Чем удерживается распределительный вал от продольных перемещений

О ГРМ

1-распределительный вал; 2-клапан; 3-ось коромысел; 4-толкатель клапана; 5-коромысло клапана; 6-штанга толкателя.

Широко распространены следующие схемы клапанного механизма:
Верхнее расположение клапанов, приводимых цилиндрическими толкателем:
непосредственно от распределительного вала толкатель перемещается в головке возвратно-поступательно и воспринимает поперечное усилие со стороны кулачка с одновременной передачей воздействующего усилия на стержень клапана с одновременной передачей воздействующего усилия на стержень клапана.
Верхнее расположение распределительного вала с приводом клапанов при помощи рычажного толкателя:
здесь силы при подъеме кулачка воспринимаются и передаются установленным в головке блока качающимся рычажным толкателем, перемещающимся между кулачком и клапаном. Кроме функции передачи усилий, толкатель, может изменить величину подъема клапана.
Привод двух коромысел от кулачков верхнего распределительного вала: Ось каждого коромысла располагается между распределительным валом и клапаном. Коромысло обычно конструируется так, что бы оно увеличивало перемещение клапана.

В современной мировой практике для уточнения типа клапанного механизма применяются следующие сокращения:

• OHV ( Over Head Valves) означает верхнее расположение клапанов в двигателе. Никакой информации о расположении распределительного вала в этом сокращении не содержится.
• OHC ( Over Head Camshaft) означает верхнее расположение распредвала (распредвалов) и не содержит никакой информации об их количестве, и о их способе воздействия на клапан.

Аббревиатура SOHC и DOHC обозначает количество распределительных валов в двигателе.

• SOHC ( Single Over Head Camshaft) — обозначает один распределительный вал верхнего расположения.
• DOHC ( Double Over Head Camshaft) — конструкция газораспределительного механизма с двумя распределительными валами расположенными сверху.
• Существует еще одно распространенное сокращение СVH ( Compound Valve angle Hemispherical chamber ). В свободном переводе, это двигатель: «. с разными углами наклона клапанов и сферической камерой сгорания » В принципе, это верхнее расположение одного распредвала и клапанов приводимых с помощью «качалок» (вид коромысел клапанов). Отличительной особенностью является разные углы наклона для впускных и выпускных клапанов, как в продольных, так и в поперечных плоскостях относительно распредвала.

Газораспределительный механизм включает в себя:

1. Распределительный вал (один или два).
2. Клапана впускные и выпускные.
3. Вал (ось) крепления коромысел клапанов.
4. Толкатели клапанов (гидравлические или механические).
5. Коромысла клапана.
6. Штанги толкателей.
7. Седла клапанов.
8. Направляющие втулки клапанов.
9. Пружины клапанов.
10. Сухари клапанов.
11. Упорные верхние шайбы.
12. Нижние тарелки клапанных пружин.

Схема газораспределительного механизма: 1-впускной клапан, 2-распределительный вал впускных клапанов, 3-кулачек распределительного вала, 4-распределительный вал выпускных клапанов, 5-роликовый рычаг (коромысло), 6-гидрокомпенсатор, 7-клапанная пружина, 8-выпускной клапан, 9-головка блока цилиндров, 10-блок цилиндров.

В связи с широким применением четырех клапанов на один цилиндр предпочтение отдается двухвальной схеме ГРМ (один распределительный вал обеспечивает привод впускных клапанов, другой вал – выпускных). В V-образном двигателе устанавливается четыре распределительных вала — по два на каждый ряд цилиндров.

Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала с помощью привода, который осуществляет его вращение в два раза медленнее коленчатого вала (за один цикл работы двигателя конкретный клапан открывается только один раз). В качестве привода распределительного вала используются ременная, цепная и зубчатая передачи.

Ременная и цепная передачи приводят в действие распределительный вал, расположенный в головке блока цилиндров. Зубчатая передача вращает, как правило, распределительный вал в блоке цилиндров. В обиходе зубчатая передача привода распределительного вала носит название «гитара» (по форме двух соединенных шестерен).

