Установка распределительных валов
Особенности конструкции двигателя вынуждают производителей устанавливать иногда до четырех распредвалов.
Если клапанов 2 или 3, на цилиндр ставится только один распредвал. Если клапанов 4, то устанавливает один или два распредвала. К примеру, в системах DOHC используется два вала, один из которых управляет впуском, а второй выпуском.
Как правило, конструкцию двигателей и смежных узлов стараются упростить, иногда во вред геометрии. Оппозитные, равно как и V-образные двигатели, обзавелись одним распредвалом в развале, или же по одному под головку блока цилиндров. В порядке исключения вы можете увидеть интересное рядное расположение – здесь распредвал один, хотя клапанов четыре. Пример: Mitsubishi Lancer 4G18.
В большинстве современных автомобилей валы устанавливаются прямо над клапанами. Такая система называется «Cam-in-Head» — находящиеся выше кулачки оказывают давление на толкатели напрямую.
Кулачка — распределительный вал
Кулачки распределительного вала обеспечивают точное перемещение поворотного стола и подачу контактных пружин на сварку, подачу и обрезку проволочных контактов, формовку контактов и сброс готового изделия.
Кулачки распределительного вала и другие трущиеся поверхности должны быть обработаны до их цемент. Исправление оси вала в процессе механической обработки после термических операций производится неоднократной правкой.
Кулачки распределительного вала воздействуют непосредственно на коромысла.
Кулачки распределительного вала действуют на рычаги 8, которые, поворачиваясь на сферической головке регулировочного болта / /, другим концом нажимают на стержень клапана и открывают его. Регулировочный болт ввернут во втулку 10 головки цилиндров и стопорится контргайкой. Закрывается клапан двумя пружинами. Этой же цепью приводится во вращение ведомая звездочка 13 привода масляного насоса и прерывателя-распределителя зажигания. Для уменьшения колебаний цепи служит успокоитель 12, закрепленный на торце двигателя.
Кулачки распределительного вала обрабатываются до устранения следов износа и придания им требуемого профиля и положения. Шероховатость рабочих поверхностей кулачков после шлифования должна иметь Ra 0 63 мкм. Профиль кулачка после обработки должен обеспечивать заданный закон движения клапана. При шлифовании кулачков распределительный вал базируется по центрам и шпоночной канавке, а валы двигателей ВАЗ-по центрам и штифту.
Кулачкам распределительных валов двигателей СМД-14, Д-50, Д-37 М придают небольшую конусность, благодаря которой толкатель во время работы поворачивается вокруг своей оси и его износ выравнивается по всей опорной поверхности.
Усилия от кулачка распределительного вала к клапану или штанге передает толкатель, изготовленный из стали или чугуна. Рабочую поверхность толкателей для повышения их долговечности закаливают и шлифуют. Износ будет меньше, если толкатели чугунные, а распределительный вал стальной. Если толкатель и вал стальные, то на тарелку толкателя наплавляют отбеленный чугун.
При этом кулачки распределительного вала совершают следующие операции: открывают верхнюю заслонку питателя и одновременно арретируют коромысло, открывают заслонку ковша ( идет выдача порции) и открывают нижнюю заслонку питателя — предварительно отмеренная порция продукта пересыпается из питателя в ковш для точного взвешивания; открывают заслонку вибратора.
Стенки цилиндров и кулачки распределительного вала дополнительно смазываются направленным разбрызгиванием из отверстий нижних головок шатунов. Фильтр грубой очистки пластинчатый, с рукояткой для ручной очистки элемента.
В этом случае кулачки распределительного вала не нажимают на толкатели и оба клапана закрыты.
Толкатель передает движение от кулачка распределительного вала к клапану непосредственно или через штангу и коромысло. Цилиндрические толкатели применяют в механизмах газораспределения с верхним расположением клапанов, грибообразные — преимущественно при нижнем расположении клапанов.
Кривошипы коленчатого вала и кулачки распределительного вала конструктивно расположены таким образом, чтобы при работе двигателя коленчатый вал по возможности испытывал равномерную нагрузку по всей длине и рабочие ходы в отдельных цилиндрах чередовались через равные углы поворота коленчатого вала.
Один толкатель перемещается от кулачка распределительного вала и передает движение на другой толкатель к исполнительному механизму. Длина и конфигурация шарикового привода определяются взаимным расположением распределительного вала и исполнительного механизма. При профилировании кулачков необходимо стремиться к тому, чтобы, не понижая производительности, движение ведомого механизма автомата осуществлялось плавно без толчков. Кулачки, спрофилированные по синусоидальному закону движения, наиболее предпочтительны, так.
Подача вертикальных суппортов осуществляется кулачками распределительного вала через систему рычагов. В исходное положение суппорт возвращается пружинами.
Для одного и того же кулачка распределительного вала сопротивление изнашиванию изменяется в зависимости от радиуса кривизны вершины. По мере притупления вершины уменьшаются контактные напряжения между кулачком и тарелкой толкателя и понижается интенсивность изнашивания.
Конструкция распределительного вала
Существуют различные материалы, из которых изготавливаются распределительные валы. В основном в автопромышленности прижились кованые кулачковые валы. Но также есть и литые распредвалы, которые еще называют «полые литые валы». В том числе есть еще новые распредвалы, которые только начали появляться в автомире. Речь идет о трубчатых валах из трубчатой стали.
Как и все части автомобиля, инженеры при проектировании распредвала стараются сделать его как можно легче без ущерба качеству и надежности. Это касается и всех других движущихся компонентов двигателя и других частей машины. Уменьшение движущихся масс в двигателе оказывает гораздо большее влияние на общую эффективность силового агрегата транспортного средства, чем, например, снижение веса других компонентов авто.
Тюнинговые и спортивные распредвалы
Каждый из нас старается всячески улучшить свой автомобиль, и путей к этому находится великое множество. Когда же речь заходит о двигателе, все в один голос твердят об увеличении его мощности
Хотя, если более серьёзно подойти к вопросу, то прежде надо обратить внимание на его крутящий момент
Мы знаем, что выжать наибольшую мощность возможно при стабильных максимальных оборотах, но такой режим двигателя применяется редко. Обычному водителю более важна приёмистость автомобиля, который послушно отзывается на педаль газа как в режиме хода с места, так и при его разгоне. Такое поведение машины обеспечивается большим и относительно постоянным крутящим моментом на низких и средних оборотах, чем и «грешат» ВАЗовские двигатели. На низкой частоте вращения коленчатого вала у них отсутствует достаточная «тяга».
Владельцы автомобиля ВАЗ часто жалуются на дёрганье машины в начале движения, заметные провалы при резком нажатии на «газ», у многих быстро «летит» сцепление и практически все отмечают неэффективность пятой передачи. Действительно, при оборотах двигателя менее 3000 об./мин. наблюдается его недостаточная приёмистость. Кривая крутящего момента зависит от параметров газораспределения, так называемых «фаз распредвала», а также «время-сечения» открытия клапанов, которые задаются профилем кулачков распредвала. В зависимости от его угла поворота и получается разная величина открытия клапана. Для лучшего функционирования автомобиля на низких оборотах добиваются быстрой подачи в цилиндр необходимого объёма рабочей смеси, то есть заметно сужают фазу открытия впускного клапана.
В отличие от обычных распредвалов, в спортивных моделях используются кулачки с другими геометрическими размерами. Их более высокая и широкая форма приводит к тому, что клапан поднимается на большую высоту и дольше находится в открытом состоянии, что обеспечивает подачу полноценной смеси. Профиль кулачков отличается плавностью форм, что делает работу механизма газораспределения более надёжной на широких фазах.
Из всего вышесказанного следует, что максимальная мощность двигателя и его крутящий момент могут иметь различные величины. И если использование стандартного распредвала предполагает увеличенный крутящий момент на средних оборотах, то спортивный обеспечивает максимальную отдачу на высоких оборотах двигателя. Спортивный распредвал на автомобили ВАЗ устанавливается с разрезной шестерней (звёздочка или шкив распредвала), с помощью которой становится возможна более точная регулировка и настройка фаз. С её помощью настраивается наибольшая мощность на необходимых оборотах двигателя.
Применением тюнинговых распредвалов можно добиться работы двигателя под нагрузкой без заметных перебоев даже при снижении оборотов до предельного уровня. При этом отодвигается граница детонации, то есть перестают «стучать пальцы» на малых и средних оборотах коленвала. Заметно снижение расхода топлива и уменьшение токсичности выхлопных газов. Как следствие, уменьшается склонность двигателя к детонации, а значит, увеличивается его ресурс.
Распредвалы на ВАЗовских двигателях довольно чувствительны к регулировке зазоров, поэтому на тюнинговых распредвалах заметно увеличен участок сбега кулачков на стороне закрытия клапана. Это облегчает регулировку зазоров и в несколько раз снижает их количество. Проследим этот факт на следующем примере: после установки тюнингового распредвала регулировка клапанных зазоров требуется после 60 000 км пробега двигателя. При использовании обычного распредвала потребовалось бы не менее четырёх регулировок. Это заметно увеличивает срок эксплуатации изделия и экономит средства и время, необходимые на каждую регулировку клапанов. Посчитайте сами: грамотная регулировка занимает не менее 3,5 часов и стоит порядка 20 у.е.
Верховые распредвалы
- – Вал распределительный 8V ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта, Калина 2 «TEAM80» (Нуждин) 13,70 мм (287°/284°);
- – Вал распределительный 8V ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта, Калина 2 «TEAM80» (Нуждин) 12,36 мм (286°);
- – Валы распределительные 16V ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта, Калина 2 «TEAM80» (Нуждин) 10,65 мм (306°) ;
- – Валы распределительные 16V ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта, Калина 2 «TEAM80» (Нуждин) 12,00 мм (310°/304°).
Замена распредвала
Как установить новый распредвал самому? Замена распредвала — сложная процедура, но, если вы обладаете необходимыми знаниями и навыками, такую операцию можно выполнить и в условиях домашней мастерской. До начала работ тщательно изучите узлы и механизмы двигателя, и узнайте, как снять его элементы. Заменить распределительный вал можно двумя способами: снимая или не снимая головку блока цилиндров. Если решитесь «снять голову», учитывайте необходимость покупки новой прокладки.
Головка блока цилиндров ВАЗ 2106 1 — головка цилиндров; 2 — распределительный вал; 3 — задний корпус подшипников распределительного вала; 4 — прокладка; 5 — крышка головки цилиндров; 6 — передний корпус подшипников распределительного вала; 7 — сальник распредвала
Замена распредвала двигателя ВАЗ 2106
1. Снимаем кожух воздушного фильтра и сам фильтр (он будет мешать работе). Для этого необходимого открутить гайки шпилек кожуха фильтра.
2. Демонтируем крышку головки блока цилиндров (она же «клапанная крышка»).
3. Отгибаем край стопорной шайбы-звездочки распредвала.
4. Ослабляем цепь ГРМ. Для этого необходимо монтировкой ослабить гайку натяжителя изнутри кожуха и зафиксировать его положение затяжкой гайки.
5. Необходимо поставить коленчатый вал в положение 3 — длинная риска (соответствует окончанию сжатия в четвертом цилиндре), а метку звездочки распределительного вала нужно совместить с меткой постели.
6. Снять болт звездочки распредвала.
7. Цепь и звездочку увязать проволокой, снять звездочку, уложить цепь в блоке.
8. Открутить крепеж корпуса распредвала и снять его со шпилек.
9. Сняв крепеж, демонтировать упорный фланец.
10. Достать распредвал из корпуса.
11. Собрать детали и узлы в обратном порядке. Затягивание болтов следует выполнять, соблюдая порядок и контролируя момент затяжки.
На сегодняшний день распредвал остается незаменимой деталью. При надлежащей эксплуатации он может прослужить вам в течении всего срока эксплуатации двигателя. Установка распредвала без проверки и доработки поверхностей может привести к ускоренному его износу. С заменой распредвала рекомендуют поменять другие элементы, работающие с ним в контакте.
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.
Количество распредвалов в двигателе
Эта величина, как правило, зависит от конфигурации двигателя. Двигатели с рядной конфигурацией и одной парой клапанов на цилиндр имеют один распредвал. Если на цилиндр предусмотрено 4-е клапана, то два распредвала.
Оппозитные и V-образные двигатели имеют один распредвал в развале, либо два, по одному распредвалу в каждой головке блока. Существуют также исключения, связанные с конструктивными особенностями модели двигателя. (например, рядное расположение четырех цилиндров – один распредвал при 4-х клапанах на цилиндр, как у Мицубиси Лансер 4G18).
Современный рынок предлагает потребителю разные двигатели с разными системами изменения фаз газораспределения. Наиболее характерные из них:
VTEC – технологическая разработка компании Honda. Регулировка фаз происходит посредством использования для регулируемого клапана 2 кулачков.
VVT-i — от фирмы Toyota. Регулировка фаз производится поворотом распредвала относительно его приводной звёздочки.
Valvetronic — технологическая разработка компани BMW. Регулировка высоты подъёма клапанов происходит за счёт изменения положения оси вращения коромысел.
