестерни, в отличие от ремней, используемых в двигателях с верхним расположением, которые с большей вероятностью сломаются. В двигателях толкателей используются стержни, проходящие через блок двигателя, что делает двигатель более тяжелым. Из-за повышенного сопротивления пружин скорость двигателей с толкателями ограничивается. Это означает, что двигатели с верхним расположением распредвала могут работать быстрее, потому что сопротивление пружин не увеличивается из-за шатунов.

Рабочие распределительные валы 

Итак, знайте, что мы немного углубились в то, что делают распределительные валы и каковы их конфигурации, в чем смысл установки высокопроизводительного распределительного вала? Ну, стандартные распределительные валы могут не иметь кулачков, которые работают на оптимизацию работы двигателя. То есть кулачки на распределительном валу с рабочими характеристиками могут дать больше времени для открытия клапанов и свободного обмена газами. Это не гарантирует повышения производительности, так как сам распредвал может не влиять на мощность двигателя.Важно сделать свою домашнюю работу в зависимости от вашего блока цилиндров и типа комплекта распределительного вала, который вы хотите установить.

 

Распределительные валы

используются уже давно и, вероятно, никуда не денутся, пока существуют двигатели внутреннего сгорания. Вы можете установить комплекты распределительных валов, чтобы повысить производительность вашего автомобиля. Существует огромное разнообразие размеров и пропорций кулачков, и они подходят для определенных типов двигателей, поэтому вам необходимо знать эту информацию, прежде чем искать распределительный вал с высокими характеристиками.Вот и все, теперь вы сможете понять, что такое распределительный вал и какую функцию он выполняет.

 

 

 

 

сообщить об этом объявлении

Поделись этим:

Нравится это:

Нравится Загрузка…

Связанные

Распредвал автомобиля — что такое распредвал

Распредвал двигателя

Для стабильной работы двигателя внутреннего сгорания каждая деталь играет важную функцию.Среди них распределительный вал. Рассмотрим, какова его функция, какие неисправности возникают, и в каких случаях требуется его замена.

Что такое распределительный вал

В двигателях внутреннего сгорания с четырехтактным типом работы распределительный вал является неотъемлемым элементом, без которого в цилиндры не будет поступать свежий воздух или воздушно-топливная смесь. Это вал, установленный в головке блока цилиндров. Он нужен для того, чтобы впускной и выпускной клапаны открывались своевременно.

Каждый распределительный вал имеет кулачки (каплевидные эксцентрики), которые давят на толкатель поршня, открывая соответствующее отверстие в камере цилиндра.В классических четырехтактных двигателях всегда используются распределительные валы (их может быть два, четыре или один).

Принцип работы

С торца распределительного вала закреплен ведущий шкив (или звездочка, в зависимости от типа привода ГРМ). На него надевается ремень (или цепь, если установлена ​​звездочка), которая соединяется со шкивом или звездочкой коленчатого вала. При вращении коленчатого вала крутящий момент передается на привод распределительного вала через ремень или цепь, благодаря чему этот вал вращается синхронно с коленчатым валом.

На поперечном разрезе распределительного вала видно, что кулачки на нем имеют каплевидную форму. Когда распределительный вал поворачивается, расширенная часть кулачка давит на толкатель клапана, открывая впускное или выпускное отверстие. При открывании впускных клапанов в цилиндр поступает свежий воздух или воздушно-топливная смесь. Когда выпускные клапаны открыты, выхлопные газы удаляются из цилиндра.

Особенность конструкции распределительного вала позволяет всегда открывать/закрывать клапана в нужный момент, обеспечивая эффективное газораспределение в двигателе.Поэтому эта деталь называется распределительным валом. При смещении крутящего момента на валу (например, при растяжении ремня или цепи) клапаны не открываются в соответствии с ходом, совершаемым в цилиндре, что приводит к нестабильной работе ДВС или не позволяет ему работать вообще.

Где находится распределительный вал?

Расположение распределительного вала зависит от конструктивных особенностей мотора. В некоторых модификациях он расположен снизу, под блоком цилиндров.Более распространены модификации двигателей, распределительный вал которых расположен в головке блока цилиндров (сверху ДВС). Во втором случае ремонт и регулировка газораспределительного механизма намного проще, чем в первом.

Модификации V-образных двигателей оснащены ремнем ГРМ, который находится в развале блока цилиндров, а иногда отдельный блок оснащается собственным газораспределительным механизмом. Сам распределительный вал закреплен в корпусе подшипниками, что позволяет ему вращаться непрерывно и плавно.В оппозитных двигателях (или оппозитных) конструкция ДВС не позволяет установить один распределительный вал. При этом с каждой стороны устанавливается отдельный газораспределительный механизм, но их работа синхронизирована.

Функции распределительного вала

Распределительный вал — элемент газораспределения (газораспределительный механизм). Он определяет порядок циклов двигателя и синхронизирует открытие/закрытие клапанов, подающих топливовоздушную смесь в цилиндры и выпускающих отработавшие газы.

Механизм газораспределения работает по следующему принципу. В момент запуска двигателя стартер проворачивает вал. Распределительный вал приводится в движение цепью, ремнем, надетым на шкив коленчатого вала или шестернями (во многих старых американских автомобилях). Впускной клапан в цилиндре открывается, и в камеру сгорания поступает смесь бензина и воздуха. В этот же момент датчик коленвала подает импульс на катушку зажигания. Он генерирует разряд, который идет на свечу зажигания.

К моменту появления искры оба клапана в цилиндре закрыты и топливная смесь сжата. При воспламенении выделяется энергия и поршень движется вниз. Таким образом, коленчатый вал вращается и приводит в движение распределительный вал. В этот момент он открывает выпускной клапан, через который выходят выхлопные газы от процесса сгорания.

Распределительный вал всегда открывает нужный клапан на определенный период времени и на стандартной высоте. Благодаря своей форме этот элемент обеспечивает стабильный цикл смены циклов в двигателе.

Детали фаз открытия и закрытия клапанов, а также их настройки показаны в этом видео:

В зависимости от модификации двигателя в него могут быть установлены один или несколько распределительных валов. В большинстве автомобилей эта деталь расположена в головке блока цилиндров. Он приводится в движение за счет вращения коленчатого вала. Эти два элемента соединяются с помощью ремня, цепи ГРМ или шестерни.

Чаще всего однораспределительным валом оснащают рядный двигатель с рядным расположением цилиндров.Большинство этих двигателей имеют по два клапана на цилиндр (один впускной и один выпускной). Также есть модификации с тремя клапанами на цилиндр (два на впуске, один на выпуске). Двумя валами чаще оснащаются двигатели, в которых по 4 клапана на цилиндр. В оппозитных двигателях внутреннего сгорания и с V-образным также устанавливаются два распределительных вала.

Двигатели с одним распределительным валом имеют простую конструкцию, что приводит к снижению удельных затрат в процессе производства. Такие модификации проще в обслуживании.Они всегда устанавливаются на бюджетные автомобили.

На более дорогих модификациях двигателей некоторые производители устанавливают второй распредвал для снижения нагрузки (по сравнению с одновальными вариантами ГРМ) и в некоторых моделях ДВС для обеспечения сдвига фаз газораспределения. Чаще всего такая система встречается в автомобилях, которые должны отличаться спортивными характеристиками.

Распределительный вал всегда открывает клапан на определенный период времени. Для повышения эффективности работы двигателя на более высоких оборотах необходимо изменить этот интервал (двигателю нужно больше воздуха).Но при штатной настройке газораспределительного механизма на повышенных оборотах коленчатого вала впускной клапан закрывается раньше, чем в камеру поступает нужное количество воздуха.

В то же время, если установить спортивный распредвал (кулачки дольше и на другую высоту открывают впускные клапана), при малых оборотах двигателя велика вероятность того, что впускной клапан откроется раньше, чем закроется выпускной. Из-за этого часть смеси будет попадать в выхлопную систему. Как следствие, потеря мощности на малых скоростях и повышенная токсичность выхлопа.