Ременная и цепная передачи имеют как достоинства, так и недостатки, поэтому в ГРМ применяются на равных. Цепной привод более надежный и, соответственно, долговечный. Но цепь тяжелее ремня, поэтому требует дополнительных устройств для натяжения (натяжные ролики,) и гашения колебаний (успокоители). Натяжные ролики обеспечивают натяжение с помощью пружины и за счет давления масла в системе смазки. В качестве цепного привода распределительного вала используются одно- и двухрядные роликовые цепи. Постепенно их вытесняют зубчатые цепи, которые взаимодействуют с зубьями звездочки щеками особой формы. Помимо распределительного вала с помощью цепи может осуществляться привод масляного насоса, балансирных валов.

Ременной привод не требует смазки, поэтому на шкивы устанавливается открыто. Вместе с тем, ремень в сравнении с цепью имеет ограниченный ресурс. Правда этот ресурс не такой уж и малый. Современные ремни «пробегают» 100-150 тыс.км. В качестве ременного привода распределительного вала широко используются зубчатые ремни. Выступы на внутренней поверхности зубчатого ремня входят в зацепление с зубьями на шкивах (шестернях), тем самым обеспечивается вращение. На двигателях TDI используется эллиптическая шестерня привода зубчатого ремня, что позволяет снизить тяговые усилия и крутильные колебания распределительного вала. Наряду с распределительным валом зубчатый ремень может приводить масляный насос, насос охлаждающей жидкости, топливный насос высокого давления.

Уважаемый посетитель! Мы физически не можем отвечать на каждый комментарий..
Для того, чтобы Вы могли самостоятельно (или с помощью ближайшего автосервиса) устранить неисправности дизеля, мы разработали ОнлайнДиагностику. Это интерактивное руководство, которое содержит все известные причины неисправностей дизельных двигателей и указывает пути достижения правильной работы конкретного двигателя.

Приглашаем вас воспользоваться ОнлайнДиагностикой прямо сейчас!

«Механизм газораспределения»

Цель работы: изучить устройство и принцип действия механизма газораспределения и декомпрессионного механизма. Оборудование, приборы и материалы: 1. Макет четырехтактного дизельного двигателя внутреннего сгорания Д-240 в разрезе. 2. Макет газораспределительного механизма ДВС. 3. Плакаты дизельного и бензинового двигателей внутреннего сгорания. 4. Учебный кинофильм.

Теоретическая часть Механизм газораспределения обеспечивает наполнение цилинд­ров в определенные периоды времени воздухом или горючей смесью и своевременный выпуск из них отработавших газов.