Мнение эксперта:
Современные двигатели редко имеют один распредвал, чаще всего их два, что обеспечивает более тихую работу двигателя, повышается КПД и увеличивается мощность за счёт большего количества клапанов (ускоряется цикл впуск-выпуск). Один распредвал отвечает за работу впускных, а другой выпускных клапанов. Для более мощных автомобилей с V-образными моторами используется четыре распределительных вала из-за конструктивных особенностей силовой установки. Газораспределительный механизм с одним распределительным валом получил название Single OverHead Camshaft (SOCH), система с двумя валами называется Double OverHead Camshaft (DOCH). При правильной эксплуатации распределительные валы редко выходят из строя, основная их неисправность это естественный износ трущихся деталей или деформация узла из-за трещин. Износ значительно ускоряется в следующих случаях:
- низкое давление масла (недостаточный уровень);
- попадание в масло антифриза или топлива;
- прогар клапанов или неисправности гидрокомпенсаторов;
- нарушение фаз газораспределения.
Замена стандартного распредвала на спортивный.
Распределительный вал двигателя автомобиля отвечает за скорость и время открытия клапанов для подачи топливовоздушной смеси и вывода образовавшихся газов. Замена штатного распредвала на спортивный, поможет увеличить крутящий момент за счет изменения высоты подъема клапанов.
В спортивных распределительных валах увеличен цикл открытия клапанов, что приводит к оптимальной подаче смеси в цилиндры поршневой системы. Кулачки такого механизма имеют оригинальный плавный профиль, который обеспечивает оптимальные фазы газораспределения.
Установленный на автомобиле тюнингованный распределительный вал обеспечит ровную работу двигателя без «стука пальцев», т.е отодвигает границу детонации. Еще одним плюсом установки спортивного вала будет внушительное уменьшение использования топлива и количество вредных веществ от газов, выбрасываемых в атмосферу, существенно снизится.
Существует три основных вида спортивных распределительных валов в зависимости от условий эксплуатации автомобиля и качества покрытия полотна дороги. А именно:
- Распределительный вал, предназначенный для поездок по городу, так называемый низовой вал.
- Распределительный вал для езды по трассе за пределами населенных пунктов, его еще называют верховым.
- И третий вид распределительного вала – это универсальный вал, который можно использовать в нескольких случаях.
При увеличенных оборотах возможна установка распредвала с большим расстоянием при подъёме клапанов кулачков. За эту функцию отвечают верховые распределительные валы.
Если увеличение мощности двигателя при определенной частоте вращения является конечной целью доработки автомобиля, тогда возможно ухудшение других технических характеристик. При увеличении скорости вращения двигателя «низовые» распределительные валы «недотягивают» до стандартных норм. И, наоборот, при работе двигателя при пониженных частотах или на холостом ходу работа «верховых» распредвалов является неудовлетворительной.
Контур профиля кулачков необходимо сделать более увеличенным и без острых углов для увеличения крутящего момента при низких оборотах и более коротким и заостренным при максимальной скорости вращения двигателя автомобиля.
Регулировка клапанов кулачкового механизма – обязательная операция, которую необходимо провести после установки на автомобиль спортивного распределительного вала. Если этого не сделать, возможна некорректная работа двигателя. На высоких оборотах мощность увеличится, в случае, когда клапан для впуска топливовоздушной смеси поднимется выше выпускного клапана. Если установить параметры спортивного распределительного вала на так называемое «запаздывание», когда высота подъёма выпускного клапана больше высоты впускного, мощность усилится при низкой частоте вращения двигателя авто.
Спортивный распределительный вал необходимо подбирать с учетом определенных технических задач, а также с учетом особенностей и условий эксплуатации авто.
Тема: Полезно знать / Что внутри
В идеале, при движении поршня вниз, в цикле впуска, открывается впускной клапан, происходит всасывание топливной смеси и клапапн закрывается. А т.к. фаза и время работы кулачка распредвала факсированы, то идеал этот сбудется только при определенных оборотах и при определенном положении дроссельной заслонки. Получается, что чем больше обороты двигателя, тем быстрее закроется впускной клапан, недолив топливной смеси, и, наоборот, чем меньше обороты, тем позднее закроется клапан, соответственно, перелив топлива. Т.е. если надо получить от распредвала прибавку в мощности, то придется пожертвовать работой автомобиля на холостом ходу и крутящим моментом в рабочем диапазоне.
