Зачем в автомобилях распредвал, как он работает и каким бывает. Для чего нужен распредвал.

Советы и вопросы
Для чего нужен распредвал - Как вал приводится в движение Повреждение распределительного вала Типичные неполадки распредвала Как выбрать распределительный вал Количество валов

Как и любой компонент двигателя, распределительный вал также может выйти из строя. Однако отказы обычно происходят не из-за физического износа (пленка масла на поверхностях трения должна защищать от этого), а по другим причинам:

Распределительный вал: что и как будем распределять?

Когда двигатель работает, клапаны (впускные, выпускные) открываются и закрываются с высокой скоростью, чтобы обеспечить распределение газов. За этим «следит» распределительный вал — сложное металлическое устройство, которое точно подбирается под конкретную модель двигателя. На первый взгляд, мощность и динамика двигателя, а также его эффективность зависят от распределительного вала.

На заводах распределительный вал либо вытачивается из цельнометаллического цилиндра, либо распределительные валы устанавливаются на вал цилиндра (относится к распределительным валам AVS). Конструкция представляет собой чугун или ламинированную сталь. На определенных этапах производственного процесса материал обогащается азотом, обрабатывается промышленным лазером и шлифуется.

Несмотря на впечатляющий внешний вид и кажущуюся сложность, механизм распределительного вала очень прост. На валу расположены распределительные валы, которые открывают клапаны либо напрямую, либо через присоски. Так называемые подшипниковые валы, установленные на подшипниках, обеспечивают вращение вала почти без нагрева из-за сил трения. Когда вал начинает вращаться, распределительные валы открывают клапаны двигателя, которые закрываются пружинами, пока вал продолжает вращаться. Обычно на каждый клапан приходится по одному кулачку.

Из чего состоит распредвал

Автомобилисты, вероятно, знакомы с аббревиатурами SOHC и DOHC. Первый термин относится к двигателям с одним распредвалом, второй — с двумя распредвалами. Двигатели SOHC считаются устаревшими, но до сих пор устанавливаются в легковых автомобилях низшего класса. Второй тип — это улучшенная версия первого типа (распредвалов определено два), которая имеет толкатели.

Производительность двигателя напрямую зависит от качества топливной смеси, условий сгорания и подачи самой смеси. Если с кормлением все понятно, то стоит обратить внимание на первые два пункта. Представьте себе: Если усовершенствовать распределительные валы так, чтобы они поднимались высоко и открывали клапаны на более длительное время, в камеру может попасть больше воздуха; если воздуха много, можно подать и больше топлива, которое обычно не сгорает в среде с низким содержанием кислорода. Так думают и инженеры, создающие спортивные двигатели. Однако такое решение совершенно не подходит для городской среды: Вы получаете огромную мощность, но расходуете больше топлива, что особенно важно при попеременном старте и торможении, как это происходит в «ползущем» городе.

Обратите внимание, что количество кулачков не имеет ничего общего с количеством клапанов. Конечно, большое количество клапанов гарантирует высокую пропускную способность для заполнения камеры сгорания и дальнейшего ее опорожнения. Однако производители автомобилей устанавливают столько распредвалов, сколько считают достаточным для обеспечения не только высокой производительности, но и высокой надежности системы и минимальной нагрузки на компоненты.

Примечание: Когда распределительный вал делает один оборот, коленчатый вал делает два оборота, но отдельный клапан открывается только один раз. Правильная работа двух осей, т.е. распределительного и коленчатого валов, обеспечивается зубчатым ремнем и специальными шестернями.

Функции распредвала

В двигателях внутреннего сгорания распределительный вал отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, т.е. за распределение газов непосредственно в камере сгорания двигателя. Двигатель и сам распределительный вал, а также правильная регулировка определяют характеристики двигателя: мощность, динамику и эффективность. Развитие двигателей внесло ряд изменений в форму и функции распределительных валов: были созданы системы распределительных валов, которые адаптируют фазы газораспределения к оборотам двигателя, валы размещаются отдельно для впуска и выпуска, и, конечно же, изменились материалы и обработка металла.

Распределительный вал вращается, передавая крутящий момент от коленчатого вала. Имеются следующие приводные устройства:

  • Ременная передача. Внутренняя часть зубчатого ремня входит в зацепление с зубьями шкивов, обеспечивая вращение. В двигателях TDI, например, устанавливается эллиптическая передача. Это уменьшает растягивающие усилия. Ремень ГРМ также приводит в действие некоторые насосы: Масляный насос, насос высокого давления, насос охлаждающей жидкости. Средний срок службы такого привода: 100-150 тыс. км,
  • Ременная передача. Этот шкив очень надежен. Он дополнительно оснащен натяжными роликами и стабилизаторами. Различают однорядные и двухрядные цепи.

