С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Распределительный вал двигателя

Распределительный вал двигателя


Распределительный вал (распредвал)

Распределительный вал представляет собой круглый вал с кулачками, которые при вращении воздействуют на клапаны (через толкатель, коромысло или более сложную систему), открывая и закрывая их в определенные моменты времени, в соответствии с тактами работы двигателя.

На подавляющем большинстве современных двигателей распредвал расположен над клапанами, в головке блока цилиндров. Ранее были распространены другие схемы, о которых можно подробнее узнать в статье «Газораспределительный механизм».  В двигателях с двумя клапанами на цилиндр на каждый ряд приходится по одному распредвалу, который открывает и закрывает впускные и выпускные клапаны. В двигателях с четырьмя клапанами на цилиндр один распредвал управляет впускными клапанами, а второй – выпускными. Соответственно, количество распредвалов в двигателе, в зависимости от компоновки, может составлять один, два или четыре. Кулачки распредвала имеют форму эксцентрика. Они сконструированы так, чтобы обеспечивать плавное открытие клапанов на заданную высоту.

Изначально на распредвалах все кулачки были одной высоты, чтобы обеспечивать синхронную работу клапанов. Однако на двигателях с системами изменения фаз газораспределения на распределительном валу могут располагаться кулачки разного размера, чтобы обеспечивать открытие клапанов на разную высоту в зависимости от режима работы двигателя. Подробнее об этом можно почитать в статье «Система изменения фаз газораспределения VTEC».

Вращаясь, кулачки распредвала должны преодолевать сопротивление клапанных пружин, на что расходуется часть энергии двигателя. На современных моторах с десмодромным механизмом пружин нет, и распредвал работает без лишних усилий. Материал для изготовления распредвала  - это чугун или сталь. Соответственно чугунные валы дешевле, и их отливают в формах. Стальные распредвалы куют, они дороже, но зато рассчитаны на более высокие нагрузки. 

Распредвал вращается в опорах, которые расположены между цилиндров и по краям головки блока (или самого блока, если распредвал находится внизу или сбоку от цилиндров).В опорах размещаются подшипники скольжения, в которые под давлением поступает моторное масло для смазки.

На конце распредвала находится приводная шестерня, шкив или звездочка (в зависимости от типа привода ГРМ). Через привод распредвал связан с коленвалом, и от него получает крутящий момент. От перемещения вдоль своей оси распредвал удерживают упорные подшипники, которые расположены со стороны приводной шестерни, шкива или звездочки.

KnowCar - понятная энциклопедия по устройству автомобилей, где сложное описано простым языком, с иллюстрациями и видео, а статьи рассортированы по разделам. Энциклопедия в процессе наполнения. Если есть вопросы или предложения, свяжитесь с командой. Все контактные данные - внизу сайта.

Распределительный вал — DRIVE2

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

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

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

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

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

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

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

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

Привод распределительного вала

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

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

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

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

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

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

Распределительный вал и передаточные детали двигателя трактора

Категория:

   Тракторы-2

Распределительный вал и передаточные детали двигателя трактора

Распределительный вал управляет работой клапанов. Он состоит из кулачков и опорных шеек.

В качестве подшипников распределительного вала используют сталебаббитовые или алюминиевые втулки, реже подшипники качения. Осевые перемещения распределительного вала (0,1…0,25 мм) чаще всего ограничиваются регулировочным и упорным болтом или стопорной шайбой (фланцем).

При однорядной компоновке цилиндров распределительный вал, как правило, располагается в блок-картере сбоку от цилиндров, в V-образном двигателе распределительный вал устанавливается в развале цилиндров (нижнее расположение). В отдельных случаях распределительные валы размещают непосредственно над клапанами (над коромыслами), благодаря чему упрощается передача усилий от кулачков к клапанам (верхнее расположение).

Привод распределительного вала осуществляется от шестерни на коленчатом валу через шестеренчатую цепную передачу или передачу с помощью промежуточных валов..

Шестеренчатая передача наиболее проста по устройству, отличается стабильностью в работе (износ шестерен мало влияет на работу газораспределения). Применяется при нижнем расположении распределительного вала.

Цепная передача применяется при верхнем расположении распределительного вала. Износ и вытяжка цепей, приводящие к нарушениям работы газораспределения, основные недостатки этого привода.

Чтобы обеспечить строго согласованную работу механизмов газораспределения и кривошипно-шатунного, шестерни привода распределительного вала при сборке устанавливают строго по меткам на их зубьях и впадинах и картере распределительных шестерен.