На всех тракторных дизелях применен газораспределительный механизм с подвесными клапанами, расположенными в головке цилиндров, схема действия которого и взаимное расположение деталей одинаковые, а вот конструкция и размеры отдельных деталей различны. В рядных двигателях распределительный вал расположен в блок-картере сбоку oт цилиндров, в V-образных–в развале цилиндров. Газораспределительный механизм работает следующим образом. От коленчатого вала через косозубую шестеренную передачу приводится во вращение распределительный вал 27 (рис.1). При повороте распределительного вала его кулачок набегает на толкатель 1 и перемещает его вверх. Толкатель передает движение через штангу 2 регулировочному винту 3 короткого плеча ко­ромысла 8. Последнее, поворачиваясь на валике 11, длинным пле­чом нажимает на стержень клапана и, преодолевая силу пружин, открывает его. Стержень клапана движется в направляющей втулке 16. Закрывается клапан под действием пружин 14. В течение одного рабочего цикла четырехтактного дизеля впускной и выпускной клапаны открываются по одному разу. Периоды от момента открытия клапана до момента его закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала называют фазами газораспределения. Наблюдается также период перекрытия клапанов, т. е. период, когда впускной и выпускной клапаны одновременно открыты. Рисунок 1. Газораспределительный механизм дизеля Д-240. 1– толкатель, 2– штанга, 3– регулировочный винт, 4– болт–штуцер трубки подвода масла, 5– пробка валика коромысел, 6– шайба, 7– контргайка регулировочного винта, 8– коромысло, 9– стойка валика коромысел, 10– пружина валика коромысел, 11– валик коромысел, 12– опорная шайба пружин, 13– сухарь, 14– наружная и внутренняя пружина клапана, 15– нижняя опорная шайба пружины клапана, 16– направляющая втулка клапана, 17– клапан, 18– тарелка клапана, 19–болт для привода счётчика моточасов, 20– замковая шайба, 21– упорная шайба, 22– шестерня распределительного вала, 23– фланец, 24– упорное кольцо, 25– опорная шейка распределительного вала, 26– кулачок выпускного клапана, 27– распределительный вал, 28– кулачок впускного клапана. Даже небольшие отклонения от принятых фаз газораспределения, вызванные рассогласованием работы кривошипно-шатунного и газораспределительного механизма, значительно снижают мощ­ность и экономичность дизеля. Фазы газораспределения устанавливают совмещением меток на шестернях распределения (рис. 2). Распределительный вал состоит из опорных шеек 25, на которых вал вращается в блок-картере, кулачков 26 и 28, управ­ляющих движением клапанов. Кулачки располагаются на валу в определенном порядке под разными углами в соответствии с порядком работы цилиндров. Форма и взаимное расположение кулачков вала зависят от фаз газораспределения. Рисунок 2. Шестерни распределения дизелей а- Д-240, б- СМД-62 1- шестерня привода насоса гидроусилителя руля, 2- шестерня распределительного вала, 3- промежуточная шестерня, 4- шестерня привода топливного насоса, 5- шестерня коленчатого вала, 6- шестерня привода масляного насоса Устройство и работа распределительного вала, передаточных деталей, впускных и выпускных клапанов Подшипниками пятиопорного распределительного вала дизеля А-41 и трехопорных распределительных валов Д-240, Д-144 служат втулки, запрессованные в расточки блок-картера. Распределительный вал дизеля СМД-62 установлен на четырех опорах, диаметры ко­торых различны. Задняя опора наибольшего диаметра имеет бронзовую втулку, остальные расточены в приливах блок-картера. Кулачки и опоры вала термически обработаны. От продольных перемещений распределительный вал 27 дизеля Д-240 удерживается упорным кольцом 24, привернутым к блок-картеру двумя винтами. Осевое перемещение распределительного вала в А-41 ограничивается с одной стороны втулкой, с другой- фланцем, закрепленным на блок-картере. Продольное перемещение вала 0,1. 0,5 мм обеспечивается регулировочными шайбами, устанавливае­мыми под фланец. К передаточным деталям относятся толкатели 1 (см. рис.1), штанги 2, коромысла 8 с регулировочными винтами 3, валики коромысел 11, стойки валика коромысел 9 и распорные пружины коромысел 10. Рисунок 3 Толкатель и декомпрессионный механизм дизеля А-41 а- толкатель: 1- рычаг, 2- ось рычага, 3- втулка, 4- ролик, 5- игольчатый подшипник, 6- ось ролика, 7- пята, б- декомпрессионный механизм: 1- рукоятка, 2- контргайка, 3- винт, 4- валик, 5- коромысло, 6- клапан Толкатели, установленные на дизелях, — стальные, цилиндрические или грибовидной формы (Д-144), со сферической (Д-240) или плоской (СМД-62) нижней опорной поверхностью. Толкатели пере­мещаются непосредственно в расточках блок-картера или в на­правляющих втулках (Д-144). В донышке толказеля просверлено отверстие, по которому масло из клапан­ного механизма стекает в картер. Для повышения долговечности толкателя в месте соприкосновения его со штангой запрессована термически обработанная стальная пята 7 со сферической поверхностью. Штанга 2 (рис.1) дизеля Д-240 изготовлена из стального прутка, концы которого выполнены сферическими. Нижний конец штанги упирается в выемку донышка толкателя, а верхний- в регулировочный винт 3 коромысла 8. Аналогичная конструкция штанг в СМД-62 и Д-144. Коромысло-это стальной двуплечий рычаг. Конец его длин­ного плеча, нажимающий на клапан, называют бойком. Его поверхность термически обработана. Для впускных и выпускных клапанов всех дизелей (кроме Д-144 и СМД-62) они одинаковой конфигурации, В резьбовое отверстие короткого плеча ввернут регулировочный винт 3 с контргайкой 7, с помощью которых устанавливают зазор между бойком и стержнем клапана. Коромысла качаются на стальном пустотелом валике 11, закрепленном в стойках 9, прикрепленных к головке цилиндров шпильками. Продольное перемещение коромысел по валику у большинства дизелей предотвращается распорными пружинами 10. Внутренняя полость валика используется для подвода масла к внутренней поверхности ступиц коромысел, регулировочных винтов и стержней клапанов. Клапан 17, состоящий из тарелки 18 клапана и стержня, перемещается в направляющей втулке 16, запрессованной в голов­ку цилиндров. Плавный переход от тарелки к стержню придает клапану большую прочность, способствует лучшему отводу теплоты от тарелки и уменьшает сопротивление движению газов. На тарелке клапана имеется конусный поясок (фаска), снятый под углом 45° для обеспечения плотного закрытия отверстия в голов­ке цилиндров. Для некоторых дизелей (Д-240, ЯМЗ-240Б) фаски клапанов покрыты специальным твердым сплавом. Плотность при­легания клапана к седлу головки цилиндров достигается шлифов­кой и притиркой одного к другому. В тарелке предусмотрена прорезь под приспособление для притирки клапанов. Стержень клапана шлифуют. В верхней части стержня сделана кольцевая выточка, в которую входят выступы сухарей 13, крепящих опорную шайбу 12 на стержне клапана. Клапаны изготавливают из леги­рованных сталей. Торец стержня закаливают. Пружины 14 (внутренняя и наружная), создающие необходимое для закрытия клапана усилие, упираются в верхнюю и нижнюю опорные шайбы. Направление витков у пружин различное. Декомпрессионный механизм предназначен для облегчения пуска дизеля и прокручивания коленчатого вала при регулировках. Прин­цип его действия заключен в опускании выпускных (дизель А-41) или впускных (дизель Д-144) клапанов и удерживании их, откры­тыми независимо от положения распределительного вала. На валике 4 (рисунок 3,6) декомпрессионного механизма, поворачивающегося в кронштейне, установлено четыре винта 3, которые расположены против выпускных клапанов. Когда механизм выключен, винт 3 занимает наклонное положение и не касается коромысла. При его включении рукояткой 1 винт занимает верти­кальное положение, воздействует на плечо коромысла 5 и открывает клапан 6. Размер опускания клапана регулируют поворотом винта 3 на валике. Ход выполнения работы: 1. Ознакомление с устройством механизма газораспределения и декомпрессионного механизма. 2. Изучить принцип действия механизма газораспределения и декомпрессионного механизма. Оформление отчета Отчет по лабораторной работе № 4