Распредвал внутри двигателя

Эксперты различают мотор-редукторы. На практике и цепи, и ремни могут быть оснащены зубьями. Вопрос о наилучшем способе передачи крутящего момента не может быть решен ни одним из них. Оба варианта имеют свои преимущества и недостатки.

Установка распределительных валов

Производители двигателей обязаны устанавливать до четырех распределительных валов.

При наличии 2 или 3 клапанов устанавливается только один распределительный вал на цилиндр. При 4 клапанах устанавливается один или два распределительных вала. В системах DOHC, например, используются два распределительных вала, один для впуска, другой для выпуска.

Как правило, конструкция двигателей и сопутствующих компонентов упрощается, иногда в ущерб геометрии. Двигатели с противовращением, а также V-образные двигатели имеют один распределительный вал или один под головкой цилиндра. В исключительных случаях можно встретить интересную рядную компоновку — здесь распределительный вал один, хотя клапанов четыре. Пример.

В большинстве современных автомобилей распределительные валы установлены непосредственно над клапанами. Эта система называется «кулачок в головке» — расположенные выше распределительные валы подают давление непосредственно на свечи зажигания.

В принципе, распределительные валы мало чем отличаются друг от друга. Распределительные валы в разных двигателях принципиально отличаются. В системах ONS, например, распределительный вал установлен на головке цилиндра (над блоком) и приводит в движение клапаны напрямую (или через присоски, в случае гидрокомпрессоров).

Что это

Давайте начнем с того, где расположены распределительные валы и для чего используется этот компонент. В прошлом распределительные валы располагались в нижней части двигателя, но позже конструкторы перешли на верхнюю конструкцию. Это должно было заставить двигатели работать лучше и эффективнее, что и произошло. Распределительный вал является основным элементом механизма управления — механизма газораспределения — в двигателях внутреннего сгорания. Хорошо известно, что двигатель работает за счет сжигания воздушно-топливной смеси, которая смешивается перед поступлением в цилиндры. Это влияет на рабочие поршни. Поршни движутся, заставляя коленчатый вал вращаться.

Теперь необходимо учесть один важный момент. Цилиндры должны своевременно получать свежий воздух и топливную смесь и своевременно выпускать сгоревшую смесь. Это невозможно без согласованной и обязательно синхронизированной работы поршней и клапанов (впускных и выпускных), которые очищают и заполняют цилиндры. Все эти задачи управления этими элементами выполняются одним компонентом управления — распределительным валом. Работая в тесном контакте с коленчатым валом, этот компонент отвечает за синхронизацию работы клапанов. Это означает, что он своевременно открывает и закрывает клапаны. Теперь к расположению распределительного вала, который имеет важное значение для двигателя автомобиля. Как уже упоминалось, он расположен в двигателе. Но это совсем не позволяет получить ответ. Элемент расположен в двигателе непосредственно перед впускными клапанами.

Когда мы говорим о том, как выглядит распределительный вал автомобиля, он, по сути, представляет собой стержень, на котором закреплено определенное количество так называемых распредвалов. Эти распределительные валы имеют неправильную форму и вращаются вокруг оси. Их количество зависит от числа впускных клапанов в силовом агрегате. Кроме того, с обеих сторон распредвалов имеются подшипники, удерживающие их в подшипниках. Производительность и износ компонента во многом зависят от эффективности работы масляных каналов. Чтобы масло поступало к распределительному валу, имеется сквозное отверстие с проводами, ведущими к распределительным валам и опорным подшипникам.

Что такое распредвал

Устройство детали

Стоит внимательнее присмотреться к конструкции распределительного вала двигателя. Существует три основных элемента, которые составляют основу распределительного вала и обеспечивают его функциональность.

  1. Распределительные валы. Основой детали является вал, который изготовлен из металла. Однако решающую роль играют элементы, нарезающие резьбу в точке поворота, так называемые кулачки. Если кулачок разрезать в поперечном направлении, он приобретает форму шарика. Сколько клапанов в автомобиле, столько же и кулачков на оси. Каждый кулачок отвечает за один клапан. Сложная форма распределительного вала позволяет использовать дополнительные механизмы (коромысла и толкатели) во время вращения распределительного вала, чтобы оказывать давление на клапан и тем самым открывать его. Это позволяет выходить отработавшим газам или поступать свежей топливно-воздушной смеси. Открытие каждого клапана точно синхронизировано с текущим положением поршней цилиндра. В современных автомобилях это достигается с помощью цепи или ремня между коленчатым и распределительным валами.
  2. Регулярно. Помимо самих распредвалов, конструкция оси также включает в себя подшипники. На них работают подшипники. Они служат непосредственной опорой между распределительным валом и опорой двигателя. В современных двигателях внутреннего сгорания подшипники располагаются как можно ближе к клапанам, т.е. к головке блока цилиндров.
  3. Масляные каналы. Каждый распределительный вал обязательно имеет свою систему смазки. Его значение невозможно переоценить, поскольку смазка предотвращает износ фрикционных элементов. Масло подается через специальное сквозное отверстие с отводами в необходимых точках. Эти выходы расположены на распредвалах и демпфирующих блоках.