Рис. 1. Распределительный вал с шестернями двигателя СМД-60

Рис. 2. Схема работы кулачка распределительного вала

Для изготовления распределительных валов применяют углеродистые (40, 45) и легированные (15Х, 12ХНЗА, 15НМ) стали или легированный чугун. Рабочие поверхности опорных шеек и кулачков подвергают поверхностной закалке, после чего их шлифуют и полируют.

Как правило, каждый цилиндр двигателя имеет по одному впускному и одному выпускному клапану. Таким образом, для привода клапанов одного цилиндра на распределительном валу должно быть два кулачка, а общее количество кулачков в два раза больше общего числа цилиндров двигателя. От профиля кулачка зависят моменты открытия и закрытия клапана, а следовательно, продолжительность открытого состояния клапана или фаза газораспределения. На рисунке 28 показаны схема работы кулачка и теоретический график его перемещения h в зависимости от угла поворота распределительного вала ср.

Толкатель, поднимаясь вверх, вначале выбирает тепловой зазор в клапанах h0. Затем усилие от толкателя начинает передаваться клапану, и он открывается. Когда кулачок поворачивается от положения начала подъема толкателя на угол ф/2, клапан максимально открывается на hmax. Клапан находится в открытом состоянии до тех пор, пока кулачок удерживает толкатель на высоте, превышающей значение теплового зазора h0. Таким образом, фаза начинается в точке а и заканчивается в точке Ь.

Действительный график h (ф) несколько отличается от расчетного, так как детали механизма газораспределителя изнашиваются и контакты его передаточных деталей становятся более резкими.

Рис. 3. Толкатели: а — грибообразный; б — цилиндрический с плоской опорной поверхностью; в - цилиндрический со сферической опорной поверхностью; 1 — направляющая поверхность; 2 — выточка; 3 — регулировочный болт; 4 — опорная поверхность; 5 — канал для отвода масла; 6 — сферическое углубление.

Схема расположения кулачков на распределительном валу зависит от тактности двигателя, порядка работы его цилиндров и схемы размещения цилиндров в блоке.

К основным передаточным деталям клапанного механизма газораспределения относятся толкатели, штанги и коромысла.

Толкатель передает движение от кулачка распределительного вала к клапану непосредственно или через штангу и коромысло. Наибольшее распространение получили цилиндрические и грибообразные толкатели (рис. 3). Цилиндрические толкатели применяют в механизмах газораспределения с верхним расположением клапанов., грибообразные — преимущественно при нижнем расположении клапанов.

В толкателях рабочими поверхностями являются нижняя торцевая (опорная) и боковая цилиндрическая (направляющая) поверхности.

Опорная поверхность толкателя воспринимает давление кулачка, а направляющая — боковое усилие и силу сопротивления вращению. Она может быть плоской или сферической (R = 750… 1000 мм). Для повышения износостойкости ее наплавляют легированным чугуном и подвергают термической обработке, после чего шлифуют и полируют. Цилиндрическую поверхность (направляющую часть) толкателя термически обрабатывают, шлифуют и полируют.

Рис. 4. Устройство клапанного узла: а — клапан; б — формы головок клапанов (плоская, тюльпанообразная, выпуклая); в - способы крепления пружин на клапанах; 1 — стержень; 2 — головка; 3 — заглушка; 4 — жаропрочная наплавка головки; 5 — металлический натрий; 6 — выточка для предохранительного кольца; 7 — хвостовик; 8 — опорная шайба пружины; 9 — конические сухарики; 10 — цилиндрические сухарики; 11 — конический хвостовик; 12 — коническая втулка

Грибообразные толкатели для механизма газораспределения с нижним расположением клапанов имеют болты с контргайками, которые ввертываются сверху в торец и предназначены для регулировки теплового зазора в клапанах. Иногда такие толкатели оборудуют гидравлическим устройством для автоматического регулирования теплового зазора.

Цилиндрические толкатели полые, в них входят шаровые наконечники штанг. Для смазки такого толкателя на нем имеется сверление 5, по которому масло вытекает на трущиеся поверхности.

Толкатели устанавливают в цилиндрические расточки блок-картера таким образом, чтобы при взаимодействии с кулачками они проворачивались. Это достигается смещением толкателя относительно середины кулачка (рис. 4, а и б) или взаимодействием сферической опорной поверхности толкателя с конической поверхностью кулачка (рис. 4, в).

Для изготовления толкателей применяют сталь или чугун.

Штанги передают усилия от толкателей к коромыслам. Стержень штанги изготовляют трубчатого сечения из стали или дюралюминия. Наконечники штанг стальные.

Коромысла воспринимают усилия от штанг и используют эти усилия для открытия клапанов.