Простейшая схема для достижения такого эффекта — установка распределительного вала с функцией проворачивания под определенным углом относительно коленчатого вала. Этот механизм позволяет осуществлять раннее и позднее закрытие/открытие впускных и выпускных клапанов. На оборотах до 3500 он будет в одном положении, а при преодолении этого порога вал немного вращается.

Каждый производитель, оснащающий свои автомобили такой системой, указывает в технической документации свою маркировку. Например, Honda указывает VTEC или i-VTEC, Hyundai указывает CVVT, Fiat — MultiAir, Mazda — S-VT, BMW — VANOS, Audi — Valvelift, Volkswagen — VVT и т. д.

На сегодняшний день с целью повышения производительности силовых агрегатов разрабатываются электромагнитные и пневматические бескулачковые системы газораспределения. Пока такие модификации очень дороги в производстве и обслуживании, поэтому на серийные автомобили пока не устанавливаются.

Помимо распределения тактов двигателя, эта деталь приводит в действие дополнительное оборудование (в зависимости от модификации мотора), например, масляный и топливный насосы, а также распределительный вал.

Конструкция распределительного вала

Распределительные валы изготавливаются ковкой, сплошным литьем, полым литьем и в последнее время появились трубчатые модификации.Целью изменения технологии создания является облегчение конструкции для получения максимального КПД двигателя.

Распределительный вал выполнен в виде стержня, на котором расположены такие элементы:

  • Носок. Это передняя часть вала, в которой сделан шпоночный паз. Здесь установлен шкив ремня ГРМ. В случае цепного привода на его место устанавливается звездочка. Эта часть фиксируется концевым болтом.
  • Шейка сальника. К нему крепится сальник, препятствующий вытеканию смазки из механизма.
  • Опорная горловина. Количество таких элементов зависит от длины стержня. На них установлены опорные подшипники, уменьшающие силу трения при вращении штока. Эти элементы устанавливаются в соответствующие пазы в головке блока цилиндров.
  • Кулачки. Это выступы в виде застывшей капли. При вращении они толкают шток, прикрепленный к коромыслу (или сам толкатель клапана). Количество кулачков зависит от количества клапанов. Их размер и форма влияют на высоту и продолжительность открытия клапана.Чем острее пик, тем быстрее закрывается клапан. И наоборот – пологий край слегка придерживает клапан открытым. Чем тоньше ось кулачка, тем ниже опустится клапан, что увеличит объем топлива и ускорит выпуск выхлопных газов. По форме кулачков определяют тип фаз газораспределения (узкие — на низких оборотах, широкие — на высоких).
  • Масляные каналы. Внутри вала сделано сквозное отверстие, через которое масло подается к кулачкам (каждый имеет небольшой выход).Это предотвращает преждевременное стирание штоков толкателей и выработку плоскостей кулачков.

Если в конструкции мотора используется один распределительный вал, то кулачки в нем устроены так, что один набор перемещает впускные клапана, а несколько смещенный набор — выпускные. В двигателях, цилиндры которых снабжены двумя клапанами на впуск и двумя на выпуск, устанавливаются два распределительных вала. При этом один открывает впускные клапаны, а другой открывает выпускной газ.

Типы

В основном распределительные валы принципиально не отличаются друг от друга.Механизмы газораспределения кардинально различаются в разных двигателях. Например, в системах ОНС распределительный вал установлен в головке блока цилиндров (над блоком), и напрямую приводит в движение клапаны (или через толкатели, гидрокомпенсаторы).

В газораспределительных механизмах типа OHV распределительный вал расположен рядом с коленчатым валом в нижней части блока цилиндров, а управление клапанами осуществляется через толкатели. В зависимости от типа ГРМ в ГБЦ могут быть установлены либо один, либо два распределительных вала на ряд цилиндров.

Распредвалы различаются между собой типом кулачков. Одни имеют более вытянутые «капли», другие, наоборот, менее вытянутую форму. Такая конструкция обеспечивает разную амплитуду движения клапана (у одних интервал открытия больше, у других — дольше открывается). Такие особенности распределительных валов дают широкие возможности для тюнинга двигателей путем изменения крутящего момента и количества подачи ВТС.

Среди тюнинговых распредвалов есть:

  1. Низовые.Обеспечивает двигателю максимальный крутящий момент на низких оборотах, что отлично подходит для езды по городу.
  2. Нижняя-средняя. Это золотая середина между низкими и средними оборотами. Этот распределительный вал часто используется на машинах для дрэг-рейсинга.
  3. Лошадь. В моторах с такими распредвалами максимальный крутящий момент доступен на максимальных оборотах, что положительно сказывается на максимальной скорости автомобиля (для движения по шоссе).

Помимо спортивных распредвалов, есть еще модификации, открывающие обе группы клапанов (и впускные, и выпускные в соответствующее время).Для этого на распределительном валу используются две кулачковые группы. Системы газораспределения DOHC имеют отдельные впускные и выпускные распределительные валы.

За что отвечает датчик распредвала

В двигателях с карбюратором к распредвалу подключен трамблер, определяющий какая фаза выполняется в первом цилиндре — впуск или выпуск.

В инжекторном ДВС нет распределителя, поэтому за определение фаз первого цилиндра отвечает датчик положения распредвала.Его задача не идентична функционалу датчика коленвала. За один полный оборот ремня ГРМ коленчатый вал совершит два оборота вокруг своей оси.

ДПКВ фиксирует ВМТ поршня первого цилиндра и дает импульс на формирование разряда для свечи зажигания. ДПРВ посылает сигнал на ЭБУ, в какой момент нужно подать топливо и искру на первый цилиндр. Такты в остальных цилиндрах происходят попеременно в зависимости от конструкции двигателя.

Датчик распредвала состоит из магнита и полупроводника. На валу ГРМ в месте установки датчика имеется репер (небольшой металлический зубец). При вращении этот элемент проходит мимо датчика, благодаря чему магнитное поле в нем замыкается и генерируется импульс, который поступает в компьютер.

Электронный блок управления фиксирует скорость импульсов. По ним он ориентируется, когда в первый цилиндр подается и воспламеняется топливная смесь.В случае установки двух валов (один на такт впуска, а другой — на выпуск), датчик будет установлен на каждом из них.

Что произойдет, если датчик выйдет из строя? Этому вопросу посвящено видео:

Если мотор оборудован системой изменения фаз газораспределения, то ЭБУ определяет частоту импульсов открытия/закрытия клапана в зависимости от частоты импульсов. В этом случае двигатель будет оснащен дополнительным устройством – фазовращателем (или гидромуфтой), который проворачивает распределительный вал для изменения времени открытия.Если датчик Холла (или распредвала) неисправен, то фазы газораспределения не изменятся.

Принцип работы ДПРВ в дизельных двигателях отличается от использования в бензиновых аналогах. В этом случае он фиксирует положение всех поршней в верхней мертвой точке в момент сжатия топливной смеси. Это позволяет более точно определить положение распределительного вала относительно коленчатого, что стабилизирует работу дизеля и облегчает его запуск.

В конструкцию таких датчиков добавлены дополнительные датчики, положение которых на мастер-диске соответствует наклону конкретного клапана в отдельном цилиндре.Устройство таких элементов может отличаться в зависимости от собственных разработок разных производителей.

Типы размещения распределительных валов в двигателе

В зависимости от типа двигателя может содержать один, два и даже четыре вала газораспределительного механизма. Для облегчения определения типа ГРМ на крышке ГБЦ нанесена следующая маркировка:

  • SOHC. Это будет рядный или V-образный двигатель с двумя или тремя клапанами на цилиндр.В нем распредвал будет один в ряду. На его стержне расположены кулачки, управляющие фазой впуска, и немного смещенные — отвечающие за фазу выпуска. В случае моторов, выполненных в форме V, таких валов будет два (по одному на ряд цилиндров) или один (размещенный в развале между рядами).
  • DOHC. Эта система отличается от предыдущей наличием двух распределительных валов на один ряд цилиндров. При этом каждый из них будет отвечать за отдельную фазу: один за вход, а другой за выход.На однорядных валах моторов будет два, на V-образных — четыре. Эта технология позволяет снизить нагрузку на вал, что увеличивает его ресурс.