Способы фиксации распредвала от осевых смещений

Распределительный вал является одной из ключевых деталей двигателя внутреннего сгорания. Он отвечает за передачу крутящего момента от коленчатого вала на клапаны, а также за синхронизацию работы цилиндров. В связи с этим, надежная фиксация распределительного вала и исключение возможных осевых смещений становятся важными задачами при конструировании двигателей.

Осевые смещения распределительного вала могут привести к неправильному времени открытия и закрытия клапанов, что повлияет на работу двигателя. В результате могут возникнуть проблемы с компрессией, расходом топлива и даже поломкой двигателя. Поэтому производители двигателей уделяют особое внимание правильной фиксации распределительного вала и применяют различные способы, чтобы предотвратить возможные осевые смещения.

Одним из распространенных способов фиксации распределительного вала является использование специальных подшипников. Эти подшипники имеют особую конструкцию, которая обеспечивает строгое положение вала и исключает любые осевые смещения. Кроме того, специальные пружины могут быть установлены на вал для дополнительного удерживания его в положении.

Другим способом фиксации распределительного вала является использование системы зубчатой передачи. Эта система состоит из зубчатого колеса, которое размещается на валу и взаимодействует с другим зубчатым колесом на другом валу. Зубчатая передача позволяет точно синхронизировать работу распределительного вала и исключить любые осевые смещения. Кроме того, система зубчатой передачи обеспечивает надежное сцепление, что позволяет увеличить нагрузку и долговечность двигателя.

Осевые смещения распределительного вала: причины и их влияние

Основными причинами осевых смещений распределительного вала являются:

Причина	Влияние
Износ подшипников	Износ подшипников может привести к смещению вала, что в свою очередь может вызывать трение, перегрев и поломку других компонентов двигателя.
Неисправности лапок регулятора распределительного механизма	Если лапки регулятора имеют износ, сломаны или неправильно настроены, это может вызвать смещение вала и неправильную работу распределительного механизма.
Неисправности системы смазки	Недостаточное количество смазки или неисправности в системе смазки могут привести к трению и износу компонентов, что в итоге приведет к осевым смещениям.

Влияние осевых смещений на работу двигателя может быть разным, в зависимости от характера смещения и его величины. В некоторых случаях, осевые смещения могут привести к поломке определенных компонентов двигателя, включая распределительный механизм, шатуны и поршни. Кроме того, смещение вала может влиять на точность работы клапанов и зазоры между ними и поршнем, что может привести к ухудшению мощности двигателя и его экономичности.