Коромысло представляет собой двухплечий рычаг с соотношением плеч 1,3… 1,5. Такое соотношение плеч коромысла позволяет при сравнительно небольшом ходе толкателя обеспечивать необходимое перемещение клапана при его открытии. Короткое плечо коромысла имеет регулировочный болт с контргайкой. Длинное плечо заканчивается бойком, ударяющим при работе в стержень клапана.

В средней части коромысло имеет отверстие с запрессованной бронзовой втулкой (редко с подшипником качения). Коромысла устанавливают на полых осях, закрепленных в специальных стойках на головке цилиндров.

Для подвода смазки к передаточным деталям используются полые оси и каналы в коромыслах.

Коромысла изготовляют из стали или ковкого чугуна. Боек коромысла подвергают закалке, затем шлифуют и полируют.

Реклама:
Читать далее: Клапанная группа деталей трактора

Категория: - Тракторы-2

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Ремонт и замена распредвала двигателя

Распределительный вал в двигателе играет далеко не последнюю роль. В его работу входит распределение открытие и закрытие клапанов в определенные промежутки времени, чтобы обеспечить четкую и синхронную работу поршневой группы, клапанного механизма и системы зажигания. Постараемся разобраться, как производится ремонт и замена распредвала при обнаружении неисправностей.

Диагностика неисправностей распредвала

Ремонт распределительного вала можно производить самостоятельно, за исключением определенных случаев, когда может понадобиться применение специального оборудования. Неисправности распредвала являются серьезными и очень сильно влияют на мощность двигателя.

Оценка состояния распредвала производится только при снятии головки блока цилиндров. Алгоритм действий, примерно, такой же, как и при замене прокладки ГБЦ.

Внешний осмотр сводится к проверке сальников распредвала. Они должны быть в исправном состоянии, то есть, на них не должно быть каких либо дефектов: трещин, заусенцев и отверстий. Кроме того, проверке также подлежат постель и сам распределительный вал.

Распространенные проблемы распредвала и способы их устранения

1. Мелкие дефекты на шейках опоры в виде царапин и задир.

Возможные причины возникновения:

- Низкий уровень масла или его некачественный состав. Другой причиной может быть слишком малое давление масла.

- Перегрев двигателя может вызвать разжижжение масло. В итоге, оно теряет свои смазывающие свойства, и распределительный вал быстрее изнашивается.

- Естественный износ. Появляется после значительного пробега двигателя.

Все это устраняется либо шлифовкой шеек и установкой новых вкладышей более толстого размера. Все клапана и каналы зачищаются и промываются, масляный насос, и система охлаждения при необходимости тоже ремонтируются.

2. Износ кулачков рабочей части распределительного вала.

Имеет все те же причины, но может быть вызван, также и при неправильном зазоре клапанов, различных дефектах толкателей и не корректной установкой фаз газораспределения.

В обязательном порядке происходит шлифовка и подгонка всех изношенных частей, их регулировка и проверка систем охлаждения и смазки.

 3. Прогиб и прочие изменения формы.

Причины прогиба, чаще всего, заключаются в естественном износе распределительного вала и игнорировании любых неисправностей всего механизма. Диагностика выполняется при помощи специального теста и в случае отклонения, составляющего более 0,05 миллиметров, распредвал подлежит только замене. Замене распредвал может подлежать и в случае появлении трещин.

Как видно, все причины, по которым распределительный вал приходит в негодность, зависят от водителя. Масло, охлаждающую жидкость, прокладки и уплотнители, а также все системы работоспособности двигателя.

Видео - Как установить распредвал ВАЗ 

Как выполняется замена распределительного вала двигателя?

Чтобы заменить распределительный вал, необходимо снять головку блока цилиндров. В первую очередь, сливают моторное масло и охлаждающую жидкость, с головки блока снимают крышку и все компоненты, которые мешают демонтажу. После этого, снимается крышка газораспределительного механизма и ремень ГРМ.

В двигателях классической компоновки необходимо снять цепь, которая приводит в движение газораспределительный механизм. Цепь используется вместо ремня ГРМ и имеет свои особенности демонтажа.

Как только ГБЦ будет освобождена  от остальных механизмов, открутите болты крепления и снимите головку. После этого можно демонтировать распределительный вал и устанавливать на его место новый узел.

Как только монтаж нового распредвала будет завершен, проведите сборку узлов в обратной последовательности. Не забудьте провести регулировку клапанного зазора, угла опережения зажигания, залить масло и охлаждающую жидкость.

На этом ремонт и замена распредвала завершена. Как видите, данную процедуру можно произвести самостоятельно при наличии специальных инструментов и первоначальных навыков пользования ими. Однако, если вы не уверены в собственных силах, рекомендуется поручить эту работу сотрудникам в сфере обслуживания автомобилей. Удачи на дорогах!

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости