Назначение распределительного вала: Устройство и принцип работы распредвала

Содержание

Устройство и принцип работы распредвала

Устройство и принцип работы распредвала

Двигатель автомобиля представляет собой сложнейший механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ. От точной и бесперебойной работы распределительного вала во многом зависит нормальная работа двигателя.

Одну из самых важных функций в работе двигателя автомобиля выполняет распределительный вал, который является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ). Распредвал обеспечивает впуск-выпуск тактов работы двигателя.

В зависимости от того, каково устройство двигателя, газораспределительный механизм может иметь нижнее или верхнее расположение клапанов. На сегодняшний день чаще встречаются ГРМ с верхним расположением клапанов. Такая конструкция позволяет ускорить и облегчить процесс обслуживания, включающий регулировку и ремонт распределительного вала, для которого потребуются запчасти на распредвал.

Устройство распределительного вала

С конструктивной точки зрения распределительный вал двигателя связан с коленвалом, что обеспечивается благодаря наличию цепи и ремня. Цепь или ремень распределительного вала надеваются на звездочку коленчатого вала или на шкив распредвала. Такой шкив распредвала, как разрезная шестерня, считается наиболее практичным и эффективным вариантом, поэтому достаточно часто используется для тюнинга двигателей с целью увеличения их мощности.

Подшипники, внутри которых происходит вращение опорных шеек распредвала, располагаются на головке блока цилиндров. Если крепления шеек выходят из строя, для их ремонта используют ремонтные вкладыши распределительного вала.

Для того чтобы избежать осевого люфта, в конструкцию распределительного вала входят специальные фиксаторы. Непосредственно по оси вала проходит сквозное отверстие, предназначенное для смазки трущихся деталей. Это отверстие закрывается сзади при помощи специальной заглушки распределительного вала.

Важнейшей составной частью распредвала являются кулачки, количество которых указывает на количество впускных-выпускных клапанов. Кулачки отвечают за выполнение основной функции распределительного вала — регулирование фаз газораспределения двигателя и регулирование порядка работы цилиндров.

Каждый клапан оснащен кулачком. Кулачок набегает на толкатель, способствуя открыванию клапана. После того, как кулачок сходит с толкателя, мощная возвратная пружина обеспечивает закрывание клапана.

Кулачки распределительного вала находятся между опорными шейками. Газораспределительную фазу распредвала, зависящую от числа оборотов двигателя и от конструкции впускных-выпускных клапанов, определяют опытным путем. Подобные данные для конкретной модели двигателя можно найти в специальных таблицах и диаграммах, которые специально составляет производитель.

Как работает распределительный вал?

Конструктивно распредвал располагается в развале блока цилиндров. Зубчатая или цепная передача коленвала приводит в действие распредвал. Когда распределительный вал вращается, кулачки оказывают воздействие на работу клапанов. Данный процесс будет происходить правильно только в случае строгого соответствия с порядком работы цилиндров двигателя и с фазами газораспределения.

Для того чтобы были установлены соответствующие фазы газораспределения, на приводной шкив или на распределительные шестерни наносятся специальные установочные метки. Кроме этого, необходимо, чтобы кулачки распределительного вала и кривошипы коленчатого вала находились в строго определенном положении по отношению друг к другу.

Когда установка производится по меткам, удается достичь соблюдения правильной последовательности тактов — порядка работы цилиндров двигателя, который, в свою очередь, зависит от расположения самих цилиндров, а также от особенности конструкции коленчатого и распределительного валов.

Рабочий цикл двигателя

Рабочим циклом двигателя называется период, за время которого впускной и выпускной клапаны открываются по одному разу. Как правило, период проходит за два оборота коленвала. За это время распределительный вал, шестерня которого имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, делает один оборот.

Количество распределительных валов в двигателе

На количество распредвалов непосредственно влияет конфигурация двигателя. Двигатели, которые отличаются рядной конфигурацией, а также имеют одну пару клапанов на цилиндр, оснащаются одним распределительным валом. Если для каждого цилиндра предусмотрено по четыре клапана, двигатель оборудуется двумя распредвалами.

Двигатели оппозитные и V-образные отличаются наличием одного распредвала в развале либо имеют два распределительных вала, каждый из которых находится в головке блока. Бывают и исключения из общепринятых правил, связанные в первую очередь с конструктивными особенностями двигателя.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14. 10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Распределительный вал ГРМ

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

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

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

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

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

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

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

Читайте также

Назначение, материал изготовления и устройство распределительного вала, и их приводы

Распределительный
вал
 —
основная деталь газораспределительного
механизма (ГРМ),
служащего для синхронизации впуска или
выпуска и тактов работы двигателя.

В
современных автомобильных двигателях,
как правило, расположен в верхней части
головки блока цилиндров и
соединён со шкивом или
зубчатой звёздочкой коленвала ремнём
или цепью ГРМ соответственно и вращается
с вдвое меньшей частотой, чем последний
(на 4-тактных двигателях). В прошлом была
широко распространена схема с нижним
расположением распределительного вала.
Составной частью распредвала являются
его кулачки,
количество которых соответствует
количеству впускных и
выпускных клапанов двигателя.
Таким образом, каждому клапану
соответствует индивидуальный кулачок,
который и открывает клапан, набегая на
рычаг толкателя клапана. Когда кулачок
«сбегает» с рычага, клапан закрывается
под действием мощной возвратной пружины.

Двигатели
с рядной конфигурацией цилиндров и
одной парой клапанов на цилиндр обычно
имеют один распределительный вал (в
случае четырёх клапанов на каждый
цилиндр, два), а V-образные и оппозитные —
либо один в развале блока, либо два, по
одному на каждый полублок (в каждой
головке блока). Двигатели, имеющие 3
клапана на цилиндр (чаще всего два
впускных и один выпускной), обычно имеют
один распредвал на головку блока, а
имеющие 4 клапана на цилиндр (два впускных
и 2 выпускных) имеют 2 распредвала в
каждой головке блока. Но бывают и
исключения, к примеру, двигатель Mitsubishi
Lancer модели 4G18 (с
рядным расположением 4-ех цилиндров)
имеет 4 клапана на цилиндр и 1
распределительный вал.

Современные
двигатели иногда имеют системы регулировки
фаз газораспределения, то есть механизмы,
которые позволяют проворачивать
распредвал относительно приводной
звездочки, тем самым изменяя момент
открытия и закрытия (фазу) клапанов, что
позволяет более эффективно наполнять
рабочей смесью цилиндры на разных
оборотах.

Реверсивные устройства валопровода Реверсивные двигатели

Большинство ДВС рассчитаны
на вращение только в одну сторону; если
требуется получить на выходе вращение
в разные стороны, то используют передачу
заднего хода в коробке
перемены передач или
отдельный реверс-редуктор. Электрическая
передача также
позволяет менять направление вращения
на выходе.

Однако
на судах с жёстким соединением двигателя
с гребным винтом фиксированного шага
приходится применять реверсивные
двигатели, чтобы иметь возможность
двигаться задним ходом. Для этого нужно
изменять фазы открытия клапанов и
впрыска топлива. Обычно распределительные
валы снабжаются двойным количеством
кулачков; при остановленном двигателе
специальное устройство приподнимает
толкатели клапанов, что даёт возможность
передвинуть распредвалы в новое
положение. Встречаются также конструкции
с реверсивным приводом распределительного
вала — здесь при изменении направления
вращения коленчатого вала сохраняется
направление вращения распределительного
вала. Двухтактные двигатели с контурной
продувкой, когда газораспределение
осуществляется поршнем, не нуждаются
в специальных реверсивных устройствах
(однако в них всё же требуется корректировка
момента впрыска топлива).

Реверсивные
двигатели также применялись на
ранних тепловозах с
жёстким соединением вала двигателя с
колёсами.

Распределительный вал

Распределительный вал (распредвал) — деталь сложной формы, снабженная кулачками, которые в нужный момент открывают из закрывают клапана

Двигатель

Основная функция распредвала – синхронизировать впуск и выпуск тактов работы двигателя. Другими словами, этот механизм предназначен для своевременного открытия клапанов и подачи в камеру сгорания топливной смеси. Момент открытия и закрытия клапанов относительно положения коленчатого вала называют фазой распредвала.

Устройство и принцип работы распределительного вала

В современном двигателе распредвал (чаще всего их два) расположен в верхней части головки блока цилиндров. 

Распределительный вал связан с коленчатым валом двигателя автомобиля. Соединение осуществляется за счет цепи (или ремня) ГРМ. Для надежности передачи усилия к торцевой части распредвала присоединена ведомая шестерня, напоминающая «звездочку» на заднем колесе велосипеда.

За регулировку фаз газораспределения и порядок срабатывания цилиндров отвечают кулачки распредвала – их ровно столько, сколько впускных и выпускных клапанов используется в механизме ГРМ. Работа организована так: кулачок распредвала «набегает» на толкатель клапана, надавливает на него и открывает клапан. После того как кулачок сходит с толкателя, клапан закрывается под действием тугой возвратной пружины.

Чем больше клапанов в газораспределительном механизме, тем больше в нем установлено распредвалов. У Bugatti Veyron четыре распредвала и 64 клапана

Итак, распределительный вал вращается, благодаря чему обеспечивается воздействие кулачков на работу впускного и выпускного клапанов. Расположение кулачков относительно друг друга тщательно рассчитано в строгом соответствии с фазами газораспределения и порядком срабатывания цилиндров. Иными словами, пока открыт впускной клапан (или два клапана) одного цилиндра, все остальные впускные клапана находятся в состоянии покоя.

Распредвал.

Количество распредвалов в двигателе определяется конфигурацией самого мотора: если двигатель имеет рядную конструкцию и одну пару клапанов на цилиндр, то достаточно одного распредвала. Если на один цилиндр приходится 4 клапана, целесообразно применение 2-х распредвалов — один из них обслуживает только впускные клапана, другой — только выпускные. Помимо прочего у системы с парными валами есть еще один плюс — быстродействие.  

Что касается V-образных и оппозитных моторов, то они могут иметь либо один распределительный вал в месте так называемого «развала» цилиндров (основание воображаемой буквы V), либо два – по одному на каждой головке блока цилиндров. Попытаться реализовать сложную схему открытия и закрытия 16 клапанов при помощи одного распредвала можно, но не рационально — деталь получится слишком уж сложной. Такие схемы редки, но компания Honda все-таки решилась взять одну из них на вооружение: рядный мотор с четырьмя цилиндрами и одним распредвалом  установлен, например, на популярной модели Honda Fit/Jazz. Безусловное достоинство такой системы — возможность сделать двигатель компактным и легким.

Характеристики распредвала

Обычно принято выделять три важные характеристики распредвала: это величина подъема клапанов, продолжительность открывания клапанов и фазы распредвала.

Ради максимального периода открытия клапанов при конструировании спортивных моторов инженеры жертвуют холостым ходом. У гоночных болидов он редко бывает ниже 2000 оборотов в минуту

Подъем клапана измеряется в миллиметрах. Этой величиной измеряют максимальное расстояние, на которое клапан отходит от так называемого «седла», в котором он находится в момент закрытия. Продолжительность открывания клапанов – это отрезок времени, в течение которого клапана остаются в открытом состоянии. Измерять эту величину принято в градусах поворота коленчатого вала. При этом каждый из перечисленных критериев способен повлиять на работу двигателя: при увеличении подъема клапана, продолжительности его открытия или оптимизации фаз газораспределения мощность мотора увеличивается. Стоит отметить, что именно продолжительность открывания является основным параметром, с которым работают конструкторы форсированных моторов.

Так, например, распределительные валы, используемые на спортивных автомобилях, обеспечивают большую продолжительность открытия клапанов, по сравнению со стандартными. Это значит, что клапана остаются открытыми так долго, как это возможно, позволяя сжечь максимальную при таком объеме камеры сгорания дозу топлива за один такт.  К сожалению, в технике для достижения одного приходится жертвовать чем-то другим: установка спортивных распредвалов не позволяет держать обороты холостого хода ниже 2000 об/мин. Естественно, при такой работе двигатель потребляет огромное количество топлива.

Если же говорить о фазах распределительного вала (моменты, когда клапаны открываются и закрываются по отношению к положению распредвала), то вся информация о них обычно содержится в таблице данных, которая прилагается к распределительному валу. В таблице указаны угловые положения распределительного вала, а также информация о том, когда открываются и закрываются впускные и выпускные клапаны.

Современные двигатели часто оборудуют системами изменяемых фаз газораспределения. Так, например, некоторые автомобили марки Toyota имеют систему VVT-i. регулировка фаз газораспределения происходит посредством поворота распределительного вала относительно его приводной звездочки. Другой пример – разработка японского производителя Honda, получившая обозначение VTEC – она позволяет изменять фазы, используя для регулируемого клапана два кулачка.  

Распределительный вал и его привод


Категория:

   Устройство и работа двигателя


Публикация:

   Распределительный вал и его привод


Читать далее:

Распределительный вал и его привод

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные Г и выпускные Б кулачки, опорные шейки Л, шестерню Д для привода масляного насоса и распределителя системы зажигания и эксцентрик В для привода топливного насоса в карбюраторных двигателях.