Понимание структуры распределительного вала автомобиля, функций основных компонентов и структуры самого механизма поможет гораздо лучше понять цели и природу такого компонента двигателя.

Устройство детали

Принцип работы

Распределительный вал имеет специальную форму кулачков, подшипники и собственную систему смазки, как мы уже выяснили. Он работает совместно с коленчатым валом. Здесь многие задаются вопросом, сколько оборотов делает распределительный вал и сколько оборотов делает коленчатый вал. Когда коленчатый вал совершает определенное количество оборотов, распределительный вал вращается как минимум в два раза быстрее. Например, если распределительный вал делает 4 оборота, то он ровно в 2 раза медленнее коленчатого вала.

  • Для достижения этих скоростей в различных двигателях используются шестерни, ремни и цепи,
  • Форма распределительных валов обеспечивает одинаковое время работы клапанов, т.е. клапаны открываются в нужное время, чтобы двигатель работал эффективно,
  • Изменяя форму распределительного вала, можно улучшить характеристики двигателя,
  • При использовании плунжеров или прямом управлении гидрокомпрессорами кулачок давит на клапан и открывает его. Затем открытый клапан медленно и осторожно закрывается,
  • Форма кулачков специально адаптирована к геометрии клапанов,
  • Кулачки расположены под углом к валу, что создает соответствующие фазы. В зависимости от двигателя угол может немного отличаться,
  • Если двигатель оснащен электронным блоком управления, вал также оснащен специальным датчиком. Блок управления контролирует работу распределительного вала и таким образом синхронизирует подачу топлива и работу клапанов.

Поэтому распределительный вал является чрезвычайно важным компонентом в каждом двигателе внутреннего сгорания.

Распределительные валы различают в зависимости от их положения и количества в двигателе внутреннего сгорания. Распределительный вал является ключевым элементом механизма управления и всего двигателя. В зависимости от того, как расположен этот элемент, существует 2 варианта:

  • установленные на нижней стороне,
  • верхний монтаж.

Отсюда и различие между двигателями внутреннего сгорания с верхним и нижним распределительными валами. Распределительные валы с нижним расположением раньше считались самыми лучшими и оптимальными для автомобильных двигателей. Тем не менее, они были важны до 1950-х годов. В то время все двигатели проектировались как клапанные с низким давлением. Поэтому распределительный вал располагался в нижней части двигателя. Клапаны были расположены так, чтобы они были направлены вверх. Причина этого заключалась в том, что его производство было проще и дешевле. Однако коэффициент мощности пострадал, что инженеры обнаружили вскоре после введения нового расположения распределительного вала. Ввиду объективных недостатков от старого нижнего расположения постепенно отказались. Он был заменен классическим и ставшим уже привычным расположением головки блока цилиндров с установленными клапанами и распределительным валом. Теперь клапаны открываются вниз, а распредвалы — вверх.

Верхнее расположение распредвала

Однако нельзя отрицать, что даже некоторые современные двигатели продолжают использовать систему нижнего вала с клапанами наверху. Он единственный, который был значительно улучшен по сравнению со своими предшественниками, и поэтому имеет смысл существования при правильной реализации. Отличие от двигателей с нижним распредвалом заключается в возможности установки специальных кронштейнов. Они используются для компенсации расстояния между распределительными валами и клапанами в головках цилиндров. Хотя существуют современные двигатели внутреннего сгорания с подкапотным валом, они считаются устаревшей системой, поэтому большинство производителей автомобилей уже давно отказались от их производства. Эти методы требуют дополнительных мер, характеризуются серьезными техническими ограничениями и не позволяют использовать высокие обороты двигателя.

Газовая фаза регулируется в соответствии с регулировочными метками на шестернях или шкиве. Правильная регулировка обеспечивает правильную последовательность циклов работы двигателя.

Принцип работы

Приводной шкив (или шестерня, в зависимости от типа привода ремня ГРМ) крепится к наружной стороне распределительного вала. Ремень (или цепь, если есть звездочка) крепится к шкиву или звездочке коленчатого вала. Распределительный вал приводится в движение ремнем или цепью и создает крутящий момент, когда коленчатый вал вращается синхронно с ним.

Все про распределительный вал двигателя

Поперечное сечение через распределительный вал показывает кулачки на распределительном валу в форме капли. При вращении распределительного вала кулачок выдвигается и давит на подъемник клапана, открывая впускное или выпускное отверстие. Когда впускные клапаны открываются, в цилиндр поступает свежий воздух или воздушно-топливная смесь. Когда выпускные клапаны открываются, отработавшие газы выбрасываются из цилиндра.