Распредвал — Словарь автомеханика
Распределительный вал, в сокращенном варианте распредвал – основная часть главного распределительного механизма или ГРМ, важный элемент автомобильного двигателя. Его задача заключается в синхронизации впускного и выпускного тактов работы ДВС.
Конструктивные особенности
Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в головке блока цилиндров. На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с коленвалом. Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.
Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.
Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.
На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.
Устройство распределительного вала.
Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя масляного насоса.
Принцип работы
Распределительный вал двигателя, располагаемый в блоке цилиндров, приводится в движение зубчатой или цепной передачей от коленвала.
Вращаясь, распредвал проворачивает располагающиеся на на нем кулачки, которые попеременно воздействуют на впускные и выпускные клапана цилиндров, обеспечивая их открывание-закрывание в определенном порядке, уникальном для каждой модели ДВС.
Рабочий цикл двигателя (поочередное движение каждого из клапанов цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленвала. За это время распределительный вал должен выполнить только один оборот, поэтому его шестерня имеет вдвое больше зубьев.
В одном ДВС может быть больше одного распределительного вала. Их точное количество определяется конфигурацией двигателя. Наиболее распространенные бюджетные рядные моторы, имеющие по паре клапанов для каждого цилиндра, оборудуются только одним распредвалом. Для систем с двумя парами клапанов нужно использовать уже два распределительных вала. Например, силовые агрегаты с другим расположением цилиндров имеют или единственный распределительный вал, установленный в развале, или пару – для каждой головки блока отдельно.
Поломки распредвала
Существует довольно много причин, по которым в работу двигателя вплетается стук распредвала, что свидетельствует о появлении проблем с ним. Вот только наиболее типичные из них:
- Распределительный вал требует должного ухода: замену сальников, подшипников и периодичной дефектовке.
- износ кулачков, что ведет к появлению стука сразу только при запуске, а потом и все время работы двигателя;
- износ подшипников;
- механическая поломка одного из элементов вала;
- проблемы с регулировкой подачи топлива, из-за чего возникает асинхронность взаимодействия распредвала и клапанов цилиндров;
- деформация вала, ведущая к осевому биению;
- некачественное моторное масло, изобилующее примесями;
- отсутствие моторного масла.
По утверждениям специалистов при возникновении легкого стука распредвала автомобиль может ездить еще не один месяц, но это ведет к усиленному износу цилиндров и других деталей. Поэтому при обнаружении проблемы следует заняться ее устранением. Распредвал – разборный механизм, поэтому ремонт чаще всего осуществляется методом замены его всего или только некоторых элементов, например, подшипников.
Связанные термины
etlib.ru
Полезные рекомендации
Запомните, что игнорировать любые признаки неисправностей кардана ни в коем случае нельзя. Если не прислушиваться к этому совету, вы можете столкнуться со следующими последствиями:
- При обрыве кардана повреждается сам кузов автотранспортного средства. Дополнительно кардан может повредить трубопровод, который проходит по днищу автомобиля.
- Если будут наблюдаться постоянные вибрации, это негативно отразится на жёсткости креплений подвески и кузова. Также начнут ослабляться все резьбовые соединения, крепления салонных панелей. Машина буквально начнёт разваливаться на ходу.
- Все детали, непосредственно связанные с карданным валом, будут быстрее и интенсивнее изнашиваться. Это существенно сократит их эксплуатационный срок, потребует ранней замены и дорогостоящего ремонта.
Вряд ли кто-то из автовладельцев осознанно захочет столкнуться с подобными неприятностями.
Но во многом их можно избежать, если придерживаться нескольких простых правил. Все эти рекомендации направлены на увеличение срока службы карданного вала.
Если вы заинтересованы в сохранении ресурса КВ, тогда необходимо:
- постараться минимизировать эксплуатацию автомобиля в условиях пересечённой местности;
- не разгоняться резко;
- плавно трогаться с места;
- длительно не буксовать на машине;
- не экономить на качественных запчастях;
- проводить диагностические мероприятия;
- при возникновении сложных неисправностей обращаться к квалифицированным мастерам.
Карданный вал является во многом важным элементом автотранспортного средства, который хоть и считается промежуточным звеном, но выполняет ключевую роль в работе заднеприводных и полноприводных автомобилей.
Узел не обладает крайне сложным устройством, а его принцип работы понятен многим. Это позволяет самостоятельно решать возникающие проблемы, своевременно обнаруживать неисправности и поддерживать КВ в рабочем состоянии в течение длительного периода времени, просто соблюдая несколько простых правил.