Рис. 1. Типы распределительных валов

Вал штампуют из стали; кулачки и шейки его подвергают термической обработке для получения повышенной износостойкости, после чего шлифуют. Кулачки изготовляют как одно целое с валом. Применяют также литые чугунные распределительные валы.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Для каждого цилиндра у четырехтактных двигателей имеются два кулачка: впускной и выпускной. Форма (профиль) кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия. Одноименные кулачки располагают в рядном четырехцилиндровом двигателе под углом 90° (рис. 1, а), в шестицилиндровом — под углом 60° (рис. 1, б). Разноименные кулачки устанавливают под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагаются в принятом для двигателя порядке работы с учетом направления вращения вала. По длине вала впускные и выпускные кулачки чередуются в соответствии с расположением клапанов.

В V-образных двигателях расположение кулачков на общем для обеих секций блока распределительном валу зависит от чередования тактов в цилиндрах, угла развала и принятых фаз газораспределения. Распределительный вал У-образного восьмицилиндрового карбюраторного двигателя показан на рис. 1, в.

В двухтактных дизелях (ЯАЗ-М204 и ЯАЗ-М206) для каждого цилиндра имеется по два выпускных кулачка, обращенных вершинами в одну сторону, и по одному кулачку, управляющему работой насос-форсунки.

При нижнем расположении распределительного вала его устанавливают в картере на опорах, представляющих собой отверстия в стенках и перегородках картера, в которые запрессованы стальные тонкостенные биметаллические или триметаллические втулки. Вал устанавливают иногда также в специальных вкладышах. Число опор распределительного вала для двигателей разных типов различно.

Осевые перемещения распределительного вала у большинства двигателей ограничиваются упорным фланцем (рис. 2), закрепленным на блоке и расположенным с определенным зазором между торцом передней шейки вала и ступицы шестерни; зазор между опорным фланцем и торцом шейки вала устанавливают для двигателей разных марок в пределах 0,05— 0,2 мм; величина этого зазора определяется толщиной распорного кольца, закрепленного на валу между торцом шейки и ступицей шестерни. У двухтактных дизелей ЯМЗ осевые перемещения вала ограничиваются бронзовыми упорными шайбами, установленными по обеим сторонам переднего подшипника.

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала с помощью зубчатой или цепной передачи. При зубчатой передаче на конце коленчатого и распределительного валов закрепляют распределительные шестерни.

Для повышения бесшумности и плавности работы шестерни изготовляют с косыми зубьями; шестерню распределительного вала обычно делают из пластмассы — текстолита, а шестерню коленчатого вала — из стали.

При цепной передаче, обеспечивающей большую бесшумность работы (автомобили ЗИЛ-111), на конце коленчатого вала и на конце распределительного вала закрепляются звездочки, соединенные стальной гибкой бесшумной цепью. Зубья цепи входят в зацепление с зубьями звездочек.

Рис. 2. Типы приводов распределительного вала:
а — зубчатая передача; б — цепная передача

Распределительные шестерни или звездочки при сборке устанавливают одну относительно другой по меткам, имеющимся на их зубьях.

На новых моделях двигателей получает применение верхнее расположение распределительного вала (на головке блока). Привод вала осуществляется цепной передачей (автомобиль «Москвич-412»).

Газораспределительный механизм обеспечивает своевременное поступление в цилиндры двигателя горючей смеси (или воздуха) и выпуск отработавших газов.

Двигатели могут иметь нижнее расположение клапанов (ГАЗ-52, ЗИЛ-157К, ЗИЛ-1Э0К), при котором клапаны размещены в блоке цилиндров, и верхнее (ЗМЗ-24, 3M3-S3, ЗИЛ-130, ЯМЗ-740 и др.), когда они расположены в головке цилиндров.

При нижнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается клапану или через толкатель. Клапан перемещается в направляющей втулке, запрессованной в блок цилиндров. Закрытие клапана осуществляется пружиной, упирающейся в блок и шайбу, закрепленную двумя сухариками на конце стержня клапана.

При верхнем расположении клапанов усилие от кулачка распределительного вала передается толкателю, штанге, коромыслу и клапану. Преимущественно применяется верхнее расположение клапанов, так как такая конструкция позволяет получить компактную камеру сгорания, обеспечивает лучшее наполнение цилиндров, уменьшает потери тепла с охлаждающей жидкостью и упрощает регулировку клапанных зазоров.

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Изготовляют его из стали или чугуна.

При сборке распределительный вал вставляют в отверстие торца картера двигателя, поэтому диаметры опорных шеек последовательно уменьшаются, начиная с передней шейки. Количество опорных шеек обычно равно количеству коренных подшипников коленчатого вала. Втулки 8 опорных шеек изготовляют из стали, бронзы (ЯМЗ-740) или из металлокерамики.

Внутреннюю поверхность стальных втулок заливают слоем баббита или сплава СОС-6-6.

На распределительном валу расположены кулачки, воздействующие на толкатели; шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя; эксцентрик привода топливного насоса. Кулачков имеется по два на каждый цилиндр. Углы их взаимного расположения зависят для одноименных кулачков — от числа цилиндров и чередования рабочих ходов в разных цилиндрах, для разноименных — от фаз газораспределения. Кулачки и шейки стальных распределительных валов подвергают закалке токами высокой частоты, а чугунных — отбеливанию. Кулачкам при шлифовании придают небольшую конусность, что в сочетании со сферической формой торца толкателей обеспечивает поворот толкателя во время работы.

Рис. 3. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов:
а—схема, 6-—детали; 1—распределительный вал, 2 — толкатель, 3— контргайка, 4— регулировочный болт, 5—сухарики, б — упорная . шайба пружины, 7— пружина клапана, 8-—выпускной клапан, 9— направляющая втулка клапана, 10 — вставное седло выпускного клапана, 11 — впускной клапан

Между шестерней распределительного вала и передней опорной шейкой установлены распорная шайба и упорный фланец, который привертывается болтами к блоку цилиндров и удерживает вал от осевых перемещений.

Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала. В четырехтактных двигателях рабочий цикл происходит за два оборота коленчатого вала. За этот период впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра должны открываться один раз, а следовательно, распределительный вал должен повернуться на один оборот. Таким образом, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня на переднем конце коленчатого вала. Шестерня коленчатого вала стальная, шестерня на распределительном валу чугунная (ЗИЛ-130) или текстолитовая (ЗМЗ-24, 3M3-53). Зубья у шестерен косые.

Рис. 4. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов (ЗИГМЗО):
1 — шестерня распределительного вала, 2 — упорный фланец, 3 — распорное кольцо, 4—опорные шейки, 5—эксцентрик привода топливного насоса, 6 — кулачки выпускных клапанов, 7 — кулачки впускных клапанов, 8— втул-ки, 9 — впускной клапан, 10 — направляющая втулка, 11—упорная шайба, 12 — пружина, 13 — ось коромысел, 14 — коромысло, 15 — регулировочный винт, 16—стойка оси коромысел, 17 — механизм поворота выпускного клапана, 18 — выпускной клапан, 19 — штанга, 20—толкатели, 21 — шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя

Распределительные шестерни двигателя ЯМЗ-740 расположены на заднем торце блока цилиндров.

Распределительные шестерни входят в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов. Это достигается совмещением меток на зубе одной шестерни и впадине между зубьями другой шестерни.

В высокооборотных двигателях («Москвич-412», ВАЗ-2101 «Жигули») распределительный вал располагается в головке цилиндров и его кулачки воздействуют непосредственно на коромысла, которые, поворачиваясь на осях, открывают клапаны. В таком клапанном механизме нет толкателей и штанг, упрощается отливка блока цилиндров, снижается шум при работе.

Ведомая звездочка распределительного вала приводится во вращение втулочно-роликовой цепью от ведущей звездочки коленчатого вала. Устройство для натяжения цепи имеет звездочку и рычаг.

Рис. 5. Газораспределительный механизм с верхним расположением распределительного вала («Москвич-412»):
а— газораспределительный механизм, б — привод газораспределительного механизма; 1 — наконечник клапана, 2 — ось коромысел выпускных клапанов, 3,6 — коромысла, 4 — распределительный вал, 5 — ось коромысел впускных клапанов, 7 — контргайка, 8 — регулировочный винт, 9 — головка цилиндров, 10 — клапаны, 11 — ведущая звездочка, 12—звездочка натяжного устройства, 13 — рычаг, 14 — ведомая звездочка, 15 — цепь, 16 — коленчатый вал

Рекламные предложения:

Читать далее: Двигатели автомобилей ЗАЗ-965а и ЗАЗ-965 «Запорожец»

Категория: —
Устройство и работа двигателя

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Распределительный вал — Моряк

Кулачные шайбы, находящиеся на распределительном валу, служат для управления открытием и закрытием газораспределительных клапанов, а также для привода топливных насосов высокого давления, топливоподкачивающего насоса, воздухораспределителя пусковой системы.

Распределительный вал изготавливают цельным или составным (для упрощения изготовления и монтажа) и устанавливают на разъемных подшипниках. Для предотвращения осевого  перемещения вал обычно фиксируют в опорно-упорном подшипнике.

Кулачные шайбы в ВОД обычно отковывают заодно с распределительным валом, а в СОД и МОД выполняют съемными (неразъемными или разъемными). Съемные шайбы 1 (рис. 11.6, а) привода газораспределительных клапанов обычно изготавливают неразъемными и крепят на валу шпонками 2 или на гидропрессовой посадке, а шайбы привода ТНВД – чаще всего разъемными и крепят различными способами, позволяющими изменять их угол заклинки относительно распределительного вала.Кулачная шайба ТНВД дизеля Бурмейстер и Вайн имеет симметричный профиль (рис. 11.6, б) и состоит из двух половин. Одна из них имеет пазы, в которые входят выступы другой половины, что дает возможность регулировать опережение подачи топлива независимо на передний и задний ход.

На распределительном валу 2 на шпонке 3 установлена втулка 4, имеющая кольцевой паз с внутренним конусом, к которому при помощи болтов прижимается кулачная шайба 5. В последних моделях дизелей применяют составную шайбу с отрицательным профилем (рис. 11.6, г). У дизелей МАН кулачная шайба (рис.11.6, в) имеет несимметричный профиль и состоит из двух половин: затылочной, сидящей на валу 3 на шпонке 2, и профильной кулачковой шайбе 5, которую можно поворачивать на некоторый угол при помощи болтов 4.

У дизелей Зульцер шайба 2 (рис. 11.6, д) имеет симметричный профиль и также состоит из двух половин. Шайба свободно сидит на втулке 1, зафиксированной на распределительном валу 5 шпонкой 4 и штифтом 6. Втулка имеет на конце резьбу, на которую навертывается гайка 3; торцовые поверхности гайки, фланца втулки и шайбы конусные.

В четырехтактных реверсивных дизелях устанавливают два комплекта кулачных шайб -один для переднего, другой для заднего хода, а в двухтактных дизелях с прямоточно-клапанной продувкой – один (если реверсирование осуществляется разворотом распределительного вала на определенный угол) или два комплекта (если реверсирование осуществляется осевым сдвигом распределительного вала).

Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала. Передаточное число i= Пр/Пк, где Пр и Пк – частоты вращения соответственно распределительного и коленчатого валов. Для четырехтактных дизелей i= 1/2, для двухтактных i= 1.

Конструкция привода зависит от расположения распределительного вала: при верхнем расположении (над цилиндровыми крышками), характерном для ВОД, применяют валиковый привод с коническими или винтовыми шестернями; при нижнем и среднем -шестеренный привод.

Для уменьшения размеров шестерен приводы изготавливают с промежуточными шестернями (рис. 11.7, а). Промежуточная шестерня 3 находится в зацеплении с ведущей шестерней 4 коленчатого вала и с ведомой шестерней 2 распределительного вала.

Так как у четырехтактного дизеля частота вращения распределительного вала должна быть в 2 раза меньше частоты вращения коленчатого вала, то шестерня 2 имеет вдвое больший диаметр, чем шестерня 4 (промежуточная шестерня 3 на передаточное число влияния не оказывает). От шестерни 2 приводится также вал регулятора частоты вращения 1.

Цепной привод (рис. 11.7, б) используют при большом расстоянии между осями коленчатого и распределительного валов, когда шестеренный привод получился бы громоздким и дорогим.

Ведущая звездочка 7 коленчатого вала соединяется со звездочкой 1 распределительного вала тремя одинарными цепями 6. Звездочка 5 является направляющей и используется для привода воздухораспределителя, лубрикаторов и регулятора частоты вращения Звездочка 2, закрепленная в кронштейне 3, служит для натяжения цепи. Натяжение осуществляется поворотом кронштейна 3 вокруг оси 9 против часовой стрелки. Тяга 4, нагруженная мощной пружиной, передает усилие на кронштейн 3. Цепи движутся по стальным направляющим рельсам 8, облицованным резиной, что предотвращает поперечные колебания цепей. Оси всех звездочек и цепи смазываются маслом.