В случае обнаружения осевых смещений распределительного вала, необходимо немедленно обратиться к специалистам для диагностики и ремонта. Вовремя проведенный ремонт позволит предотвратить серьезные повреждения двигателя и продлить его срок службы.

Воздействие осевых смещений на работу двигателя

Осевые смещения распределительного вала могут серьезно повлиять на работу двигателя и его эффективность. Под осевыми смещениями понимается сдвиг вала по его оси, как в плоскости горизонтальной, так и вертикальной.

Осевые смещения могут возникнуть из-за несоответствия размеров и точности изготовления деталей, а также из-за износа подшипников и других элементов механизма.

Одним из основных негативных последствий осевых смещений является дополнительная нагрузка на подшипники распределительного вала. Это может привести к увеличению трения и потере энергии, а также к повышенному износу подшипников и механизма в целом.

Кроме того, осевые смещения могут вызвать изменения в геометрии клапанного механизма, что приводит к неправильному открытию и закрытию клапанов, перекосу горения и увеличению выбросов.

Величина осевых смещений должна быть минимальной и находиться в пределах допустимых норм. Для этого необходимо соблюдать требования по качеству изготовления и заменять изношенные детали вовремя.

Важно также регулярно проводить диагностику и контролировать состояние распределительного вала, чтобы своевременно выявить и устранить любые осевые смещения.

Первый способ фиксации: использование подшипников

Подшипники обеспечивают надежную опору для вала и обеспечивают его стабильное положение. При правильном выборе и установке подшипников, смещение вала по оси минимально или не наблюдается. Это особенно важно для распределительного вала, так как от его корректной работы зависит работоспособность всего двигателя.

Для фиксации распределительного вала с помощью подшипников, вал устанавливается в специальные подшипниковые корпуса или узлы. Подшипниковые корпуса обычно имеют отверстия, в которые вставляется вал. Внутри корпуса находятся подшипники, которые обеспечивают надежную фиксацию вала.

Преимущества использования подшипников для фиксации распределительного вала:	Недостатки использования подшипников для фиксации распределительного вала:
1. Позволяют обеспечить надежную фиксацию вала;	1. Требуют регулярного обслуживания и смазки;
2. Обеспечивают стабильное положение вала;	2. Могут быть дорогими в использовании (особенно подшипники высокого класса точности);
3. Позволяют осуществлять вращение вала без осевых смещений;	3. Могут иметь ограничения по работе в режиме высоких нагрузок или высоких температур;

Подшипники для фиксации распределительного вала отлично справляются со своей задачей, однако требуют определенного ухода и обслуживания. Регулярная смазка и проверка состояния подшипников поможет поддерживать их работоспособность и продлить срок их службы. При выборе подшипников необходимо учесть особенности работы двигателя и условия эксплуатации.

Второй способ фиксации: применение оправок и втулок

Оправки являются металлическими прокладками, которые размещаются между валом и его опорами. Они позволяют корректировать положение вала и компенсировать возможные осевые смещения. Оправки обычно имеют форму полукруглых или прямоугольных пластин с отверстиями для установки на вал.

Втулки, в отличие от оправок, являются полыми цилиндрическими элементами, которые надеваются на вал. Они также помогают с выравниванием и фиксацией вала, особенно при наличии зазоров между валом и его опорами. Втулки могут быть изготовлены из различных материалов, таких как сталь, латунь или полимерные материалы, в зависимости от требований конкретного приложения.

Преимущества применения оправок и втулок:	Недостатки применения оправок и втулок:
Обеспечивают точное выравнивание вала	Требуют дополнительных затрат на приобретение и установку
Позволяют компенсировать осевые смещения	Могут потребовать дополнительной работы при демонтаже и монтаже
Улучшают надежность и долговечность системы

Применение оправок и втулок является эффективным способом предотвращения осевых смещений распределительного вала. Однако, в каждом конкретном случае необходимо учитывать требования производителей оборудования и особенности работы системы.

Третий способ фиксации: применение специализированных прокладок

Для предотвращения осевых смещений распределительного вала применяется третий способ фиксации, который включает использование специализированных прокладок.