Конструкция распределительного вала позволяет клапанам открываться/закрываться точно в нужное время для обеспечения эффективного распределения газов в двигателе. По этой причине данный компонент также называют распределительным валом. Если момент вращения распределительного вала смещен (например, натянутым ремнем или цепью), клапаны не будут открываться в соответствии с подъемом на цилиндр, что приведет к нестабильной работе двигателя или к отсутствию работы двигателя вообще.

Где расположен распредвал?

Положение распределительного вала зависит от конструкции двигателя. В некоторых вариантах он расположен снизу, под блоком цилиндров. Чаще встречаются версии двигателей, в которых распределительный вал расположен на головке блока цилиндров (в верхней части двигателя). В последнем случае ремонт и регулировка механизма синхронизации намного проще, чем в первом.

Все про распределительный вал двигателя

Модифицированные V-образные двигатели оснащены распределительным валом в головке блока цилиндров, а иногда имеется отдельный блок с собственным механизмом ГРМ. Сам распределительный вал крепится к корпусу с помощью подшипников, чтобы он мог вращаться непрерывно и плавно. В контрастных двигателях (или двигателях «боксер») конструкция двигателя внутреннего сгорания не позволяет использовать один распределительный вал. В этом случае каждая сторона имеет свой собственный механизм синхронизации, но их работа синхронизирована.

Функции распредвала

Распределительный вал является компонентом зубчатой передачи. Он определяет последовательность тактов двигателя и синхронизирует открытие/закрытие клапанов, которые направляют воздушно-топливную смесь в цилиндры и отработавшие газы.

Механизм синхронизации работает по следующему принципу. При запуске двигателя двигатель стартера вращает коленчатый вал. Распределительный вал приводится в движение цепью, ремнем, прикрепленным к шкиву коленчатого вала, или шестернями (на многих старых американских автомобилях). Впускной клапан цилиндра открывается, и смесь бензина и воздуха поступает в камеру сгорания. В то же время датчик коленчатого вала посылает импульс на катушку зажигания. Это создает разряд, который ведет к свече зажигания.

GRM (1)

Когда возникает искра зажигания, клапаны обоих цилиндров закрываются, и топливная смесь сжимается. Когда происходит воспламенение, вырабатывается энергия, и поршень движется вниз. Это вращает коленчатый вал и перемещает распределительный вал. В этот момент открывается выпускной клапан, через который выходят отработанные газы, образовавшиеся в процессе сгорания.

Распределительный вал всегда открывает нужный клапан в нужное время и на нужной высоте. Форма этого элемента обеспечивает постоянный цикл изменения хода поршня в двигателе.

Фазы открытия и закрытия клапанов и их настройки подробно показаны в этом видео:

В зависимости от модификации двигателя в нем может быть один или несколько распределительных валов. В большинстве автомобилей эта деталь расположена в головке блока цилиндров. Он перемещается за счет вращения коленчатого вала. Эти два компонента соединены ремнем, цепью ГРМ или звездочками.

Рядный двигатель — это наиболее распространенная конфигурация с одним распределительным валом. Большинство двигателей имеют по два клапана на цилиндр (один впускной и один выпускной). В некоторых случаях на каждый цилиндр приходится по три клапана (два на впускной и один на выпускной). Более распространены двухклапанные двигатели с четырьмя клапанами на цилиндр. В оппозитных и V-образных двигателях также используются два распределительных вала.

Одновальные двигатели с синхронизацией отличаются простотой, что приводит к снижению производственных затрат. Такие конструкции также легче обслуживать. Они всегда устанавливаются на автомобили эконом-класса.

Odin_Val (1)

В более дорогих вариантах двигателей некоторые производители устанавливают второй распределительный вал для снижения нагрузки (по сравнению с вариантами с одним распредвалом) и для достижения смещения фаз распределения дроссельной заслонки в некоторых моделях двигателей. Эта система в основном используется в автомобилях, рассчитанных на спортивные характеристики.

Распределительный вал открывает клапан только на определенное время за один раз. Для улучшения работы двигателя на более высоких оборотах необходимо изменить этот интервал (двигателю требуется больше воздуха). Однако при нормальной настройке распредвала впускной клапан закрывается при более высокой частоте вращения коленчатого вала, прежде чем в камеру попадает нужное количество воздуха.

С другой стороны, если вы установите спортивный распредвал (распредвалы открывают впускные клапаны больше и на другой высоте), то существует большая вероятность того, что впускной клапан откроется раньше, чем закроется выпускной клапан на низких оборотах двигателя. Это приводит к тому, что часть смеси попадает в выхлопную систему. Это приводит к потере мощности на низких скоростях и увеличению выбросов.

Ход двигателя (попеременное движение клапанов отдельных цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленчатого вала. За это время распределительный вал должен сделать только один оборот, поэтому его шестерни имеют в два раза больше зубьев.

Что такое датчик распредвала?

Для управления системой ГРМ распределительный вал оснащен датчиком положения, который определяет угол его поворота. Эта информация (а также информация от датчика коленчатого вала) передается в электронный блок управления (ЭБУ), где регулируется подача топлива к форсункам и момент зажигания.

датчик распредвала фото

Принцип работы датчика основан на принципе Холла: данные поступают от магнитного датчика, который фиксирует каждый поворот контактного элемента. Таким образом, считывается частота вращения распределительного вала, и на основе этих данных рассчитывается режим работы системы впрыска.

Отказ или ошибка датчика приведет к тому, что бензиновый двигатель заглохнет, а у дизельного двигателя возникнут трудности с запуском.

Основные неисправности и их причины

Как и любой компонент двигателя, распределительный вал также может выйти из строя. Однако отказы обычно происходят не из-за физического износа (пленка масла на поверхностях трения должна защищать от этого), а по другим причинам:

  1. Изношенные кулачки, подшипники или точки опоры — прямой результат недостатка масла или плохого качества масла. Неизменный масляный фильтр также может стать проблемой, поскольку он забивается насмерть и скапливается по всему двигателю, блокируя тонкие масляные каналы,
  2. Осевое проскальзывание, которое приводит к деформации и поломке распределительного вала. Часто это вызвано перекосом топливной системы.

Поскольку распределительный вал находится внутри двигателя (двигатель может быть оснащен одним или двумя распределительными валами, а в мощных V-образных двигателях — даже четырьмя), на его работу можно влиять только косвенно. В первую очередь, это своевременное техническое обслуживание путем замены моторного масла и масляного фильтра.

Такая простая процедура позволяет сохранить все компоненты двигателя от преждевременного износа. Замена распределительного вала обычно является дорогостоящим делом: сам компонент стоит дорого из-за качества металла и точности обработки, а работа мастера требует времени и денег. Лучше следить за состоянием двигателя и своевременно его обслуживать.

Двигатели с впрыском топлива не имеют распределителя, поэтому датчик положения распределительного вала отвечает за определение первой фазы цилиндра. Его функция не идентична функции датчика положения коленчатого вала. Коленчатый вал совершает один оборот вокруг оси управления, дважды вращаясь вокруг своей оси.

Типы размещения распредвала в двигателе

В зависимости от конфигурации цилиндров и количества клапанов двигатель может иметь один, два или четыре коленчатых вала.

Линейная конфигурация с 2-3 клапанами на цилиндр использует один распределительный вал для управления впуском и выпуском (система SOHC).

Smiley face

Четырехклапанные системы имеют один или два распределительных вала на цилиндр (система DOHC — отдельные впускной и выпускной распределительные валы).

Smiley face

В V-образных или оппозитных двигателях используется отдельный распределительный вал для каждого блока цилиндров (один в линию или два в линию) или общий распределительный вал для каждого цилиндра (установленный по центру на распределительном валу двигателя). Конструкторы предпочитают разделять впускной и выпускной валы, чтобы уменьшить их нагрузку и сложность конструкции.

Обычно впускной и выпускной распределительные валы практически идентичны: длина и диаметр вала одинаковы, а высота и профиль распределительных валов идентичны. Разница может заключаться в конструкции концевых подшипников и приводных шкивов.

Smiley face

На одном из распределительных валов установлен датчик положения, для которого предусмотрен отдельный подшипник.

Smiley face

Положение распределительного вала по отношению к клапанам может варьироваться в зависимости от конструкции двигателя. В старых или более мелких двигателях распределительный вал установлен сбоку от клапанов и соединен с распредвалами через кулачки (Т-образные рычаги) и штанги. Эта система представляет собой боковое или нижнее расположение распределительного вала «кулачок в блоке». Преимуществом этого способа является более легкая смазка (распределительный вал часто устанавливается непосредственно в картере), но его замена может быть затруднена.

Smiley face

Более поздние двигатели были спроектированы так, что распределительные валы находились непосредственно над клапанами для облегчения обслуживания и ремонта. Такое расположение, когда осевые распредвалы давят непосредственно на толкатели, называется расположением «кулачок в головке». Смазка верхнего распределительного вала немного сложнее: система подачи масла должна работать бесперебойно, включая масляные каналы и отверстия в самом распределительном валу.

Немного о моторном масле

Smiley face

Долгосрочная и бесперебойная работа системы ГРМ, включая распределительный вал, напрямую зависит от качества смазки. Поток масла в подшипниках скольжения (втулках и вкладышах распредвала) и на поверхностях распредвала должен быть постоянным. Отверстия внутри распределительного вала, через которые смазываются фрикционные муфты, относительно тонкие и предназначены для моторного масла определенной вязкости и качества. Несвоевременная замена масла или неправильный выбор масла приведут к засорению каналов. Трение внутри распределительного вала происходит не в слое жидкости (гидродинамическая конструкция), а на поверхности металл-металл. Результат этого процесса, как известно, плохой, но предсказуемый: Быстрый износ распределительных валов (иногда в идеальном цикле) и присосок, а также шеек и втулок коленчатого вала приводит к проблемам с двигателем. Чрезмерное трение может привести к появлению трещин в распределительном валу, что потребует не только замены, но и капитального ремонта двигателя. Особенность конструкции распределительного вала заключается в том, что даже минимальный износ приводит к вибрации и полному выходу из строя. В большинстве случаев основной причиной ремонта распределительного вала является плохое качество масла, несвоевременная замена масла или неправильная вязкость. При надлежащем техническом обслуживании срок службы распределительного вала равен сроку службы двигателя.

Другие причины неисправности распредвала

Помимо отсутствия масла, повреждения могут быть вызваны перегревом, который приводит к «слипанию» металла, физическим износом (все рано или поздно изнашивается, как бы вы ни старались), поломкой сопутствующих деталей (шкива, цепи ГРМ или ремня) и изначально низким качеством распределительного вала (плохой металл, неточная конструкция). Признаки можно определить визуально или даже на слух: Стук при запуске холодного двигателя является типичным симптомом неисправности распределительного вала (в начале проблемы стук исчезает при прогреве двигателя, а по мере усугубления проблемы двигатель стучит постоянно).

Износ валов, подшипников, уплотнений или распределительных валов является безошибочным признаком необходимости замены деталей.

Smiley face

Некачественный распределительный вал может деформироваться из-за прогиба подшипников (деформация обычно не обнаруживается визуально, а только с помощью специального оборудования). В легковых автомобилях допустимая степень деформации распределительного вала составляет 0,05 мм; если она будет больше, это приведет к усилению вибрации и нарушению работы соседних деталей двигателя.

Если вал установлен неправильно или двигатель собран неправильно (ослаблены болты крепления головки блока цилиндров, распределительного вала, шкивов и шестерен), во время работы будут возникать вибрации. В большинстве случаев вал выходит из крепежа, и двигатель отправляется на капитальный ремонт. В самом распредвале могут появиться трещины, а основания штифтов могут сломаться под нагрузкой.

Ремонт распределительного вала невозможен: никакая шлифовка или напыление не смогут восстановить первоначальные свойства распределительного вала. В случае повреждения просто замените компонент на новый, установив новые крепежные болты и проверив цепь или ремень ГРМ.

Двигатели с впрыском топлива не имеют распределителя, поэтому датчик положения распределительного вала отвечает за определение первой фазы цилиндра. Его функция не идентична функции датчика положения коленчатого вала. Коленчатый вал совершает один оборот вокруг оси управления, дважды вращаясь вокруг своей оси.

Распредвал: описание,характеристики,устройство,принцип действия.

Расположение этого механизма полностью зависит от конструкции двигателя внутреннего сгорания, поскольку в одних моделях распределительный вал устанавливается в нижней части блока цилиндров, а в других — в верхней, непосредственно на головке блока цилиндров. В настоящее время распределительный вал оптимально установлен сверху, так как это значительно упрощает доступ для обслуживания и ремонта распределительного вала. Распределительный вал напрямую связан с коленчатым валом. Они соединены цепью или ремнем через звено между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленчатом валу. Это необходимо, поскольку коленчатый вал приводит в движение распределительный вал.

Распределительный вал движется в подшипниках и, в свою очередь, надежно удерживается в блоке цилиндров. Осевой люфт предотвращается с помощью зажимов. Все распределительные валы имеют внутреннее сквозное отверстие, которое позволяет смазывать механизм. Это отверстие закрывается сзади глухим фланцем.

Кулачки распределительного вала являются важными компонентами. Их количество соответствует количеству клапанов в цилиндрах. Эти компоненты выполняют основную функцию системы управления — регулируют последовательность работы цилиндров.

Каждый клапан имеет отдельный кулачок, который открывает клапан, оказывая давление на кран. При отпускании плунжера кулачок позволяет пружине растянуться и вернуть клапан в закрытое положение. Конструкция распределительного вала предполагает наличие двух кулачков на каждый цилиндр — соответственно количеству клапанов.

Следует отметить, что распределительный вал также приводит в действие топливный насос и распределитель масляного насоса.

Принцип действия и устройство распредвала

Распределительный вал соединен с коленчатым валом цепью или ремнем, который соединен со шкивом распределительного вала и шестерней коленчатого вала. Вращательное движение вала обеспечивается специальными пластинчатыми подшипниками, которые воздействуют на клапаны, приводящие в движение клапаны цилиндров. Этот процесс происходит в соответствии с фазами расширения и распределения и рабочим циклом двигателя.