В новых конструкциях МОД используются гидравлические натяжители цепей (см. рис 11.8). Смазка цепей осуществляется маслом, подаваемым на них посредством сопел.

назначение, устройство, принцип действия. Всё про распредвал (распределительный вал) Конструкция распределительных валов их привод и монтаж

Окт

26

2014

Двигатель автомобиля представляет собой сложнейший механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ. От точной и бесперебойной работы распределительного вала во многом зависит нормальная работа двигателя.

Одну из самых важных функций в работе двигателя автомобиля выполняет распределительный вал, который является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ). Распредвал обеспечивает впуск-выпуск тактов работы двигателя.

В зависимости от того, каково устройство двигателя, газораспределительный механизм может иметь нижнее или верхнее расположение клапанов. На сегодняшний день чаще встречаются ГРМ с верхним расположением клапанов.

Такая конструкция позволяет ускорить и облегчить процесс обслуживания, включающий регулировку и ремонт распределительного вала, для которого потребуются запчасти на распредвал.

Устройство распределительного вала

С конструктивной точки зрения распределительный вал двигателя связан с коленвалом, что обеспечивается благодаря наличию цепи и ремня. Цепь или ремень распределительного вала надеваются на звездочку коленчатого вала или на шкив распредвала.

Такой шкив распредвала, как разрезная шестерня, считается наиболее практичным и эффективным вариантом, поэтому достаточно часто используется для тюнинга двигателей с целью увеличения их мощности.

Подшипники, внутри которых происходит вращение опорных шеек распредвала, располагаются на головке блока цилиндров. Если крепления шеек выходят из строя, для их ремонта используют ремонтные вкладыши распределительного вала.

Для того чтобы избежать осевого люфта, в конструкцию распределительного вала входят специальные фиксаторы. Непосредственно по оси вала проходит сквозное отверстие, предназначенное для смазки трущихся деталей. Это отверстие закрывается сзади при помощи специальной заглушки распределительного вала.

Важнейшей составной частью распредвала являются кулачки, количество которых указывает на количество впускных-выпускных клапанов. Кулачки отвечают за выполнение основной функции распределительного вала — регулирование фаз газораспределения двигателя и регулирование порядка работы цилиндров.

Каждый клапан оснащен кулачком. Кулачок набегает на толкатель, способствуя открыванию клапана. После того, как кулачок сходит с толкателя, мощная возвратная пружина обеспечивает закрывание клапана.

Кулачки распределительного вала находятся между опорными шейками. Газораспределительную фазу распредвала, зависящую от числа оборотов двигателя и от конструкции впускных-выпускных клапанов, определяют опытным путем. Подобные данные для конкретной модели двигателя можно найти в специальных таблицах и диаграммах, которые специально составляет производитель.

Как работает распределительный вал?

Конструктивно распредвал располагается в развале блока цилиндров. Зубчатая или цепная передача коленвала приводит в действие распредвал.

Когда распределительный вал вращается, кулачки оказывают воздействие на работу клапанов. Данный процесс будет происходить правильно только в случае строгого соответствия с порядком работы цилиндров двигателя и с фазами газораспределения.

Для того чтобы были установлены соответствующие фазы газораспределения, на приводной шкив или на распределительные шестерни наносятся специальные установочные метки. Кроме этого, необходимо, чтобы кулачки распределительного вала и кривошипы коленчатого вала находились в строго определенном положении по отношению друг к другу.

Когда установка производится по меткам, удается достичь соблюдения правильной последовательности тактов — порядка работы цилиндров двигателя, который, в свою очередь, зависит от расположения самих цилиндров, а также от особенности конструкции коленчатого и распределительного валов.

Рабочий цикл двигателя

Рабочим циклом двигателя называется период, за время которого впускной и выпускной клапаны открываются по одному разу. Как правило, период проходит за два оборота коленвала. За это время распределительный вал, шестерня которого имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, делает один оборот.

Количество распределительных валов в двигателе

На количество распредвалов непосредственно влияет конфигурация двигателя. Двигатели, которые отличаются рядной конфигурацией, а также имеют одну пару клапанов на цилиндр, оснащаются одним распределительным валом. Если для каждого цилиндра предусмотрено по четыре клапана, двигатель оборудуется двумя распредвалами.

Двигатели оппозитные и V-образные отличаются наличием одного распредвала в развале либо имеют два распределительных вала, каждый из которых находится в головке блока. Бывают и исключения из общепринятых правил, связанные в первую очередь с конструктивными особенностями двигателя.

«Механизм
газораспределения двигателя»

Цель
работы: изучить назначение, устройство,
принцип действия, конструкцию
газораспределительного механизма (ГРМ)
двигателя.

Ход
работы:

Газораспределительным
называется механизм, осуществляющий
открытие и закрытие впускных и выпускных
клапанов двигателя.

Газораспределительный
механизм (ГРМ) служит для своевременного
впуска горючей смеси или воздуха в
цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров
отработавших газов. В двигателях
автомобилей применяются газораспределительные
механизмы с верхним расположением
клапанов. Верхнее расположение клапанов
позволяет увеличить степень сжатия
двигателя, улучшить наполнение цилиндров
горючей смесью или воздухом и упростить
техническое обслуживание двигателя в
эксплуатации.
Двигатели автомобилей
могут иметь газораспределительные
механизмы различных типов (рисунок
1
),
что зависит от компоновки двигателя и,
главным образом, от взаимного расположения
коленчатого вала, распределительного
вала и впускных и выпускных клапанов.
Число распределительных валов зависит
от типа двигателя.

При верхнем
расположении


распределительный
вал устанавливается в головке цилиндров,
где размещены клапаны. Открытие и
закрытие клапанов производится
непосредственно от распределительного
вала через толкатели или рычаги привода
клапанов. Привод распределительного
вала осуществляется от коленчатого
вала с помощью роликовой цепи или
зубчатого ремня.

Верхнее
расположение распределительного вала
упрощает конструкцию двигателя, уменьшает
массу и инерционные силы возвратно-поступательно
движущихся деталей механизма и
обеспечивает высокую надежность и
бесшумность его работы при большой
частоте вращения коленчатого вала
двигателя.

Цепной
и ременный приводы распределительного
вала также обеспечивают бесшумную
работу газораспределительного механизма.

При
нижнем расположении распределительный
вал устанавливается в блоке цилиндров
рядом с коленчатым валом. Открытие и
закрытие клапанов производится от
распределительного вала через толкатели
штанги и коромысла. Привод распределительного
вала осуществляется с помощью шестерен
от коленчатого вала. При нижнем
расположении распределительного вала
усложняется конструкция газораспределительного
механизма и двигателя. При этом возрастают
инерционные силы возвратно-поступательно
движущихся деталей газораспределительного
механизма. Число распределительных
валов в газораспределительном механизме
и число клапанов на один цилиндр зависят
от типа двигателя. Так, при большем числе
впускных и выпускных клапанов
обеспечивается лучшие наполнение
цилиндров горючей смесью и их очистка
от отработавших
газов
.
В результате двигатель может развивать
большие мощность и крутящий момент. При
нечетном числе клапанов на цилиндр
число впускных клапанов на один клапан
больше, чем выпускных.

Конструкция и работа газораспределительного механизма

Газораспределительные
механизмы независимо от расположения
распределительных валов в двигателе
включают в себя клапанную
группу
, передаточные
детали
и распределительные
валы с приводом
.

В клапанную
группу
входят
впускные и выпускные клапаны, направляющие
втулки клапанов и пружины клапанов с
деталями крепления.

Передаточными
деталями
являются
толкатели, направляющие втулки толкателей,
штанги толкателей, коромысла, ось
коромысел, рычаги привода клапанов,
регулировочные шайбы и регулировочные
болты. Однако при верхнем расположении
распределительного вала толкатели,
направляющие втулки и штанги толкателей,
коромысла и ось коромысел обычно
отсутствуют.

На рисунке
2
представлен
газораспределительный механизм двигателя
с верхним расположением клапанов, с
верхним расположением распределительного
вала с цепным приводом и с двумя клапанами
на цилиндр. Он состоит из распределительного
вала 14 с корпусом 13 подшипников, привода
распределительного вала, рычагов 11
привода клапанов, опорных регулировочных
болтов 18 клапанов 1 и 22, направляющих
втулок 4, пружин 7 и 8 клапанов с деталями
крепления.

Рисунок
2

– Газораспределительный механизм
легкового автомобиля с цепным приводом

1,
22 – клапаны; 2 – головка; 3 – стержень;
4, 20 – втулки; 5 – колпачок; 6 – шайбы; 7,
8, 17 – пружины; 9 – тарелка; 10 – сухарь;
11 – рычаг; 12 – фланец; 13 – корпус; 14 –
распределительный вал; 15 – шейка; 16 –
кулачок; 18 – болт; 19 – гайка; 21 – пластина;
23 – кольцо; 24, 27, 28 – звездочки; 25 – цепь;
26 – успокоитель; 29 – палец; 30 – башмак;
31 – натяжное устройство

Распределительный
вал
обеспечивает
своевременное открытие и закрытие
клапанов. Распределительный вал –
пятиопорный, отлит из чугуна. Он имеет
опорные шейки 15 и кулачки 16 (впускные и
выпускные). Внутри вала проходит канал,
через который подводится масло от
средней опорной шейки к другим шейкам
и кулачкам. К переднему торцу вала
крепится ведомая звездочка 24 цепного
привода. Вал устанавливается в специальном
корпусе 13 подшипников, отлитом из
алюминиевого сплава, который закреплен
на верхней плоскости головки блока
цилиндров. От осевых перемещений
распределительный вал фиксируется
упорным фланцем 12, который входит в
канавку передней опорной шейки вала и
прикрепляется к торцу корпуса подшипников.

Привод
распределительного вала
осуществляется
через установленную на нем ведомую
звездочку 24 двухрядной роликовой цепью
25 от ведущей звездочки 28 коленчатого
вала. Этой цепью также вращается звездочка
27 вала привода масляного насоса. Привод
распределительного вала имеет
полуавтоматический натяжной механизм,
состоящий из башмака и натяжного
устройства. Цепь натягивается башмаком
30, на который воздействуют пружины
натяжного устройства 31. Для гашения
колебаний ведущей ветви цепи служит
успокоитель 26. Башмак и успокоитель
имеют стальной каркас с привулканизированным
слоем резины. Ограничительный палец 29
предотвращает спадание цепи при снятии
на автомобиле ведомой звездочки
распределительного вала.

Клапаны
открывают
и закрывают впускные и выпускные каналы.
Клапаны установлены в головке блока
цилиндров в один ряд под углом к
вертикальной оси цилиндров
двигателя. Впускной
клапан

1
для лучшего наполнения цилиндров горючей
смесью имеет головку большего диаметра,
чем выпускной клапан. Он изготовлен из
специальной хромистой стали, обладающей
высокой износостойкостью и
теплопроводностью. Выпускной
клапан

22
работает в более тяжелых температурных
условиях, чем впускной. Он выполнен
составным. Его головку делают из
жаропрочной хромистой стали, а стержень
– из специальной хромистой стали.

Каждый
клапан состоит из головки 2 и стержня
3. Головка имеет конусную поверхность
(фаску), которой клапан при закрытии
плотно прилегает к седлу из специального
чугуна, установленному в головке блока
цилиндров и имеющему также конусную
поверхность.

Стержень
клапана перемещается в чугунной
направляющей втулке 4, запрессованной
и фиксируемой стопорным кольцом 23 в
головке блока цилиндров, обеспечивающей
точную посадку клапана. На втулку
надевается маслоотражательный колпачок
5 из маслостойкой резины. Клапан имеет
две цилиндрические пружины: наружную
8 и внутреннюю 7. Пружины крепятся на
стержне клапана с помощью шайб 6, тарелки
9 и разрезного сухаря 10. Клапан приводится
в действие от кулачка распределительного
вала стальным кованным рычагом 11, который
опирается одним концом на регулировочный
болт 18, а другим – на стержень клапана.
Регулировочный болт имеет сферическую
головку. Он ввертывается в резьбовую
втулку 20, закрепленную в головке блока
цилиндров и застопоренную пластиной
21, и фиксируется гайкой 19. Регулировочным
болтом устанавливается необходимый
зазор между кулачком распределительного
вала и рычагом привода клапана, равный
0,15 мм на холодном двигателе и 0,2 мм на
горячем двигателе (прогретом до 75…85
°C). Пружина 17 создает постоянный контакт
между концом рычага привода и стержнем
клапана.

Есть три важные характеристики конструкции распределительного вала, они и управляют кривой мощности двигателя: фазы газораспределителя распредвала, продолжительность открывания клапана и величина подъема клапанов. Далее в статье мы расскажем, что представляет собой конструкция распределительных валов и их привода.

Подъем клапана
обычно рассчитывается в миллиметрах и представляет собой то расстояние, на которое клапан максимально отойдет от седла. Продолжительность открытия
клапанов — это период времени, который измеряется в градусах поворота коленвала.

Продолжительность можно измерить различными путями, но из-за максимального потока при небольшом подъеме клапана, продолжительность обычно меряют после того, как клапан уже поднялся от седла на некоторую величину, часто она составляет 0,6 или 1,3 мм. Например, у конкретного распределительного вала может быть продолжительность открывания в 2000 поворотов при подъеме в 1,33 мм. В результате, если использовать подъем толкателя в 1,33 мм в качестве точки остановки и начала подъема клапана, распределительный вал будет удерживать клапан в открытом состоянии в течение 2000 поворота коленвала. Если продолжительность открытия клапана будет измеряться при нулевом подъеме (когда он только отходит от седла или находится в нем), то продолжительность положения коленвала будет составлять 3100 или даже более. Момент, когда определенный клапан закрывается или открывается, часто называют фазой газораспределения распредвала
. Например, распределительный вал может производить действие по открытию впускного клапана при 350 до верхней мертвой точке и закрывать его при 750 после нижней мертвой точки.

Увеличение расстояния подъема клапана может быть полезным действием в увеличении мощности мотора, так как мощность можно добавить без существенного вмешательства в характеристики двигателя, особенно на низких оборотах. Если углубиться в теорию, то ответ на данный вопрос будет довольно простым: такая конструкция распределительного вала при коротком времени открытия клапанов нужна, для того чтобы увеличить максимальную мощность двигателя. Работать это теоретически будет. Но, механизмы привода в клапанах не такие и простые. В таком случае высокая скорость движения клапанов, которые обуславливаются этими профилями, значительно уменьшит надежность двигателя.

Когда скорость открывания клапана увеличится, то на передвижения клапана из закрытого положения до полного его подъема и возвращения с точку отправления остается меньше времени. В случае если время движения станет еще короче, понадобятся клапанные пружины с большим усилием. Часто это становится механически невозможным, не говоря уже о том, чтобы привести в движение клапаны на довольно низких оборотах.

В результате, что же является надежным и практичным значением максимального подъема клапана? Распределительные валы с величиной подъема, больше 12,8 мм (минимум для мотора в котором привод осуществляется при помощи шлангов), находятся в непрактичной для обычных моторов области. Распределительные валы с продолжительностью впускного такта менее 2900, которые сочетаются с величиной подъема клапана больше чем на 12,8 мм, обеспечивают очень высокие скорости закрывания и открывания клапанов. Это, безусловно, создаст дополнительную нагрузку на механизм привода клапанов, что существенно уменьшает надежность: кулачков распределительного вала, направляющих втулок клапанов, стержней клапанов, клапанных пружин. Впрочем, вал с высокой скоростью подъема клапанов может работать в начала очень даже неплохо, однако срок службы направляющих и втулок клапанов, скорее всего не превысит 22000 км. Хорошо, что большинство фирм-производителей распределительных валов конструируют свои детали так, что в них обеспечен компромисс между продолжительности открывания клапанов и значениями подъема, при надежности и долгом сроке службы.

Продолжительность такта впуска и обсуждаемые подъем клапанов не являются только одними элементами конструкции распределительного вала, влияющие на конечную мощность двигателя. Моменты, закрытия и открытия клапанов относительно положения распредвала, также являются столь важными параметрами для оптимизации характеристик мотора. Эти фазы газораспределения распредвала вы можете найти в таблице данных, которая прилагается к любому качественному распределительному валу. Такая таблица данных графически и числами иллюстрирует угловые положения распределительного вала, когда выпускные и впускные клапаны закрываются и открываются. Они будут точно определены в градусах поворота коленвала перед верхней или нижней мертвой точкой.

Угол между центрами кулачков
— это угол смещения между линией центра кулачка выпускного клапана (который называется выпускным кулачком) и линией центра кулачка впускного клапана (который называется впускным кулачком).

Угол цилиндра зачастую измеряется в «углах поворота распредвала», т.к. мы обсуждаем смещение кулачков относительно друг друга, это является одним из немногих моментов, когда характеристика распределительного вала указывается в градусах поворота вала, а не в градусах поворота коленвала. Исключение составляют те двигатели где, применены два распределительных вала в ГБЦ (головке блока цилиндров).

Угол, выбранный в конструкции распределительных валов и их привода, непосредственно повлияет на перекрытие клапанов, то есть на период, когда выпускной и впускной клапаны одновременно открыты. Перекрытие клапанов часто измеряют SB углах поворота коленвала. В моменты уменьшения угла между центрами кулачков, происходит открывания впускного клапана и закрывания выпускного клапана. Всегда надо помнить, что на перекрытие клапанов влияет и изменение времени открытия: в случае увеличения продолжительности открывания, перекрытие клапанов также станет большим, обеспечивая при этом отсутствие изменений угла, чтобы компенсировать эти увеличения.

Иногда в большом потоке информации (особенно новой) очень трудно найти какие-то важные мелочи, выделить «зерна истины». В этой небольшой статье я расскажу о передаточных числах передач и привода в целом. Эта тема очень близка темам, освещенным в…

Привод – это двигатель и все, что находится и работает между валом двигателя и валом рабочего органа (муфты, редукторы, различные передачи). Что такое «вал двигателя» понятно, думаю, почти всем. Что такое «вал рабочего органа» понятно, вероятно, не многим. Вал рабочего органа – это вал, на котором закреплен тот элемент машины, который и приводится во вращательное движение всем приводом с необходимым заданным моментом и частотой вращения. Это может быть: колесо тележки (автомобиля), барабан ленточного конвейера, звездочка цепного конвейера, барабан лебедки, вал насоса, вал компрессора, и так далее.

U

– это отношение частоты вращения вала двигателя nдв

к частоте вращения вала рабочего органа машины nро

.

U
= nдв
/ nро

Общее передаточное число привода U

часто на практике из расчетов получается достаточно большим числом (более десяти, а то и более пятидесяти), и выполнить его одной передачей не всегда представляется возможным ввиду различных ограничений, в том числе силовых, прочностных и габаритных. Поэтому привод делают состоящим из последовательно соединенных нескольких передач со своими оптимальными
передаточными числами Ui

. При этом общее передаточное число U

находится как произведение всех передаточных чисел передач Ui

, входящих в привод.

U
=U1
*U2
*U3
*…Ui
*…Un

Передаточное число передачи Ui

– это отношение частоты вращения входного вала передачи nвхi

к частоте вращения выходного вала этой передачи nвыхi

.

Ui
= nвхi
/ nвыхi

При выборе желательно отдавать предпочтение значениям близким к началу диапазона, то есть минимальным значениям.

Предложенная таблица – это всего лишь рекомендации и не догма! Например, если вы назначите цепной передаче U

=1,5, то это не будет ошибкой! Конечно, всему должно быть обоснование. И, возможно, для удешевления всего привода лучше это U

=1,5 «спрятать» внутри передаточных чисел других передач, увеличив их соответственно.

Вопросам оптимизации при проектировании зубчатых редукторов уделено очень много внимания различными учеными. Дунаев П.Ф., Снесарев Г.А., Кудрявцев В.Н., Ниберг Н.Я., Ниманн Г., Вольф В. и другие известные авторы пытались добиться одновременно равнопрочности зубчатых колес, компактности редуктора в целом, хороших условий смазки, уменьшения потерь на разбрызгивание масла, одинаковой и высокой долговечности всех подшипников, хорошей жесткости валов. Каждый из авторов, предложив свой алгоритм разбивки передаточного числа по ступеням редуктора, так и не решил полностью и однозначно эту противоречивую проблему. 0,5

В заключение осмелюсь порекомендовать: не проектируйте одноступенчатый зубчатый цилиндрический редуктор с передаточным числом U

>6…7, двухступенчатый – с U

>35…40, трехступенчатый – с U

>140…150.

На этом краткий экскурс в темы «Как оптимально «разбить» передаточное число привода по ступеням?» и «Как выбрать передаточное число передачи?» завершен.

Уважаемые читатели, подписывайтесь на получение анонсов статей моего блога. Окно с кнопкой — вверху страницы. Не понравится – всегда можно отказаться от подписки.

Есть три важные характеристики конструкции распределительного вала, они и управляют кривой мощности двигателя: фазы газораспределителя распредвала, продолжительность открывания клапана и величина подъема клапанов. Далее в статье мы расскажем, что представляет собой конструкция распределительных валов и их привода.

Подъем клапана обычно рассчитывается в миллиметрах и представляет собой то расстояние, на которое клапан максимально отойдет от седла. Продолжительность открытия клапанов — это период времени, который измеряется в градусах поворота коленвала.

Продолжительность можно измерить различными путями, но из-за максимального потока при небольшом подъеме клапана, продолжительность обычно меряют после того, как клапан уже поднялся от седла на некоторую величину, часто она составляет 0,6 или 1,3 мм. Например, у конкретного распределительного вала может быть продолжительность открывания в 2000 поворотов при подъеме в 1,33 мм. В результате, если использовать подъем толкателя в 1,33 мм в качестве точки остановки и начала подъема клапана, распределительный вал будет удерживать клапан в открытом состоянии в течение 2000 поворота коленвала. Если продолжительность открытия клапана будет измеряться при нулевом подъеме (когда он только отходит от седла или находится в нем), то продолжительность положения коленвала будет составлять 3100 или даже более. Момент, когда определенный клапан закрывается или открывается, часто называют фазой газораспределения распредвала.

Например, распределительный вал может производить действие по открытию впускного клапана при 350 до верхней мертвой точке и закрывать его при 750 после нижней мертвой точки.

Увеличение расстояния подъема клапана может быть полезным действием в увеличении мощности мотора, так как мощность можно добавить без существенного вмешательства в характеристики двигателя, особенно на низких оборотах. Если углубиться в теорию, то ответ на данный вопрос будет довольно простым: такая конструкция распределительного вала при коротком времени открытия клапанов нужна, для того чтобы увеличить максимальную мощность двигателя. Работать это теоретически будет. Но, механизмы привода в клапанах не такие и простые. В таком случае высокая скорость движения клапанов, которые обуславливаются этими профилями, значительно уменьшит надежность двигателя.

Когда скорость открывания клапана увеличится, то на передвижения клапана из закрытого положения до полного его подъема и возвращения с точку отправления остается меньше времени. В случае если время движения станет еще короче, понадобятся клапанные пружины с большим усилием. Часто это становится механически невозможным, не говоря уже о том, чтобы привести в движение клапаны на довольно низких оборотах.

В результате, что же является надежным и практичным значением максимального подъема клапана?

Распределительные валы с величиной подъема, больше 12,8 мм (минимум для мотора в котором привод осуществляется при помощи шлангов), находятся в непрактичной для обычных моторов области. Распределительные валы с продолжительностью впускного такта менее 2900, которые сочетаются с величиной подъема клапана больше чем на 12,8 мм, обеспечивают очень высокие скорости закрывания и открывания клапанов. Это, безусловно, создаст дополнительную нагрузку на механизм привода клапанов, что существенно уменьшает надежность: кулачков распределительного вала, направляющих втулок клапанов, стержней клапанов, клапанных пружин. Впрочем, вал с высокой скоростью подъема клапанов может работать в начала очень даже неплохо, однако срок службы направляющих и втулок клапанов, скорее всего не превысит 22000 км. Хорошо, что большинство фирм-производителей распределительных валов конструируют свои детали так, что в них обеспечен компромисс между продолжительности открывания клапанов и значениями подъема, при надежности и долгом сроке службы.

Продолжительность такта впуска и обсуждаемые подъем клапанов не являются только одними элементами конструкции распределительного вала, влияющие на конечную мощность двигателя. Моменты, закрытия и открытия клапанов относительно положения распредвала, также являются столь важными параметрами для оптимизации характеристик мотора. Эти фазы газораспределения распредвала вы можете найти в таблице данных, которая прилагается к любому качественному распределительному валу. Такая таблица данных графически и числами иллюстрирует угловые положения распределительного вала, когда выпускные и впускные клапаны закрываются и открываются.

Они будут точно определены в градусах поворота коленвала перед верхней или нижней мертвой точкой.

Угол между центрами кулачков — это угол смещения между линией центра кулачка выпускного клапана (который называется выпускным кулачком) и линией центра кулачка впускного клапана (который называется впускным кулачком).

Угол цилиндра зачастую измеряется в «углах поворота распредвала», т.к. мы обсуждаем смещение кулачков относительно друг друга, это является одним из немногих моментов, когда характеристика распределительного вала указывается в градусах поворота вала, а не в градусах поворота коленвала. Исключение составляют те двигатели где, применены два распределительных вала в ГБЦ (головке блока цилиндров).

Угол, выбранный в конструкции распределительных валов и их привода, непосредственно повлияет на перекрытие клапанов, то есть на период, когда выпускной и впускной клапаны одновременно открыты. Перекрытие клапанов часто измеряют SB углах поворота коленвала. В моменты уменьшения угла между центрами кулачков, происходит открывания впускного клапана и закрывания выпускного клапана. Всегда надо помнить, что на перекрытие клапанов влияет и изменение времени открытия: в случае увеличения продолжительности открывания, перекрытие клапанов также станет большим, обеспечивая при этом отсутствие изменений угла, чтобы компенсировать эти увеличения.

Что делает распредвал? Как это влияет на двигатель

Распределительный вал имеет решающее значение для основной функции двигателя. Распределительный вал, состоящий из двух отдельных частей, кулачков и вала, является элементом, который позволяет клапанам открываться. Во время вращения вала яйцевидные кулачки (или «лепестки») толкают клапаны синхронно с шестерней коленчатого вала.

Идентификация распредвала

Коллекция распредвалов от двигателей легковых и грузовых автомобилей.
ThyssenKrupp Presta Chemnitz GmbH / Wikimedia Commons

В современных двигателях с верхним расположением распредвала (OHC) распределительный вал расположен в головке блока цилиндров.Двигатели с одинарным OHC (SOHC) имеют по одному кулачку на группу, обычно установленному между штоками клапанов. Коромысла передают движение SOHC на клапаны. Двигатели с двойным OHC (DOHC) имеют два кулачка на ряд, обычно непосредственно над штоками клапанов, один для впускных клапанов и один для выпускных клапанов. Усилие передается прямо на клапан. Двигатель i4 (четырехцилиндровый) SOHC имеет один распределительный вал, а двигатель V6 или V8 SOHC — два. Двигатель i4 DOHC имеет два распредвала, а двигатель V6 или V8 DOHC имеет четыре распредвала. Двигатели с верхним расположением распредвала имеют от трех до пяти клапанов на цилиндр, но обычно два впускных клапана и два выпускных клапана.

Старые двигатели и несколько более новых двигателей с «толкателем» имеют единственный распредвал в блоке цилиндров. Длинные металлические толкатели передают движение распределительного вала на коромысла, которые передают это движение на клапаны. Двигатели с толкателем обычно имеют два или три клапана на цилиндр, обычно один впускной клапан и один выпускной клапан.

Типичный распределительный вал фрезерован из литой стальной заготовки грубой формы. Некоторые рабочие и нестандартные распределительные валы могут быть изготовлены из цельного стального блока.

Как работают распределительные валы

vladru / Getty Images

При вращении распределительного вала кулачки перемещаются вверх и вниз. В двигателях DOHC каждое вращение заставляет один кулачок толкать клапан вниз, открывая его в цилиндр. Точно так же в двигателях SOHC и толкателях кулачок нажимает на коромысла (или на толкатели , затем на коромысла ), открывая клапан. При дальнейшем вращении выступа кулачка пружина клапана заставляет клапан подниматься, закрывая его.

Распределительный вал обычно соединяется с коленчатым валом с помощью цепи ГРМ или ремня ГРМ. В некоторых двигателях с толкателем также могут использоваться распределительные шестерни.Шестерня распределительного вала имеет вдвое больше зубцов, чем шестерня коленчатого вала, что позволяет ей вращаться на половине скорости вращения коленчатого вала. Распределительный вал имеет четыре различных хода: впускной, компрессионный, силовой и выпускной.

Распределительные валы общего назначения сделаны в соответствии с типичными рабочими характеристиками и могут подчеркивать крейсерскую эффективность на шоссе или пониженную мощность. Точно так же «подъем» клапана относится к высоте выступа по отношению к центру вала, которая определяет, насколько далеко открывается клапан. На фиксированных распределительных валах это не регулируется, но есть обстоятельства, при которых двигатель мог бы «дышать» лучше, если бы только клапаны могли открываться немного больше.Кроме того, фиксированный распределительный вал может открывать впускной клапан на 10 ° перед ВМТ (BTDC) и закрывать его на 5 ° после нижней мертвой точки (ABDC), а также открывать выпускной клапан на 15 ° до нижней мертвой точки (BBDC) и закрывать его на 5 ° ATDC. Это называется продолжительностью открытия клапана. Это хорошо работает в среднем , но не работает ни в одной дорожной ситуации.

Специальные функции распределительного вала

Эти гидравлические фазовращатели распределительного вала влияют на изменение фаз газораспределения на впускных и выпускных клапанах.DmitryKo / Wikimedia Commons

Время очень важно. Клапаны должны открываться и закрываться через определенные промежутки времени в зависимости от положения цилиндра. Например, когда цилиндр № 1 приближается к верхней мертвой точке (ВМТ) на такте выпуска, распределительный вал открывает впускные клапаны и закрывает выпускные клапаны. В то же время цилиндр № 3 может достигать ВМТ на такте сжатия, поэтому распределительный вал оставит эти клапаны закрытыми.

Распределительные валы, оснащенные системой изменения фаз газораспределения (VVT), используют гидравлические приводы для опережения , или , замедления фаз газораспределения относительно угла коленчатого вала.VVT обеспечивает высокую эффективность или мощность при низкой скорости.

Используя специализированные распределительные валы с регулируемым подъемом клапана (VVL) и управляемые компьютером соленоиды или гидравлические приводы, ECM может выбирать между двумя вариантами подъема клапана , в зависимости от требований водителя.

На автомобилях с прямым впрыском топлива, некоторых дизельных двигателях и большинстве бензиновых двигателей с прямым впрыском топливный насос высокого давления (HPFP) приводится в действие кулачком на одном из распределительных валов.

Общие проблемы распределительного вала

FotoZlaja / Getty Images

Поскольку распределительный вал представляет собой прочную стальную деталь, он не подвержен износу или поломке. В большинстве двигателей другие детали изнашиваются раньше, чем распредвал. Тем не менее, есть несколько распространенных проблем с распределительным валом, которые могут возникнуть.

  • Изношенные выступы кулачка (также называемые «вытертыми» или «порванными») относятся к изношенным выступам кулачков. Изношенные кулачки кулачка не открывают клапаны в должной степени, что приводит к ухудшению характеристик двигателя и пропускам зажигания в цилиндрах. Если это повлияет на HPFP, недостаточное давление топлива приведет к увеличению выбросов и случайным пропускам зажигания.
  • Изношенные подъемники не относятся к исключительной проблеме распредвала, но могут приводиться в движение распредвалом.Изношенный подъемник не поднимет клапан так сильно, как предполагалось, если вообще поднимет его, и обычно слышен стук или стук в крышке клапана.
  • Сломанный распределительный вал относится к катастрофическому выходу из строя распределительного вала. Это может быть производственный брак или заедание распределительного вала. В двигателях с толкателем сломанный распределительный вал может значительно повредить шатуны, блок цилиндров, поршни или коленчатый вал. В двигателях с натягом сломанный распределительный вал может повредить головку блока цилиндров, клапаны или поршни.

Все эти три проблемы вызваны отсутствием надлежащего обслуживания двигателя. Предотвратите проблемы с распределительным валом, регулярно заменяя моторное масло на качественное масло, соблюдая рекомендации производителя относительно интервалов замены масла, типа масла и вязкости масла, а также избегая перегрева двигателя.

Что такое распределительный вал и как он работает?

Распределительные валы — еще один из многих критически важных компонентов, необходимых для работы двигателя внутреннего сгорания, но что такое распредвал и почему его роль так важна?

Старая техника

Предположим, вы знакомы с основной функцией двигателя внутреннего сгорания — топливо и воздух воспламеняются внутри цилиндра, производя взрывную энергию, которая преобразуется в движение поршнями, коленчатым валом и трансмиссией.

Звучит достаточно просто, но, как мы знаем, система внутреннего сгорания претерпела больше усовершенствований и усовершенствований, чем любой другой механизм на планете, так что теперь это чрезвычайно сложная система частей.

Распределительный вал, однако, является одной из самых старых частей и исправно работает с первых дней изобретения и развития двигателей. Это связано с тем, что кулачок сам по себе является невероятно древней идеей, восходящей к 13 векам Турции, где он использовался в различных механизмах легендарным Исмаилом аль-Джазари и описан в его «Книге знаний об изобретательной механике». Устройств ».

Перенесемся в 21 век st и его принципы работы остались такими же, как и тогда.

Синхронность и форма

Распределительный вал является относительно основным компонентом — это стержень или вал простой длины с расположенными вдоль него фасонными выступами, получившие название « кулачков ». Когда вал вращается, форма кулачка позволяет ему воздействовать на клапан или переключаться в степени, соответствующей жесткости его формы — со скоростью вращения, контролирующей скорость действия.

В современном двигателе внутреннего сгорания они обычно, но не обязательно, расположены непосредственно над рядами цилиндров, где они управляют клапанами. Их калибровка точно контролирует количество топливовоздушной смеси, поступающей в камеру, и то, насколько эффективно отработавшие отработавшие газы от предыдущего зажигания могут выйти из камеры, уступая место следующей зарядке.

Это делает их не только критически важными для работы двигателя, но, поскольку открытие и закрытие клапанов должно быть тщательно и идеально синхронизировано с движениями поршней, они также сильно влияют на производительность.

Для обеспечения этой синхронизации распределительные валы через ремень или цепь ГРМ соединяются с вращением коленчатого вала, который непосредственно перемещает поршни внутри цилиндра. Более того, форма самих кулачков также тщательно продумана, чтобы контролировать скорость, с которой клапаны открываются и закрываются. Это более известно как с регулируемыми фазами газораспределения .

Основное действие кулачка.

Преимущества в цифрах

В двигателе может быть различное количество распределительных валов в зависимости от расположения цилиндров и работы клапана.Поскольку вам нужен как минимум один распределительный вал на ряд цилиндров, рядным двигателям требуется всего один распределительный вал, тогда как для V-образной схемы потребуется как минимум два. В некоторых двигателях используются двойные верхние распредвалы (DOHC), поэтому их может быть до четырех на двух рядах цилиндров.

Использование дополнительного вала на каждую группу обеспечивает многочисленные преимущества по сравнению с конструкцией с одним верхним распределительным валом (SOHC) , несмотря на дополнительный вес и стоимость. Идеальное размещение компонентов для повышения эффективности, увеличения максимальной мощности и упрощения работы клапана при использовании более двух клапанов на цилиндр

Четыре клапана на цилиндр — это обычная конфигурация с точки зрения эффективности, так как она использует максимальное пространство головки блока цилиндров.Хотя SOHC может управлять четырьмя клапанами на цилиндр, для этого требуется сложная система штоков и кулачков, поэтому вместо этого предпочтительнее использовать DOHC.

Вся система в действии.

Изменения на горизонте

Существенно, что DOHC позволяет использовать более сложную клапанную технологию, которая работает для изменения времени, продолжительности и подъема клапанов. Этот контроль может улучшить топливную эффективность, увеличить мощность и уменьшить выбросы при необходимости, в зависимости от ситуации.

Это было главным нововведением в конструкции двигателей за последние годы, и практически каждый производитель автомобилей имеет свою собственную версию, работающую над множеством различных элементов системы газораспределения двигателя.

Некоторые используют несколько профилей кулачков и переключаются между ними в зависимости от нагрузки двигателя; другие изменяют синхронизацию между коленчатым валом и распределительными валами, чтобы изменить производительность. Одна из первых систем использовала давление масла для изменения работы клапана.

Лучшая система еще не определена, но вы можете быть уверены, что больше таких систем найдет свое применение в двигателях, поскольку нескончаемый поиск эффективности и мощности продолжается — и скромный распределительный вал становится еще одной его частью. новый взгляд на дизайн и роль.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ СЕРЫХ И ЧУГУННЫХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПРОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ СЕГОДНЯ

Угол наклона кулачка

ЧЕТЫРЕХТАКТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Действительно, наклон кулачка прост, но сначала давайте убедимся, что вы хорошо понимаете функцию кулачка в четырехтактном двигателе. Вы, вероятно, уже знаете четыре основных хода четырехтактного двигателя: ВПУСК, СЖАТИЕ, МОЩНОСТЬ и ВЫПУСК. Каждый ход соответствует половине оборота коленчатого вала или 180 градусов кривошипа.4 цикла x 180 ° = 720 ° или два оборота коленчатого вала. Два оборота завершают одну последовательность из четырех движений. Распределительный вал соединен с коленчатым валом через цепь привода ГРМ и звездочки в соотношении 1: 2 и, следовательно, поворачивается один раз на каждые два оборота кривошипа. Его цель состоит в том, чтобы управлять впускными и выпускными клапанами в правильное время с поршнем, когда он последовательно проходит четыре хода.

ДВИГАТЕЛИ РАННИХ МЕДЛЕННЫХ ОБОРОТОВ

Раньше у первых четырехтактных двигателей были очень короткие фазы газораспределения, но это было справедливо, потому что это были тихоходные двигатели.Инженеры конца 1800-х годов были озабочены только тем, чтобы использовать мощность взрыва бензина и воздуха в двигателе внутреннего сгорания, чтобы двигатель двигался, как хотелось бы, немного быстрее лошади. Они были просто озабочены тем, чтобы двигатели работали на малых оборотах. Даже в самых безумных вдохновениях они никогда бы не поверили, что четверть века или полвека спустя, с лучшими конструкциями, те же самые двигатели будут иметь в пять раз больше оборотов и производить во много раз больше мощности.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАННЕГО МЕДЛЕННОГО КЛАПАНА

Тогда старый механизм фаз газораспределения был следующим: впускной клапан открывается при T.D.C., и когда поршень опускается, он всасывает топливно-воздушную смесь; затем впускной клапан закрывается в точке (B.D.C.), следовательно, происходит такт впуска. Поршень поднимается, при этом оба клапана закрываются для сжатия топливно-воздушной смеси. отсюда и ход сжатия. Свеча зажигания загорается и воспламеняет топливно-воздушную смесь, которая перемещает поршень в положение B.D.C. (снова клапаны закрыты) … отсюда и рабочий ход.Также выпускной клапан открывается на B.D.C. Сгоревшие газы из-за их высокого давления фактически выходят наружу, и поршень вытесняет последний из газов; выпускной клапан закрывается при T. D.C .., следовательно, такт выпуска. Эти ранние двигатели имели перекрытие или отсутствие перекрытия вообще.

ЭКСПЕРИМЕНТЫ БРАЗЕНА С БОЛЬШОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬЮ КАМЕРЫ

Экспериментально более прогрессивные инженеры кулачков 1910-х и 1920-х годов обнаружили, что среднечастотная и высокоскоростная мощности могут быть значительно улучшены за счет удлинения фаз газораспределения.Увеличение времени впускного клапана позволило двигателю дышать глубже и потреблять большее количество воздуха и топлива, создавая тем самым более мощный взрыв в камере сгорания. Важное преимущество, полученное за счет удлинения фаз газораспределения, заключается в том, что сильно расширенные газы удаляются более эффективно и практически за счет их собственного давления. Если эти сгоревшие газы не будут полностью удалены из камер сгорания, они останутся позади, чтобы вытеснить и загрязнить поступающий свежий заряд топлива / воздуха.

ОБНАРУЖЕНИЕ ПЕРЕКРЫТИЯ КЛАПАНА

Удлинение фаз газораспределения в бензиновом двигателе привело к случайному перекрытию событий впускного и выпускного клапанов. (Впускные и выпускные клапаны слегка приоткрыты в ВМТ. Вначале это непреднамеренное перекрытие сначала считалось вредным. Но гораздо позже было обнаружено, что в результате перекрытия был получен мягкий эффект продувки, когда выхлоп действительно вытягивал часть впускной заряд в.

ISKY ПРЕДСТАВЛЯЕТ ПЯТУЮ И СУПЕР ПИЩЕРУ

В начале 1950-х годов Искендериан представил первые кулачки с длительным сроком службы, в которых в полной мере использовались преимущества сверхдлительного периода перекрытия для сверхчистки камеры сгорания и создания, по сути, пятого цикла в четырехтактном двигателе.Для этого требовалась оптимальная система выхлопных труб, и на высокой скорости инерционный поток выхлопных газов в колонне помогал втягивать холодную топливно-воздушную смесь в камеру сгорания и проходить через нее, создавая значительно больше мощности.

ВСАСЫВАЮЩИЙ ОТКРЫВАЕТСЯ — КОГДА И ПОЧЕМУ — НА СЛАБОМ ГОНКОВОМ КАМЕРЕ

На диаграмме фаз газораспределения и цилиндров (Рис. 1) обратите внимание, что впускной клапан начинает открываться на 30 ° до T.D.C. (верхняя мертвая точка) или до того, как поршень фактически начнет такт всасывания (всасывания).Это сделано специально для того, чтобы относительно медленно открывающийся клапан давал фору поршню, поэтому при T.D.C. клапан будет находиться далеко от своего седла, чтобы оказывать небольшое сопротивление входящему заряду.

ЗАКРЫТИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ — КОГДА И ПОЧЕМУ

Когда поршень достигает и проходит T.D.C., выпускной клапан все еще немного открыт и медленно закрывается. Сгоревшие выхлопные газы в коллекторной трубе обладают значительной инерцией колонны. При высоких оборотах двигателя происходит заметное явление продувки, когда инерция этой колонны фактически помогает всасывать всасываемый заряд в течение короткого периода перекрытия.На 30 ° после T.D.C. выпускной клапан окончательно закрывается (Рисунок 2).

ВСАСЫВАЮЩИЕ ЗАКРЫТИЯ — КОГДА И ПОЧЕМУ

Такт впуска продолжается, поршень движется вниз, втягивая топливно-воздушную смесь в цилиндр, до достижения B. D.C. (нижняя мертвая точка) и снова начинает подниматься в цилиндре, начиная такт сжатия. Если бы впускной клапан был преждевременно закрыт в B.D.C. на высокой скорости может возникнуть значительная потеря мощности, поскольку находящийся в движении всасывающий заряд накопил кинетическую энергию и продолжает течь, заполняя цилиндр, еще долгое время после того, как поршень меняет направление.Примерно 70 градусов после Б.Д.С. впускной клапан закрывается, завершая такт впуска (Рисунок 3). Анализируя работу впускных клапанов, мы видим, что их общий период открытия был 30 ° до T.D.C. + 180 ° до н.э. + 70 ° по н.э. всего на 280 градусов коленвала.

ВЫПУСК ОТКРЫВАЕТСЯ — КОГДА И ПОЧЕМУ

Поршень продолжает движение вверх на такте сжатия, сжимая топливно-воздушную смесь примерно до 1/10 ее первоначального всасываемого объема. Незадолго до достижения T.D.C. свеча зажигания воспламеняется, и пламя постепенно распространяется по заряду.Когда поршень достигает T.D.C. воспламененная смесь расширяется, создавая «рабочий ход» и снова толкает поршень вниз. 70 градусов коленчатого вала до достижения поршнем B.D.C. выпускной клапан открывается, чтобы начать такт выпуска задолго до того, как рабочий такт будет фактически завершен (Рисунок 4). Эта кажущаяся потеря полезной мощности компенсируется тем фактом, что горячие выхлопные газы теперь покидают цилиндр в силу своего собственного давления, тем самым уменьшая усилие со стороны двигателя по удалению сгоревших газов при движении поршня вверх.

ЗАКРЫТИЕ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ — КОГДА И ПОЧЕМУ

Поршень завершает опускание и снова поднимается в цилиндре, продолжая такт выпуска. Примерно через 30o после достижения T.D.C. выпускной клапан снова закрывается. Общий период открытия выпускного клапана тогда составлял 70 ° до B.D.C. + 1800 к T.D.C. + 300 после T.D.C. или 280 градусов события (Рисунок 5). Это завершает одну последовательность из 4 ударов. Теперь вы должны понимать взаимосвязь движения поршня с работой клапана и готовы изучить процедуры проверки фаз газораспределения (изменение положения кулачка).

НЕОБХОДИМ УРОВЕНЬ CAM?

Поскольку кулачки Искендериана производятся с такой высокой точностью, вы можете установить их на метки времени запаса без какой-либо дополнительной проверки; однако для тех, кто хочет научиться правильно проверять и проверять фазы газораспределения, мы рекомендуем следующую процедуру.

ПОИСК T.D.C. — ПЕРВЫЙ ШАГ СТЕПЕНИ CAM

Цель проверки или изменения степени установки распределительного вала в блоке цилиндров состоит в том, чтобы определить, правильно ли установлен распредвал с коленчатым валом.Тем не менее, самый важный шаг в фазировке распределительного вала — это определение абсолютной T.D.C. поршня цилиндра №1. Пытаться запустить двигатель без этого жизненно важного маркера — все равно что пытаться снять показания тахометра без индикаторной стрелки. Компания T.D.C. Маркер — это важнейшая точка отсчета (настройки), на которой основывается все зажигание и фазы газораспределения. Довольно часто мы наблюдали гонщиков в Бонневилле, которые занимались драг-полосами и кольцевыми трассами, которые не позаботились о себе. маркер. Все стандартные двигатели имеют стационарный указатель, прикрепленный к блоку, и T.Маркер постоянного тока на гармоническом балансировщике коленчатого вала. Но эти гонщики потеряли первоначальный указатель, когда их заменили на алюминиевую крышку привода ГРМ. Или, в двигателях с наддувом, когда они были заменены на стальную ведущую ступицу коленчатого вала, они потеряли оригинальный T.D.C. маркер. Теперь вот их затруднительное положение: теперь у них нет возможности точно настроить ход зажигания или фазы газораспределения. Если бы этот двигатель был точно откалиброван для T.D.C. Используя «метод положительного стопа Isky» еще на скамейке запасных, можно было бы избежать всех сомнений и разочарований.Таким образом, возможный победитель становился проигравшим.

Пропустить T.D.C. — обычная ошибка. на несколько градусов из-за того, что поршень находится в верхнем центре. Поскольку эта неточность существенно повлияет на последующее время, предлагается следующая процедура для исправления этой ошибки.

  • Установить ступенчатое колесо на переднюю часть коленчатого вала. Теперь прикрутите неподвижный указатель к блоку цилиндров (см. Рисунок). Стрелка может быть сделана из металлической полосы или стального стержня 1/4 дюйма.
  • Надежно закрепите циферблатный индикатор на блоке цилиндров.Теперь отрегулируйте циферблат так, чтобы при максимальном подъеме поршня стрелка индикаторной стрелки прошла примерно 0,300 хода. Контактная точка циферблатного индикатора должна находиться в центре поршня, как показано на рис. 6.
  • Теперь, чтобы повернуть коленчатый вал, используйте гаечный ключ с длинной ручкой или рычаг, чтобы добиться равномерного, устойчивого движения, а не рывков. Коленчатый вал всегда следует вращать в нормальном направлении вращения.
  • Удерживая большим пальцем поршень № 1 (чтобы полностью исключить зазор), медленно подойдите к T.D.C., пока вы не достигнете того, что, по вашему мнению, является серединой T.D.C. жить. Установите колесо градусов, чтобы читать T. D.C. против указателя.
  • Теперь поверните коленчатый вал еще на один оборот и на этот раз на пути к T.D.C. остановитесь ровно на 0,200 (показание циферблатного индикатора) ниже максимального хода поршня. Теперь прочтите градусное колесо; если, например, он показывает 40 градусов перед T.D.C., продолжайте медленно вращаться вверх до T.D.C., через выступ и вниз по другой стороне, удерживая большой палец на поршне.Внимательно посмотрите на циферблатный индикатор, и когда он покажет ровно 0,200 от T.D.C., остановитесь и обратите внимание на показания на колесе градуса. Если у вас идеально разделенное перекрытие, оно должно показывать 40 градусов после T.D.C. Если это не так, вы не нашли точного T.D.C., поэтому вам нужно попробовать еще раз.

ВНЕДРЕНИЕ КОРРЕКЦИЙ

Разделите разницу (вашу ошибку в градусах), перемещая колесо градуса радиально на коленчатом валу. После того, как вы выполнили регулировку, остановите коленчатый вал, как прежде.200 под каждой стороной T. D.C. Когда вы получаете точно такие же показания в градусах на 0,200 дюйма ниже каждой стороны T.D.C., вы обнаруживаете абсолютную верхнюю мертвую точку. ПРИМЕЧАНИЕ: Точный ход на 0,100 дюйма ниже T.D.C. не важно. Любая контрольная точка между 0,100 и 0,500 даст хорошие результаты, если вы проверяете каждую сторону T.D.C. равноудаленно.

МЕТОД ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОСТАНОВКИ ПОИСКА T.D.C.

Самый практичный способ найти T.D.C. известен как метод положительной остановки. Для этой процедуры не требуется индикатор часового типа.Во-первых, давайте посмотрим, как это делается с помощью колеса градусов.

  • Закрепите ступенчатое колесо на кривошипе. Затем возьмите жесткий стержень 1/4 дюйма или аналогичный материал и заострите один конец, чтобы получился указатель. Прикрепите этот указатель так, чтобы он располагался очень близко к амортизатору, чтобы исключить ошибку просмотра параллакса.
  • Возьмите толстую стальную полосу длиной около семи дюймов и просверлите в ней три отверстия диаметром 1/2 дюйма (расположение отверстий см. На рис. 7 и 8). Эта полоса находится в центре поля No.1 отверстие цилиндра и прикручены с каждой стороны болтами для крепления к блоку. Осторожно: убедитесь, что стальная полоса достаточно жесткая, чтобы она не отклонилась при контакте поршня с упором центрального болта. Между прочим, положительный упор должен быть отрегулирован таким образом, чтобы остановить движение поршня вверх примерно на 0,200–0,800 ниже T.D.C.
  • Проверните коленчатый вал в нормальном направлении вращения (по часовой стрелке), пока головка поршня не коснется легкого упора.
  • Теперь отрегулируйте в радиальном направлении и зафиксируйте ступенчатое колесо на коленчатом валу на 40 градусов перед T.D.C. на указателе.
  • Теперь поверните коленчатый вал назад до упора. Если градусное колесо показывает 40 градусов от T.D.C. вы точно достигли верхней мертвой точки, и нулевая отметка между двумя показаниями в 40 градусов является абсолютным T.D.C ..
  • Однако, если ваши показания были несбалансированными, вам придется разделить разницу (ваши ошибки в градусах), перемещая градусное колесо радиально на коленчатом валу. Затем попробуйте еще раз, пока не получите точно такие же показания градуса относительно положительного упора по обе стороны от T.ПРИМЕЧАНИЕ: Чем ниже положительный упор расположен ниже T.D.C., тем выше будут показания градуса. Но результаты всегда будут точными. T.D.C. всегда находится на одинаковом расстоянии между двумя положительными показаниями остановки.

ПОИСК T.D.C. НА ВАШЕМ ГАРМОНИЧЕСКОМ ДЕМПФЕРЕ БЕЗ КОЛЕСА

Даже без градусного колеса вы можете и всегда должны откалибровать T.D.C. отметьте на демпфере гармоник при сборке или сборке нового двигателя. Используя шаги № 3 и № 5, каждый раз, когда вы касаетесь положительного упора, вращаясь как вперед, так и назад, сделайте отметку на демпфере в соответствии с указателем.T.D.C. будет точно между двумя начерченными отметками остановки. Тщательно отмерьте и разметьте постоянный T.D.C. маркер между этими двумя отметками остановки. Помните T.D.C. Маркер является важной точкой отсчета (настройки), на которой основывается все зажигание и фазы газораспределения.

ПОДГОТОВКА К СТЕПЕНИ КАМЕРЫ

Определив T.D.C., используя индикатор хода 1/2 дюйма и ступенчатое колесо, вы теперь готовы к регулировке распределительного вала. Два наиболее распространенных разочарования, с которыми сталкиваются люди при регулировке угла поворота кулачка: 1.Проверка на клапане. 2. Проверка синхронизации седла клапана.

ПРОВЕРКА КЛАПАНА

Проверка фаз газораспределения на клапане не рекомендуется, поскольку производственные допуски на штатных коромыслах могут спутать ваши показания на клапане, тогда как прямое движение подъемника на выступе кулачка будет одинаковым для каждого подъемника в блоке. Другая причина никогда не проверять клапан заключается в том, что теоретическое соотношение коромысла, обычно 1,5: 1, справедливо только при примерно среднем (1/2) подъеме клапана.Соотношение изменяется от немного большего до чуть менее 1,5: 1 в течение цикла подъема, потому что коромысло постоянно меняет точку контакта со штоком клапана.

ОБРАТНЫЙ КЛАПАН СИДЕНЬЯ СИДЕНЬЯ — ОШИБКА ЗАЗОРА

Проверка кулачка на подъемнике намного более точна, но все же может вызвать путаницу, если вы попытаетесь проверить фактическую синхронизацию седла клапана, что включает проверку наклонных зазоров выступа кулачка. Наклонные зазоры представляют собой части выступа с медленным подъемом, которые обеспечивают плавный переход между основной окружностью и боковой стороной кулачка как на открывающей, так и на закрытой сторонах выступа.На пандусах с зазором первые 0,010 дюйма или 0,015 дюйма движения подъемника обычно происходят с медленной скоростью 0,0005 футов на градус кулачка. В дополнение к постепенному восполнению зазора клапана (что необходимо из-за расширения клапана и небольших прогибов компонентов клапанного механизма), наклонный зазор обеспечивает начальное плавное ускорение клапана от его седла.

Пример этих наклонов зазора описан на кривой подъема кулачка на рисунке 9. Как показано на рисунке 9, только конец наклонного зазора, непосредственно примыкающий к боковой поверхности кулачка, фактически используется для открытия и установки клапана, а остальная часть используется для компенсации зазора и компенсации небольших прогибов или биения в редукторе клапана.

Поскольку скорость подъема (скорости) зазора составляет 0,0005 дюйма на градус кулачка, небольшая ошибка с вашей стороны, скажем 0,001 дюйма при проверке синхронизации седла клапана в определенной точке на этих наклонных зазорах, может составлять 2 кулачка. степени (4 градуса кривошипа) погрешности при определении точки отсчета времени, как показано на рисунке 10. И очень легко накопить ошибку 0,001 дюйма, если шток циферблатного индикатора не движется параллельно подъемнику (косинусная ошибка) или если вы видите калибровка циферблатного индикатора под углом (ошибка параллакса) или если подшипники кулачка или выступы толкателя слегка изношены.Очевидно, что тогда для правильного определения положения распределительного вала в двигателе синхронизация кулачков должна быть проверена на высоте подъемника за пределами базовой окружности, где скорость (скорость подъема кулачка) достаточно высока, так что небольшие ошибки проверки высоты в 0,001 дюйма или около того не приведет к грубой ошибке считывания градусного колеса.

ИСКЕНДЕРИАНСКИЙ СПОСОБ ПОДЪЕМНИКА 0,050

Много лет назад инженеры ISKENDERIAN искали стандартную высоту, при которой все гоночные распредвалы могли быть синхронизированы для получения точных результатов, и в 1958 году было решено и позже опубликовано в нашем главном руководстве по настройке «Распределение фаз для максимальной производительности».Подъем подъемника 050 дюймов от базовой окружности был бы принятым стандартом для наших распределительных валов. Эта цифра была идеальной, потому что она находилась недостаточно далеко от базовой окружности, чтобы запутать производителя двигателя при синхронизации распределительного вала, и она была достаточно высокой, чтобы показать эффективный клапан. синхронизация (точка, в которой клапан открыт достаточно далеко, чтобы пропускать эффективный воздушный поток). Кроме того, скорость (скорость подъема кулачка) большинства распределительных валов составляет примерно 0,004 дюйма на градус кулачка при подъеме подъемника 0,050 футов. Следовательно, ошибка в 0,002 дюйма при проверке высоты повлияет только на показание колеса градуса около 1 градуса кривошипа, как показано на Рисунке 11.Проверка подъема подъемника ISKENDERIAN 0,050 дюйма стала стандартом в индустрии гоночных кулачков.

СТЕПЕНЬ КАМЕРЫ

УСТАНОВКА КАМЕРЫ

Перед установкой кулачка в блок цилиндров тщательно очистите его растворителем и просушите воздухом. Нанесите тонкий слой масла (предпочтительно 10 Вт) на шейки кулачка и выступы кулачков, которые вы собираетесь проверить. Осторожно поверните кулачок, вставляя его в блок, стараясь не задеть подшипники кулачка. Соберите цепь привода газораспределительного механизма и звездочку кулачка, правильно совместив метки синхронизации (Рисунок 12), и затяните болт или болты звездочки кулачка с надлежащими характеристиками.Всегда используйте новую цепь привода ГРМ при установке или синхронизации нового распредвала. Чрезмерно растянутая цепь может замедлить синхронизацию кулачка на четыре градуса. Показана процедура совмещения меток ГРМ на 427 куб. Дюйм. Chevy; однако процедуры различаются от двигателя к двигателю. Если вы не можете найти установочные метки, НЕ снимайте распределительный вал — обратитесь к руководству по эксплуатации двигателя.

СОДЕРЖАНИЕ ТАБЛИЧКИ СРОКОВ

Метка синхронизации, которую вы получили с распредвалом, показывает время, определенное инженерами ISKENDERIAN на определенной контрольной высоте от основной окружности кулачка.Эта высота указана на бирке и обычно находится в диапазоне 0,017–023 дюйма в зависимости от вашей модели кулачка. Проверка кулачка на этой высоте даст вам фактическую синхронизацию седла клапана, но, как объяснялось ранее, это не рекомендуется. Вместо этого для получения более точных результатов используйте значения, полученные при подъеме подъемника 0,050 дюйма (также на бирке) до градуса кулачка. Только для примера мы будем использовать кулачок ISKENDERIAN 283-350 Chevy Z-80 при описании надлежащая процедура выравнивания кулачка (Рисунок 13). Время открытия седла клапана Z-80: впускное открытие на 57 и закрытие на 93, выпускное открытие на 93 и закрытие на 57, проверяется на.020 подъем подъемника. При подъеме подъемника 0,050 дюйма, поскольку вы проверяете гораздо выше по боковой поверхности кулачка, время сокращается: впускное отверстие открывается на 33 и закрывается на 69, а выпускное отверстие открывается на 69 и закрывается на 33.

НАСТРОЙКА ИНДИКАТОРА НАБОРА

Чтобы начать проверку распределительного вала, поверните коленчатый вал до тех пор, пока впускной толкатель цилиндра № 1 не окажется на основной окружности (пятке) выступа кулачка. Смажьте толкатель легким маслом и убедитесь, что он имеет свободное и неограниченное движение в отверстии. Расположите шток индикатора часового типа параллельно подъемнику в обеих плоскостях и предварительно натяните шток индикатора.050–0,100 дюйма на толкателе. В ISKENDERIAN для облегчения проверки мы используем толкатель увеличенной длины, который приближает толкатель к поверхности прокладки головки и обеспечивает ровную поверхность для штока циферблатного индикатора (Рисунок 14). Несколько раз поверните коленчатый вал по часовой стрелке, чтобы определить биение или эксцентриситет основной окружности. Это не должно превышать. 001 и должен быть одинаково центрирован по обе стороны от нуля на циферблатном индикаторе.

СТЕПЕНЬ ВСАСЫВАНИЯ

Проверните коленчатый вал по часовой стрелке до тех пор, пока.Обнаружено движение циферблатного индикатора 050 дюймов, и он покажет шкалу градуса напротив неподвижного указателя. Он должен показывать входное отверстие 33 ° перед ВМТ (Рисунок 15). Запишите свои показания и продолжайте вращать коленчатый вал, наблюдая, как подъемник достигает полного подъема и начинает спуск и остановите движение коленчатого вала при показании циферблатного индикатора 0,050 дюйма до нуля. Показание напротив неподвижного указателя должно указывать на закрытие воздухозаборника на 69 ° после B.D.C. (Рисунок 16). Запишите свои показания и повторите проверку точек открытия и закрытия впускного кулачка, чтобы застраховаться от человеческой ошибки при считывании показаний индикатора или градусного колеса.

ГРАДУСЫ ВЫХЛОПНОЙ ЛАМПЫ

Снимите циферблатный индикатор и переставьте его на выпускной толкатель того же цилиндра, используя ту же процедуру настройки, что и раньше. Поверните коленчатый вал по часовой стрелке до тех пор, пока не будет обнаружено движение циферблатного индикатора 0,050 дюйма, и снова снимите показания градусного колеса напротив указателя. Он должен показывать открытие выпускного отверстия на 69 ° перед НМТ (Рисунок 17). Запишите ваши показания и снова поверните коленчатый вал, наблюдая за достижением толкателя полный подъем и опускание и остановка коленчатого вала на.Показание циферблатного индикатора 050 дюймов до нуля. Напротив неподвижного указателя показание должно соответствовать закрытию выпускного отверстия на 33 ° после T.D.C. (Рисунок 18). Запишите свои показания и повторите проверку выпускного патрубка.

СРАВНЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ С ИНФОРМАЦИОННОЙ БИРКОЙ

Показания, которые вы сняли на впускных и выпускных кулачках, вполне могут отличаться на 2–4 градуса от показаний на метках ГРМ. В этом случае причиной, вероятно, являются незначительные ошибки в расположении шпоночной канавки коленчатого вала или звездочки кривошипа, или в расположении шпоночной канавки или отверстия под установочный штифт звездочки кулачка.Эти небольшие ошибки могут быть исправлены с помощью двух изобретений — смещенных кулачковых втулок или смещенных кулачковых и кривошипных шпонок, которые смещают распределительный вал по отношению к кривошипу, чтобы синхронизировать кулачок с коленчатым валом. Однако их также можно использовать для дальнейшего продвижения или замедления кулачка для получения желаемых результатов. Как определить опережающее или запаздывающее положение кулачка? Это объясняется в следующем разделе.

ОТНОСИТЕЛЬНО ПЕРЕКРЫТИЯ КЛАПАНА С ТАБЛИЧКОЙ ГРОМКОСТИ — ЧТО ТАКОЕ ПЕРЕКРЫТИЕ РАЗДЕЛЕНИЯ?

Разделенное перекрытие означает, что впускной и выпускной клапаны разделены или открыты на равное расстояние при T.D.C. перекрытие. Конечно, это также означает, что толкатели впускных и выпускных клапанов разделены или поровну от основной окружности их кулачков в точке T. D.C. Перекрывать. Кулачок будет выдвигаться вперед, если впускной толкатель открывался дальше при T.D.C., и замедляться, если выпускной толкатель открывался дальше в T.D.C.