Газораспределительные механизмы также различаются по расположению валов:

  • Боковое (или нижнее) (двигатель OHV или Pusher). Это старая технология, которая использовалась в карбюраторных двигателях. Среди достоинств этого типа — простота смазки подвижных элементов (находятся непосредственно в картере). Основным недостатком является сложность обслуживания и замены.При этом кулачки давят на коромысла, а те передают движение на сам клапан. Такие модификации моторов малоэффективны на высоких оборотах, так как содержат большое количество органов управления открытием клапанов. Из-за повышенной инерционности страдает точность фаз газораспределения.
  • Верхний (OHC). Такая конструкция ГРМ используется в современных двигателях. Этот агрегат проще в обслуживании и ремонте. Одним из недостатков является сложная система смазки. Масляный насос должен создавать стабильное давление, поэтому необходимо внимательно следить за интервалами замены масла и фильтра (на что ориентироваться при определении графика таких работ рассказано здесь). Такое устройство позволяет использовать меньшее количество дополнительных деталей .В этом случае кулачки воздействуют непосредственно на толкатели клапанов.

Как определить дефект распредвала

Основной причиной выхода из строя распредвала является масляное голодание. Это может произойти из-за плохого состояния фильтра или неподходящего масла для этого мотора (по каким параметрам подбирается смазка, читайте в отдельной статье). При соблюдении интервалов обслуживания вал ГРМ прослужит столько же, сколько и весь двигатель.

Распространенные проблемы с распределительным валом

Из-за естественного износа деталей и недосмотра автомобилиста возможны следующие неисправности распределительного вала.

  • Выход из строя навесных деталей — ведущей шестерни, ремня или цепи ГРМ. В этом случае вал приходит в негодность и нуждается в замене.
  • Притирка опорных шеек и проработка кулачков. Сколы и канавки появляются из-за чрезмерных нагрузок, например, в результате неправильной регулировки клапанов. При вращении повышенная сила трения между кулачками и толкателями создает дополнительный нагрев узла, разрушая масляную пленку.
  • Течь сальника.Возникает в результате длительного простоя мотора. Со временем резиновый уплотнитель теряет эластичность.
  • Деформация вала. Из-за перегрева двигателя металлический элемент может погнуться под большой нагрузкой. Обнаруживается такая неисправность по появлению дополнительной вибрации в двигателе. Обычно эта проблема длится недолго – из-за сильной тряски соседние детали быстро выйдут из строя, и мотор нужно будет отправить на капитальный ремонт.
  • Неправильная установка. Само по себе это не является неисправностью, но из-за несоблюдения норм затяжки болтов и регулировки фаз ДВС быстро придет в негодность, и его нужно будет «капитализировать».
  • Низкое качество материала может привести к повреждению самого вала, поэтому при выборе нового распредвала важно обращать внимание не только на его цену, но и на репутацию производителя.

Как визуально определить износ кулачка — показано на видео:

Некоторые автомобилисты пытаются устранить некоторые неисправности вала ГРМ полировкой поврежденных мест или установкой дополнительных вкладышей. В таких ремонтных работах нет смысла, так как при их выполнении невозможно добиться точности, необходимой для бесперебойной работы агрегата.В случае возникновения проблемы с распредвалом специалисты рекомендуют сразу заменить его на новый.

Как выбрать распределительный вал

Новый распределительный вал необходимо выбирать исходя из причины замены:

  • Замена поврежденной детали на новую. В этом случае вместо вышедшей из строя модели выбирается аналогичная.
  • Модернизация двигателя. Для спортивных автомобилей используются специальные распределительные валы в сочетании с системой изменения фаз газораспределения. Моторы для повседневной езды тоже модернизируют, например, увеличивая мощность за счет регулировки фаз за счет установки нестандартных распредвалов.Если нет опыта выполнения такой работы, то лучше доверить ее профессионалам.

На что следует ориентироваться при выборе кастома распредвала для конкретного двигателя? Основным параметром является развал кулачков, максимальный подъем клапана и угол перекрытия.

О том, как эти показатели влияют на работу двигателя, смотрите в следующем видео:

Стоимость нового распредвала

По сравнению с капитальным ремонтом всего двигателя стоимость замены распредвала ничтожно мала.Например, новый вал для отечественного автомобиля стоит в районе 25 долларов. За регулировку фаз газораспределения в некоторых мастерских возьмут 70 у.е. За капитальный ремонт мотора вместе с запчастями придется заплатить около 250 долларов ( и это в гаражах СТО).

Как видите, техническое обслуживание лучше проводить вовремя и не подвергать мотор чрезмерным нагрузкам. Тогда он будет служить своему хозяину долгие годы.

Каким маркам отдать предпочтение

Рабочий ресурс распределительного вала напрямую зависит от того, насколько качественный материал использует производитель при создании этой детали.Мягкий металл будет больше изнашиваться, а перегретый металл может лопнуть.

Наиболее качественным и надежным вариантом является компания OEM. Это производитель различного оригинального оборудования, продукция которого может продаваться под разными торговыми марками, но в документации будет указано, что деталь является ОЕМ.

Среди товаров этого производителя можно найти запчасть для любого автомобиля. Правда, стоимость такого распредвала будет очень дорогой по сравнению с аналогами конкретных марок.

Если вам нужно остановиться на более дешевом распредвале, то хорошим вариантом будут:

  • немецкой марки Ruville;
  • Чешский производитель ET Engineteam;
  • британская марка AE;
  • Испанская фирма Ajusa.

Недостатки при выборе распредвала от перечисленных производителей в том, что во многих случаях они не создают детали под конкретную модель. В этом случае вам нужно будет либо купить оригинал, либо обратиться к проверенному токарю.

Вопросы и ответы:

Как работает коленвал и распредвал? Коленчатый вал работает, толкая поршень в цилиндрах. С ним через ремень соединен распределительный вал ГРМ. За два оборота коленчатого вала происходит один оборот распределительного вала.

В чем разница между коленчатым валом и распределительным валом? Коленчатый вал, вращаясь, приводит во вращение маховик (затем крутящий момент поступает на трансмиссию и на ведущие колеса). Распределительный вал открывает/закрывает распределительный клапан.

Какие бывают типы распределительных валов? Есть низовые, ездовые, тюнинговые и спортивные распредвалы. Отличаются они количеством и формой кулачков, приводящих в движение клапаны.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Что такое распредвал и датчик положения распредвала?

Что такое распределительный вал?

Распределительный вал представляет собой вращающийся компонент, простой стержень или вал, обычно изготовленный из металла, содержащий «кулачки кулачка», которые преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное движение.Когда вал вращается, кулачок позволяет ему воздействовать на клапан или переключаться на соответствующую степень его формы, а скорость вращения регулирует скорость действия.

Распределительные валы используются в двигателях внутреннего сгорания для управления впускными и выпускными клапанами, а также в механически управляемых системах зажигания и первых электродвигателях в качестве регуляторов скорости.

Распределительные валы в автомобилях изготавливаются из стали или чугуна и являются ключевым фактором, определяющим диапазон оборотов в диапазоне мощности двигателя.

В современном двигателе внутреннего сгорания они обычно, но не обязательно, располагаются непосредственно над рядами цилиндров, где они управляют клапанами. Их калибровка точно контролирует количество воздушно-топливной смеси, поступающей в камеру, и то, насколько эффективно отработавшие выхлопные газы от предыдущего зажигания могут выйти из камеры, чтобы освободить место для следующего заряда.

Это не только делает их критически важными для работы двигателя, но и потому, что открытие и закрытие клапанов должно быть тщательно и точно синхронизировано с движениями поршня , они также оказывают существенное влияние на производительность.

Для обеспечения этого момента распределительные валы соединены с вращением коленчатого вала через зубчатый ремень или цепь, которая непосредственно перемещает поршни в цилиндре. Кроме того, форма самих кулачков была тщательно разработана для контроля скорости открытия и закрытия клапанов. Это более известно как изменение фаз газораспределения.

Распределительный вал был описан в 1206 году арабским инженером Аль-Джазари. Он использовал его как часть своих автоматов, машин для подъема воды и водяных часов, таких как замковые часы.