Специализированные прокладки представляют собой тонкие, но прочные пластины, которые устанавливаются между распределительным валом и осевыми чашками.

Прокладки выполняют несколько функций. Во-первых, они позволяют предотвратить появление осевых смещений, обеспечивая надежную фиксацию вала. Во-вторых, они могут иметь специальные формы и конфигурации, которые компенсируют возможные перемещения и деформации вала при работе двигателя.

Использование специализированных прокладок требует учета особенностей конкретной модели и типа двигателя. В процессе выбора прокладок необходимо учесть такие параметры, как размеры вала, тип исходного материала, механическая прочность и теплостойкость.

Применение специализированных прокладок в процессе фиксации распределительного вала является очень эффективным и надежным способом предотвращения осевых смещений. Однако, для достижения наилучших результатов необходимо правильно подобрать и установить прокладки, а также регулярно проверять их состояние в процессе эксплуатации двигателя.

Четвертый способ фиксации: применение гайки

Применение гайки имеет свои преимущества. Во-первых, гайка достаточно проста в использовании. Для фиксации вала достаточно просто защелкнуть гайку на конце вала и затянуть ее. В случае необходимости регулировки положения вала, гайка легко откручивается и затягивается снова.

Во-вторых, гайка обеспечивает достаточно надежную фиксацию. При правильной установке и затяжке гайки, вал зафиксирован надежно и не смещается в процессе работы. Это особенно важно в случае, если вал испытывает значительные нагрузки или тряску.

Однако, стоит отметить, что применение гайки не всегда является оптимальным решением для фиксации распределительного вала. В некоторых ситуациях может потребоваться более надежное и прочное крепление. Поэтому перед выбором способа фиксации, необходимо учитывать конкретные требования рабочей среды и нагрузки, которые вал будет испытывать.

Таким образом, применение гайки является одним из способов фиксации распределительного вала от осевых смещений. Этот способ легок в использовании и обеспечивает достаточную надежность фиксации.Однако, перед использованием гайки необходимо учитывать конкретные требования рабочей среды и нагрузки, чтобы выбрать оптимальное решение.

Пятый способ фиксации: использование дополнительных фиксирующих элементов

В некоторых случаях, чтобы избежать осевых смещений распределительного вала, могут быть использованы дополнительные фиксирующие элементы. Эти элементы способны дополнительно закрепить вал, предотвратить его смещение и обеспечить более надежную работу механизма.

Один из таких элементов — фиксирующая пробка. Фиксирующая пробка устанавливается на конце вала и обеспечивает дополнительное крепление. Она может иметь различную форму и размеры в зависимости от специфики конкретного механизма.

Другой дополнительный элемент — фиксирующее кольцо. Фиксирующее кольцо служит для предотвращения смещения вала путем обеспечения дополнительной фиксации. Оно устанавливается на вале и образует дополнительную точку опоры.

Использование дополнительных фиксирующих элементов может быть полезно при работе с распределительным валом, особенно в случаях, когда осевые смещения могут быть проблематичны или иметь отрицательные последствия для работы механизма. Важно правильно подобрать и установить такие элементы, чтобы обеспечить надежную фиксацию вала и гарантировать его безопасную эксплуатацию.

Вал распределительный: ключевой элемент механизма газораспределения

Практически во всех четырехтактных поршневых моторах внутреннего сгорания присутствует газораспределительный механизм на основе распределительного вала. Все о распредвалах, их существующих типах, конструкции и особенностях работы, а также о верном выборе и замене валов читайте в предложенной статье.

Назначение распределительного вала и его место в силовом агрегате

Распределительный вал (РВ, распредвал) — компонент газораспределительного механизма (ГРМ) поршневых четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, управляющий процессом газообмена; металлический вал с отформированными кулачками специального профиля, обеспечивающий открытие и закрытие клапанов с целью впуска в цилиндр горючей смеси или воздуха и выпуска отработавших газов в соответствии с движением поршней и работой всех цилиндров.

ГРМ является одной из основных систем поршневого ДВС, благодаря ему обеспечивается подача в цилиндры топливовоздушной смеси (в карбюраторных моторах) или воздуха (в инжекторах и дизелях), и выпуск из цилиндров отработавших газов только в строго определенные моменты. Газообмен осуществляется посредством клапанов, встроенных в каждый цилиндр, а их привод и синхронизация работы с кривошипно-шатунным механизмом и иными системами силового агрегата осуществляется одной деталью — распределительным валом.