Газовая фаза регулируется в соответствии с регулировочными метками на шестернях или шкиве. Правильная регулировка обеспечивает правильную последовательность циклов работы двигателя.

Основным компонентом распределительного вала являются распределительные валы. Количество распредвалов, которыми оснащен распределительный вал, зависит от количества клапанов. Основная функция распределительных валов заключается в регулировке фаз газораспределения клапанов. В зависимости от конструкции системы управления они могут использоваться в сочетании с москитным кронштейном или штекером.

Распределительные валы установлены между подшипниками, по два на цилиндр двигателя. Во время работы распределительный вал должен преодолевать сопротивление клапанных пружин, которые действуют как возвратный механизм, приводя клапаны в исходное (закрытое) положение.

Полезная мощность двигателя расходуется на противодействие этим силам, поэтому конструкторы постоянно ищут пути снижения потерь мощности.

Для уменьшения трения между ударным корпусом и кулачком ударный корпус может быть оснащен специальным роликом.

Кроме того, был разработан специальный механизм отстегивания, включающий в себя беспружинную систему.

Кулачки поддерживаются крышками — передняя крышка является общей. Он имеет нажимные фланцы, прикрепленные к осям вала.

Распределительный вал изготавливается одним из двух способов — ковкой из стали или литьем из чугуна.

Поломки распредвала

Существует несколько причин, по которым распредвал стучит в двигателе, что указывает на проблему с распределительным валом. Здесь приведены только самые типичные из них:

Распределительный вал нуждается в надлежащем техническом обслуживании: Замена сальников и подшипников, а также регулярный осмотр.

  1. Износ распределительного вала, вызывающий стук только при запуске, а затем на протяжении всей работы двигателя,
  2. износ подшипников,
  3. механическое разрушение компонента оси,
  4. проблемы с регулировкой подачи топлива, вызывающие асинхронное взаимодействие между распределительным валом и клапанами цилиндров,
  5. деформация вала, вызывающая осевое проскальзывание,
  6. Моторное масло низкого качества, с большим количеством примесей,
  7. недостаток моторного масла.

Эксперты считают, что автомобиль можно эксплуатировать в течение нескольких месяцев после появления легкого стука распределительного вала, но это приводит к повышенному износу цилиндров и других компонентов. Поэтому, когда проблема обнаружена, ее следует устранить. Поскольку распределительный вал является разборным механизмом, ремонт обычно производится путем замены всех или только некоторых компонентов, например, подшипников. Именно это происходит при использовании тюнингованного распределительного вала.

ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДВАЛА

Хорошо известно, что конструкторы двигателей с повышенной передачей часто используют понятие длительности открытия в основных характеристиках распределительного вала. Это связано с тем, что данный фактор напрямую влияет на выходную мощность двигателя. Например, чем дольше открыты клапаны, тем мощнее привод. Так достигаются максимальные обороты двигателя. Например, если продолжительность открытия больше стандартного значения, двигатель может вырабатывать дополнительную максимальную мощность, что достигается за счет работы силового агрегата на низких оборотах. В гоночных автомобилях, как мы знаем, максимальная скорость двигателя является главной целью. В классических автомобилях инженеры уделяют особое внимание крутящему моменту и ускорению на низких оборотах.

Увеличение мощности может также зависеть от увеличения подъема клапана, что может увеличить максимальную скорость. С одной стороны, дополнительная скорость достигается за счет короткой продолжительности открытия клапана. С другой стороны, приводы клапанов не имеют такого простого механизма. Например, при высокой частоте вращения клапанов двигатель не может достичь дополнительной максимальной скорости. В соответствующем разделе нашего сайта вы найдете статью о наиболее важных особенностях выхлопной системы. Если, например, время открытия клапана мало, то после закрытия остается меньше времени для достижения исходного положения. Тогда продолжительность становится еще короче, что отражается в основном на дополнительной мощности. Это происходит потому, что пружинам клапанов в этот момент требуется как можно больше мощности, что считается невозможным.

Стоит отметить, что сегодня существует концепция надежного и практичного подъема клапанов. В этом случае величина хода должна быть больше 12,7 мм, что обеспечивает высокую скорость открытия и закрытия клапанов. Продолжительность хода составляет 2 850 об/мин. Однако это создает нагрузку на цепь клапанов, что в конечном итоге приводит к сокращению срока службы клапанных пружин, стержней клапанов и подшипников распределительного вала. Известно, что клапаны с высокой скоростью подъема клапана работают без сбоев в течение первого года, например, до 20 000 километров пробега. Однако сегодня производители автомобилей разрабатывают системы двигателей, в которых распределительные валы имеют одинаковое время открытия и подъема клапанов, что значительно увеличивает срок их службы.

Honda предлагает несколько вариантов усовершенствования распредвала. Одним из примеров является система DOHC i-VTEC, в которой подъем клапанов регулируется низкопрофильными (на низких оборотах) или высокопрофильными (на 5800 об/мин) распределительными валами.

Разновидности распредвалов

Теперь несколько слов о вариациях распределительных валов, а точнее о разнообразии конфигураций распределительных валов в системе управления и в двигателе. Распределительные валы различаются в зависимости от их положения:

В настоящее время конфигурация с нижним расположением двигателя считается устаревшей, поскольку она не позволяет развивать высокие обороты двигателя и имеет ряд технических ограничений. Верхнее расположение, с другой стороны, является эффективным и лучше всего подходит для получения максимальной отдачи от двигателя.

Потеря масла при повреждении сальника распределительного вала

Как уже упоминалось, распределительный вал соединен с коленчатым валом через звездочку распределительного вала, которая приводится во вращение цепью ГРМ или зубчатым ремнем. В этой точке находится эластичное уплотнительное кольцо (Simmerring), которое со временем может затвердеть или стать пористым. В результате сальник перестает выполнять свою уплотнительную функцию, и из-под сальника распределительного вала происходит утечка масла.

В этом случае утечку масла следует устранить как можно скорее. Особенно если на вашем автомобиле установлен ремень ГРМ. Дело в том, что нежелательно, чтобы ремень ГРМ контактировал с моторным маслом, так как это может привести к преждевременному износу ремня. В результате он может неожиданно лопнуть. К сожалению, во многих современных автомобилях используются двигатели, в которых при повреждении ремня ГРМ клапаны могут столкнуться с поршнями, что приведет к серьезным повреждениям двигателя.

Уплотнение распределительного вала стоит очень дешево. Но это очень трудно изменить. Поэтому замена уплотнения распределительного вала является дорогостоящим мероприятием, так как для замены необходимо снять ремень или цепь ГРМ. В некоторых автомобилях для этого необходимо разобрать передний пол автомобиля. Поэтому многие водители не спешат с заменой сальника и терпят утечку масла на распределительном валу, откладывая замену сальника на то время, когда, согласно регламенту, необходимо заменить ремень или цепь ГРМ. Потому что в этом случае вам все равно придется все разобрать. Но это не лучшее решение.

Датчик положения распредвала

Датчик распределительного вала определяет текущее положение распределительного вала. В зависимости от показаний датчиков коленчатого и распределительного валов блок управления двигателем принимает решение о впрыске топлива и управлении давлением наддува двигателя.

Датчики распределительного вала часто выходят из строя. Как правило, неисправности датчиков вызывают колебания оборотов двигателя на холостом ходу. Кроме того, код неисправности блока управления двигателем отображается на приборной панели, а в памяти компьютера хранится код неисправности блока управления двигателем, который может быть использован при диагностике для расшифровки причины появления сообщения «Check Engine».

Распределительный вал

Замена датчика распределительного вала относительно проста. Обычно даже не требуется снимать клапанную крышку двигателя. Но все это, конечно, зависит от конструкции, марки и модели двигателя. В среднем замена датчика распредвала занимает от 30 минут до 2 часов. Сам датчик стоит от 2 000 до 6 000 рублей. Но, конечно, стоимость зависит от автомобиля. Понятно, что датчик распредвала в автомобиле премиум-класса может стоить довольно дорого.

Явление коррозии возникает в основном в высокоскоростных двигателях мотоциклов. Иногда, однако, это явление можно наблюдать и в двигателях легковых автомобилей. Питтинг — это английское слово, означающее «яма». Таким образом, точечная коррозия на распределительном валу означает, что поверхность распределительного вала подверглась коррозии.

Поврежденные поверхности распредвала в этих точках препятствуют оптимальной смазке и приводят к преждевременному износу распредвала и его компонентов. Кроме того, серьезной проблемой являются незакрепленные металлы в масляном контуре двигателя, поскольку эти металлические частицы могут заблокировать двигатель и привести к его повреждению.

За что отвечает датчик распредвала

В карбюраторных двигателях распределительный вал связан с распределительным валом, который определяет, находится ли первый цилиндр в фазе входа или выхода.

Все про распределительный вал двигателя

Двигатели с впрыском топлива не имеют распределителя, поэтому датчик положения распределительного вала отвечает за определение первой фазы цилиндра. Его функция не идентична функции датчика положения коленчатого вала. Коленчатый вал совершает один оборот вокруг оси управления, дважды вращаясь вокруг своей оси.

IDCG определяет, что поршень первого цилиндра находится в верхней мертвой точке, и подает импульс на выпуск свечи зажигания. ДПДЗ посылает сигнал в ЭБУ, в какое время в первый цилиндр должны подаваться топливо и искра. Циклы на других цилиндрах чередуются в зависимости от конструкции двигателя.

Оцените статью