Первыми автомобилями, в которых использовались двигатели с одним верхним расположением распредвала, были Maudslay, разработанный Александром Крейгом и представленный в 1902 году, и Marr Auto Car, разработанный Уолтером Лоренцо Марром из Мичигана в 1903 году.

Как работает распределительный вал?

Распределительный вал — это стержень, который вращается и скользит по машине для преобразования вращательного движения в поступательное. Это изменение движения достигается за счет того, что распределительный вал перемещается все дальше и ближе от оси вращения, в то время как машина толкает распределительный вал.

Распределительный вал теплового двигателя внутреннего сгорания представляет собой устройство, которое регулирует как подачу топлива, так и выброс выхлопных газов. Он состоит из нескольких радиальных кулачков, каждый из которых смещает впускные или выпускные клапаны. Этот распределительный вал соединен с коленчатым валом через ремень, цепь или шестерни. Это обеспечивает постоянную синхронизацию клапанов по отношению к движению поршней.

Распределительный вал приводится в движение зубчатой ​​шестерней, которая получает привод через зубчатый ремень или цепь от коленчатого вала.Цикл четырехтактного двигателя требует двух оборотов коленчатого вала для полного цикла, поэтому распределительный вал приводится в движение с половиной скорости коленчатого вала.

Теперь вы знаете важность распределительного вала, но как мы можем определить, работает ли он правильно или нет? Для этого многие современные двигатели оснащены датчиком положения распредвала.

Что такое датчик положения распределительного вала?

Датчики положения распределительного вала контролируют положение распределительного вала и отправляют в блок управления двигателем информацию об открытии каждого клапана на конкретном цилиндре.Они тесно взаимодействуют с датчиками положения коленчатого вала, чтобы создать полную картину для блока управления двигателем.

Эти данные нужны блоку управления двигателем для контроля количества топлива, поступающего в камеру сгорания, и момента зажигания (момент зажигания) для воспламенения топлива, при одновременном воспламенении топливно-воздушной смеси увеличиваются мощность двигателя, расход топлива и выбросы выхлопных газов снижаться.

В современных двигателях с автоматическим запуском/автоматической остановкой датчик положения распределительного вала определяет, какой цилиндр находится в рабочем такте относительно положения коленчатого вала, и обеспечивает подачу топлива и искру для запуска двигателя при нажатии на педаль акселератора.

Неисправный датчик положения распределительного вала может предупредить вас, прежде чем он выйдет из строя и оставит вас в тупике.

Признаки неисправности датчика положения распределительного вала

1. Загорается индикатор «Проверьте двигатель»

Первое, на что следует обратить внимание, если датчик положения загорится приборная панель. Очевидно, что индикатор «Check Engine» может указывать на различные проблемы и не обязательно на неисправный датчик распредвала.

В этом случае вам следует либо использовать систему OBD II (бортовая диагностика II), чтобы эффективно контролировать аппаратное и программное обеспечение автомобиля. Вы можете обнаружить износ детали, вызывающий незаметные изменения производительности, до того, как деталь полностью выйдет из строя.

Игнорирование индикатора Check Engine может привести к дорогостоящему ремонту двигателя или трансмиссии .

2. Проблемы с зажиганием

Когда датчик положения распределительного вала выходит из строя и ослабевает, сигнал, который он отправляет на компьютер автомобиля, также ослабевает.Это означает, что сигнал в итоге будет настолько слабым, что машина не заведется из-за отсутствия искры от зажигания.

3. Автомобиль дергается или дергается

Если вы ведете автомобиль, и датчик положения распределительного вала начинает выходить из строя, двигатель будет время от времени терять мощность, и автомобиль будет дергаться или беспорядочно двигаться вперед.

Это происходит из-за неправильного количества топлива, впрыскиваемого в цилиндры, так как PCM получает неверную информацию от датчика положения распределительного вала.

4. Плохая управляемость

Неисправный датчик положения распределительного вала начинает терять способность быстро передавать данные. Несоответствие подачи топлива и угла опережения зажигания, даже если оно отличается на несколько миллисекунд, приведет к тому, что ваш автомобиль начнет разбрызгиваться, плохо ускоряться, терять мощность, глохнуть или даже глохнуть.

5. Проблемы с переключением передач

В некоторых автомобилях с неисправным датчиком положения распределительного вала трансмиссия застревает на одной передаче.Единственный способ выключить эту передачу — выключить двигатель, немного подождать, а затем перезапустить.

Это только временное решение, и проблема появится снова, поэтому замена датчика необходима как постоянное решение.

Наряду с этим неисправный датчик положения распредвала может препятствовать работе соленоидов переключения передач и переключению передач. Некоторые модели, называемые «режимом бездорожья», помогают защитить двигатель от повреждений, ограничивая скорость двигателя.

6.Плохая экономия топлива

Неточные данные датчика положения распределительного вала могут держать топливные форсунки открытыми слишком долго, из-за чего избыток топлива попадает в камеру сгорания. Это также может вызвать детонацию двигателя и серьезное повреждение, если в камере сгорания скапливается слишком много жидкого бензина (который не сжимается).

7. Двигатель глохнет

Еще худший сценарий, чем незапуск автомобиля, заключается в том, что ваш двигатель на самом деле выключается или глохнет во время движения, потому что топливные форсунки не получают инструкции впрыскивать топливо в цилиндры двигателя.

Стоимость замены датчика положения распределительного вала

Возможно, нам не нужно говорить вам, насколько опасной может быть эта ситуация.

Замена датчика положения распределительного вала обойдется вам в сумму от 95 до 200 долларов США. Стоимость одних только деталей составляет от 25 до 100 долларов США. Стоимость рабочей силы при профессиональной замене будет варьироваться от 70 до 100 долларов США.

Ожидается заплатите больше, если вы владеете роскошным автомобилем или его обменом занимается местный автомобильный дилер. К этим расходам добавляются дополнительные сборы и налоги.

Можно ли заменить датчик положения распределительного вала самостоятельно?

Да. Это одна из тех работ, которую может выполнить почти каждый, и это простой способ сэкономить на минимальной оплате труда (часто близкой к 100 долларам), которую взимает с вас ремонтная мастерская или дилер. Замена занимает 5-10 минут.

Как заменить датчик положения распределительного вала
  • Отсоедините отрицательный кабель аккумуляторной батареи.
  • Найдите датчик. Обычно он находится в верхней, передней или задней части двигателя.Вероятно, к нему будет присоединен 2-3-проводной разъем.
  • Освободите язычок на датчике, чтобы отсоединить провода от датчика.
  • Снимите крепежный болт, которым датчик крепится к двигателю. Обычно это болт 8 или 10 мм.
  • Слегка повернув датчик, снимите его.
  • Нанесите немного моторного масла на уплотнительное кольцо нового датчика.
  • Установите новый датчик положения распределительного вала и закрепите его крепежным болтом.
  • Подсоедините разъем провода к датчику.
  • Подсоедините отрицательную клемму аккумуляторной батареи.

Часто задаваемые вопросы.

Что такое распределительный вал?

Распределительный вал представляет собой вращающийся компонент, простой стержень или вал, обычно изготовленный из металла, содержащий «кулачки кулачка», которые преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное движение. Когда вал вращается, кулачок позволяет ему воздействовать на клапан или переключаться на соответствующую степень его формы, а скорость вращения регулирует скорость действия.

Как работает распределительный вал?

Распределительный вал — это стержень, который вращается и скользит по машине для преобразования вращательного движения в поступательное.Это изменение движения достигается за счет того, что распределительный вал перемещается все дальше и ближе от оси вращения, в то время как машина толкает распределительный вал.

Что такое датчик положения распределительного вала?

Датчики положения распределительного вала контролируют положение распределительного вала и отправляют на блок управления двигателем информацию об открытии каждого клапана на конкретном цилиндре. Они тесно взаимодействуют с датчиками положения коленчатого вала, чтобы создать полную картину для блока управления двигателем.

Каковы симптомы неисправности датчика положения распределительного вала?

Признаки неисправности датчика положения распределительного вала:
1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.