На РВ возлагается ряд ключевых функций:

• Привод (прямой или косвенный через промежуточные детали) впускных и выпускных клапанов;
• Обеспечение синхронной работы ГРМ с другими системами силового агрегата;
• Обеспечение открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов в соответствии с заданными фазами газораспределения (для впуска и выпуска газов при определенном угле поворота коленчатого вала относительно ВМТ и начала/конца тактов);
• В некоторых случаях — привод различных механизмов и узлов, в том числе и работающих синхронно с ГРМ (прерывателя-распределителя зажигания, маслонасоса и др.).

Основная роль, которую играет РВ, сводится к управлению работой клапанов ГРМ в соответствии с расчетными фазами газораспределения данного конкретного силового агрегата. Благодаря особой конструкции распредвал обеспечивает открытие и закрытие всех клапанов только в нужные моменты времени, задает углы их перекрытия на определенных тактах, и т.д. Именно благодаря распредвалу обеспечивается нормальная работа мотора на всех режимах. Изношенный, деформированный или поврежденный распределительный вал нарушает функционирование силового агрегата или полностью выводит его из строя, такой вал требует незамедлительной замены. Но прежде, чем покупать новую деталь, следует разобраться в существующих типах РВ, их устройстве и применяемости.

Типы, устройство и характеристики распределительных валов

Устройство распределительного вала

В общем случае РВ выполнен в виде металлического вала малого диаметра, на котором отформировано несколько элементов:

• Кулачки;
• Опорные шейки;
• Шестерня и/или эксцентрик привода различных механизмов;
• Носок для монтажа приводного шкива/шестерни.

Основные элементы распредвала — кулачки, количество которых в двигателе без механизма изменения фаз соответствует общему числу клапанов (как на впуске, так и на выпуске). Кулачки имеют сложный каплеобразный профиль, при вращении РВ кулачки набегают и сбегают с толкателей, обеспечивая тем самым привод клапанов. За счет особенностей профиля кулачков достигается не просто открытие и закрытие клапанов, но также поддержка их в открытом состоянии в течение определенного времени, перекрытие в соответствии с фазами, и т.д.

Вершины всех кулачков смещены друг относительно друга, чем обеспечивается последовательная работа всех цилиндров в соответствии с определенным для конкретного силового агрегата порядком. В РВ для четырехцилиндровых двигателей вершины кулачков одного цилиндра смещены на 90 градусов, для шестицилиндровых — на 60 градусов, для восьмицилиндровых V-образных — на 45 градусов, и т.д. Однако часто можно встретить исключения, обусловленные конструктивными особенностями мотора.

РВ устанавливается в блок или головку двигателя посредством опорных шеек в специально предназначенные для этого отверстия или постели. Опирается РВ на разъемные (вкладыши) или неразъемные (втулки) подшипники качения, изготовленные из специальных сплавов с низким коэффициентом трения. В подшипниках выполняются отверстия для подачи к шейкам моторного масла из общей системы смазки двигателя. В подшипнике одной из шеек (обычно передней или задней) выполняется упорное кольцо или иное фиксирующее устройство, предотвращающее осевые перемещения РВ.

В любом удобном месте РВ может формироваться косозубая шестерня или эксцентрик для привода различных агрегатов. С помощью шестерни обычно реализуется привод масляного насоса или трамблера, а с помощью эксцентрика — привод масляного насоса. На некоторых типах РВ присутствуют оба этих элемента, на современных моторах, напротив, этих элементов нет вовсе.

В передней части вала располагается носок, на который посредством шпонки и болта монтируется приводной шкив или шестерня. Здесь же может располагаться съемный противовес, который обеспечивает балансировку распредвала при наличии на нем эксцентрика привода насоса или иных несимметричных деталей.

Распределительные валы различных типов двигателей

РВ делятся на несколько групп по способу установки и количеству в одном моторе, типу привода, применяемости в различных типах ГРМ и некоторым конструктивным особенностям.

По способу установки распредвалы делятся на две основных группы:

• Установка непосредственно в блоке двигателя (моторы с нижним расположением вала);
• Установка в головке блока (моторы с верхним расположением вала).

Обычно в нижних валах нет дополнительных элементов, их смазка выполняется за счет масляного тумана в картере и подачей масла под давлением к опорным шейкам через втулки. В верхних валах часто присутствует продольный канал и выполнены поперечные сверления в опорных шейках — так обеспечивается смазка шеек подачей масла под давлением.

В двигателе может быть один или два РВ, в первом случае один вал обеспечивает привод всех клапанов, во втором случае один вал обеспечивает привод только впускных клапанов, второй — только выпускных. Соответственно, на общем РВ количество кулачков соответствует числу всех клапанов, а на каждом из раздельных РВ количество кулачков вдвое меньше общего числа клапанов.

Привод РВ может осуществляться с помощью ремня, цепи или шестерни, непосредственно связанной с шестерней коленчатого вала. Сегодня чаще всего используются первые два типа приводов, так как шестереночный привод менее надежен и сложен в регулировке (требует значительной разборки агрегата для выставления фаз или для ремонта).

Наконец, все РВ можно разделить на две группы по виду газораспределительного механизма, в котором они могут функционировать:

• Для двигателей с обычным ГРМ;
• Для агрегатов с ГРМ с изменяемыми фазами газораспределения.

В распредвалах второго типа могут присутствовать дополнительные кулачки, смещенные на небольшой угол относительно основного кулачка — с их помощью осуществляется привод клапанов при изменении фазы. Также эти валы могут иметь специальные элементы для поворота, смещения всей детали вдоль оси, и т.д.

Распределительный вал и его место в ГРМ

РВ всех типов и конструкций изготавливаются из стали или чугуна, поверхности кулачков стальных РВ дополнительно проходят термическую обработку (закалку токами высокой частоты), кулачки чугунных РВ подвергаются отбелу (отбеливанию увеличением скорости охлаждения отливки) — этим достигается увеличение износостойкости деталей. Готовые валы балансируются для снижения биений, и лишь затем устанавливаются на двигатель или поступают в торговые сети.

Как верно выбрать и заменить распределительный вал

Распредвал со временем подвергается износу, на его кулачках образуются сколы и наклеп, а в определенных условиях деталь частично или полностью разрушается. Во всех этих случаях вал следует заменить на новый. Данная работа требует значительной разборки двигателя и выполнения дополнительных операций по регулировке, поэтому ее лучше доверить специалисту или автосервису.

На замену необходимо брать распредвал только того типа и модели, что был установлен на двигателе ранее. Зачастую с целью тюнинга или улучшения работы мотора используются валы с иным профилем и расположением кулачков, однако такую замену следует делать только после выполнения необходимых расчетов. Также вместе с валом необходимо покупать новые втулки или вкладыши, иногда требуется менять шкив, шестерню привода трамблера и другие детали. Работы по замене вала нужно выполнять только в соответствии с инструкцией по ремонту двигателя, после этого проводится обкатка.

При верном выборе и замене распредвала весь ГРМ двигателя будет работать надежно и уверенно, обеспечивая функционирование силового агрегата на всех режимах.

Другие статьи

#Омывающие жидкости
29.09.2023 | Статьи о запасных частях

Зима и лето, два полюса, между которыми меняется весь наш мир. И в этом мире существуют омывающие жидкости — помощники, которые обеспечивают нашу безопасность на дороге. В этой статье мы окунемся в мир омывающих жидкостей и узнаем, какие они бывают, от чего зависит их температура замерзания и как их правильно выбрать.

#Рассухариватель клапанов
21.06.2023 | Статьи о запасных частях

Замена клапанов двигателя внутреннего сгорания затрудняется необходимостью съема сухарей — для этой операции используются специальные рассухариватели клапанов. Все об этом инструменте, его существующих типах, конструкции и принципе действия, а также о его выборе и применении читайте в данной статье.

#Переключатель света с регулировкой шкалы
14.06.2023 | Статьи о запасных частях

Во многих отечественных автомобилях ранних выпусков широко использовались центральные переключатели света с реостатом, позволяющим регулировать яркость подсветки приборов. Все о данных устройствах, их существующих типах, конструкции, работе, а также об их правильном выборе и замене читайте в статье.

#Пластина распределителя зажигания
07.06.2023 | Статьи о запасных частях

Одной из основных деталей распределителя зажигания является опорная пластина, отвечающая за функционирование прерывателя. Все о пластинах прерывателя, их существующих типах и конструктивных особенностях, а также о подборе, замене и регулировках данных компонентов подробно рассказано в данной статье.