СИММЕТРИЧЕСКИЕ КЛАПАНЫ ОДНОРАЗОВЫЕ

Когда распределительный вал имеет одну конфигурацию (профили впускного и выпускного кулачков одинаковы) и открывающая и закрывающая стороны кулачков имеют одинаковую форму (симметричны), это простая процедура проверки фазировки распредвала на предмет раздельного перекрытия или перекрытия. продвинутое или отсталое положение.Рисунки 19, 20 и 21 являются хорошими примерами этих условий, показывающих, как положение впускных и выпускных толкателей в T.D.C. Перекрытие влияет на точки открытия и закрытия кулачков распределительного вала Z-80. На рис. 19 показаны толкатели впускных и выпускных клапанов в равной степени вне их базовых окружностей на T.D.C. Перекрытие и временная диаграмма рядом с кривой подъема указывает открытие впускного толкателя при 33 ° B.T.D.C. и закрытие толкателя выхлопных газов 33 ° A.T.D.C.

Цифры открытия и закрытия впуска и закрытия на временной диаграмме известны как «Top Timing», поскольку они относятся к точкам времени впуска и выпуска, ближайшим к T.D.C. И наоборот, значения открытия и закрытия выхлопа известны как «нижний временной интервал», потому что они относятся к точкам времени впуска и выпуска, ближайшим к B.D.C. Тот факт, что верхняя синхронизация впуска и выхлопа одинакова, а нижняя синхронизация также показывает, что кулачок находится в положении раздельного перекрытия. На рис. 20 показан распределительный вал в выдвинутом положении, при этом впускной толкатель открыт намного дальше при T.D.C. чем выхлопной толкатель. Временная диаграмма рядом с кривой подъема показывает, что толкатель впускного клапана открылся на 4 ° раньше, а толкатель выпускного клапана закрылся на 4 ° раньше, чем когда распределительный вал находился в положении раздельного перекрытия.Это объясняет, почему впускная заслонка открыта дальше, чем выпускная заслонка в T..D.C. Чтобы определить величину выдвижения распределительного вала в градусах коленчатого вала, просто вычтите разницу между верхним временем впуска и выпуска и разделите на два. В этом случае 37 ° — 29 ° = 8 ° ÷ 2 = 4 градуса опережения коленчатого вала. Чтобы получить фактическую величину опережения или запаздывания в градусах распределительного вала, просто разделите это число снова на два, следовательно, 4 ÷ 2 = 2 ° опережения кулачка. На рис. 21 показан распредвал в противоположном состоянии, когда коленчатый вал запаздывает на четыре градуса.

АСИММЕТРИЧЕСКИЕ КУЛАЧКИ ОДНОРАЗОВЫЕ

До сих пор мы видели, как можно использовать временную диаграмму кулачка для определения положения распредвала в двигателе только с симметричными кулачками. Но как насчет распредвалов асимметричной формы? (Открывающая и закрывающая стороны лепестков различаются по профилю). Чтобы получить ответ, давайте посмотрим на рисунок 22, где мы видим, что, хотя толкатели одинаково открыты при T.D.C., что указывает на разделенное перекрытие, временная диаграмма показывает, что распределительный вал запаздывает на пять градусов кривошипа из-за расширенной рампы закрытия асимметричного кулачка.Следовательно, очевидно, что с асимметричным кулачком временная диаграмма не всегда может быть использована для проверки разделенного перекрытия. Тогда более точным методом будет проверка теоретической «центральной линии» (точки максимального подъема) положения впускных и выпускных лопастей. На Рисунке 22 обратите внимание, что независимо от того, как изменяется синхронизация кулачка с добавлением более высоких рамп закрытия, центральная линия впускного лепестка остается на 110 градусов кривошипа после T.D.C. а осевая линия выхлопного лепестка остается на 110 градусов кривошипа перед T.D.C. Таким образом, мы обнаруживаем, что разница в градусах кривошипа между осевой линией впускных и выпускных лопастей по обе стороны от T.D.C. является более надежным средством фазирования асимметричного кулачка.

МЕТОД РАЗДЕЛЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЛИНИИ

Распределительный вал отшлифован с заданным угловым расстоянием между впускными и выпускными лопастями одного и того же цилиндра. Это расстояние определяется разработчиком кулачка и проверяется посредством динамометрических испытаний конструкции кулачка. Это расстояние известно как «центры лепестков» распределительного вала и обычно составляет от 104 ° до 114 °.Это будет 208-228 градусов поворота коленчатого вала, поскольку скорость вращения коленчатого вала в два раза больше скорости кулачка. На рисунке 22 показан пример этого расстояния при 220 ° с осевой линией впускных и выпускных лепестков, одинаково расположенных по обе стороны от T.D.C. Это очень точный метод фазирования распределительного вала, поскольку он исключает необходимость проверки при спуске вблизи пандусов зазора. Пример того, как фазировать распределительный вал с помощью метода «Split Centerline», приведен на рисунке 23. Из этого рисунка мы видим, что если мы возьмем градусные показания колеса при.При подъеме толкателя на 200 дюймов как на открывающей, так и на закрывающей сторонах выступа кулачка (рис. 23) центральная линия выступа будет равноудалена между этими двумя точками на градусном колесе. Когда центральная линия и впускного, и выпускного кулачков определена, их расположение на равное количество градусов с обеих сторон от ВМТ даст разделенное перекрытие.Конечно, если требуется продвинуть распределительный вал вперед, нужно просто переместить центральную линию впускного лепестка ближе к ВМТ и тем самым увеличить подъем толкателя впуска и уменьшение высоты толкателя выхлопных газов на T.D.C. Это проиллюстрировано на Рисунке 24.

РАСПРЕДВАЛЫ С ДВОЙНЫМ УЗОРОМ

Метод разделения осевой линии также может использоваться для фазирования распределительного вала, если он имеет двойную форму (разные профили впускных и выпускных кулачков). Однако это может дать или не дать вам разделенное перекрытие, в зависимости от фактической разницы в двух формах кулачка. Это состояние проиллюстрировано на рисунке 25. Здесь мы видим, что, хотя осевые линии впускных и выпускных лопастей расположены на равном расстоянии по обе стороны от T.D.C. количество открытых толкателей в T.D.C. отличается из-за большей продолжительности выхлопного лепестка. Конечно, могло произойти и обратное, когда впускной лепесток был длиннее, а впускной толкатель открывался дальше при T.D.C. Если взять кулачок на Рисунке 25, лучше всего сначала запустить распределительный вал в положение «Раздельная центральная линия», чтобы определить характеристики двигателя, а затем либо немного продвинуть его до истинного «Разделенного перекрытия», либо еще больше замедлить распределительный вал, чтобы получить желаемые результаты.

ПЕРЕКРЫТИЕ ОБРАТНОГО КЛАПАНА БЕЗ КОЛЕСА УРОВНЯ ИЛИ ИНДИКАТОРА НАБОРНОГО ДИСКА

При установке распределительного вала или при возникновении ситуации, когда необходимо выполнить проверку фаз газораспределения и отсутствуют соответствующие инструменты, рекомендуется следующая процедура Isky:

  • Вставьте распределительный вал и зацепите распределительные шестерни по меткам приклада. Пока не устанавливайте крышку распределительного механизма.
  • Отрегулировать клапанный зазор впускного и выпускного клапанов No.1 цилиндр.
  • Используя длинный гаечный ключ или рычаг, проверните двигатель в обычном направлении вращения. Используйте достаточное усилие, чтобы получить ровное, устойчивое движение вместо рывков. Поворачивайте до тех пор, пока впускной и выпускной клапаны цилиндра № 1 не окажутся в положении перекрытия (оба клапана слегка приоткрываются). Остановитесь точно на T.D.C., отмеченном на демпфере гармоник.
  • Теперь ослабьте и открутите регулировочные винты коромысла до тех пор, пока впускной и выпускной клапаны почти не закроются.Зафиксируйте регулировочные винты так, чтобы впускной и выпускной клапаны находились точно на нулевом зазоре.
  • Теперь проверните двигатель ровно на один оборот коленчатого вала до T.D.C. на демпфере гармоник. Теперь вы в T.D.C. на такте сжатия или выстрела.
  • Обратите внимание! Теперь между коромыслами и наконечниками стержней клапана осталось большое пространство. Пробел указывает на фактическое количество открытых клапанов в T.D.C. периода перекрытия (конечно, меньше зазора клапана).
  • Мы будем измерять этот зазор путем измерения с помощью обычных щупов различной толщины вместе, пока не определим зазор. Вычислив зазор, запишите данные для впуска и выпуска в свой ноутбук. Если количество зазоров на впуске и выпуске точно такое же, получается идеальное перекрытие.

ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ CAM 300 об / мин

Advanced Cam Position: если ваш впускной канал выходит с зазором 0,100, а выпускной — скажем.080, ваша камера находится в выдвинутом положении. В этом положении конус будет производить больше мощности или крутящего момента на низких оборотах. Однако при высоких оборотах может наблюдаться небольшая потеря мощности.

Положение кулачка с запаздыванием: если, с другой стороны, впускной канал выходит с зазором 0,080, а выпуск — 0,100, ваш кулачок находится в запаздывающем положении. В этом положении будет некоторая потеря крутящего момента и мощности на низкой скорости и, возможно, последующий выигрыш в мощности на высокой скорости.

Split Overlap: если зазоры на впуске и выпуске ровные или внутри.005 друг друга, у вас есть разделенное перекрытие. Вообще говоря, все гоночные кулачки лучше всего работают в положении раздельного перекрытия. Хотя из этого правила есть исключения, обычно оно лучше всего подходит для общей производительности.

Типы таймингов. Назначение и характеристики привода распределительных валов 8 назначение и типы

Распределительный вал и его привод

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет входной D и выходной B кулачки, опорные шейки L, шестерню D ведущего масляного насоса и распределителя системы зажигания, а также эксцентрик B ведущего топливного насоса в карбюраторных двигателях.

Рисунок: 1. Типы распределительных валов

Вал штампованный из стали; его кулачки и шейки подвергаются термообработке для получения повышенной износостойкости, после чего шлифуются. Кулачки изготавливаются за одно целое с валом. Также применяются чугунные распредвалы.

Четырехтактные двигатели имеют по два кулачка на каждый цилиндр: впускной и выпускной. Форма (профиль) кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия.Одноименные кулачки расположены в рядном четырехцилиндровом двигателе под углом 90 ° (рис.1, а), в шестицилиндровом двигателе — под углом 60 ° (рис.1, б ). Противоположные кулачки выставлены под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков расположены в принятом для двигателя рабочем порядке с учетом направления вращения вала. По длине вала кулачки впускных и выпускных клапанов чередуются в зависимости от положения клапана.

В V-образных двигателях расположение кулачков на распредвале, общем для обеих секций блока, зависит от чередования тактов в цилиндрах, угла развала цилиндров и выбранных фаз газораспределения.Распределительный вал Y-образного восьмицилиндрового карбюраторного двигателя показан на рис. 1, в.

В двухтактных дизельных двигателях (ЯАЗ-М204 и ЯАЗ-М206) на каждый цилиндр по два выпускных кулачка, вершины которых направлены в одну сторону, и один кулачок, регулирующий работу насоса-форсунки.

При нижнем расположении распределительного вала он устанавливается в картере на опорах, представляющих собой отверстия в стенках и перегородках картера, в которые запрессовываются стальные тонкостенные биметаллические или триметаллические втулки.Вал иногда также устанавливают в специальные втулки. Количество подшипников распредвала для двигателей разных типов разное.

Осевые перемещения распределительного вала в большинстве двигателей ограничиваются упорным фланцем (рис. 2), закрепленным на блоке и расположенным с определенным зазором между торцом шейки переднего вала и ступицей шестерни; зазор между опорным фланцем и торцом шейки вала устанавливается для двигателей разных марок в пределах 0,05 — 0,2 мм; размер этого зазора определяется толщиной разделительного кольца, закрепленного на валу между концом журнальной и ступицей шестерни.В двухтактных дизелях ЯМЗ осевые перемещения вала ограничиваются бронзовыми упорными шайбами, установленными с обеих сторон переднего подшипника.

Распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала с помощью зубчатой ​​или цепной передачи. В зубчатой ​​передаче синхронизирующие шестерни прикреплены к торцам коленчатого и распределительного валов.

Для повышения бесшумности и плавности работы шестерни выполнены с косыми зубьями; шестерня распределительного вала обычно изготавливается из пластика — текстолита, а шестерня коленчатого вала — из стали.

При цепном приводе, обеспечивающем большую тихую работу (автомобили ЗИЛ-111), звездочки закреплены на конце коленчатого вала и на конце распредвала, соединенные гибкой стальной бесшумной цепью. Зубья цепи зацепляются с зубьями звездочки.

Рисунок: 2. Типы приводов распределительных валов: а — зубчатая передача; б — цепной привод

При сборке шестерни ГРМ или звездочки устанавливают относительно друг друга по отметкам на их зубцах.

На новых моделях двигателей используется верхний распредвал (на головке блока).Вал приводится цепной передачей (автомобиль Москвич-412).

Газораспределительный механизм обеспечивает своевременный поступление горючей смеси (или воздуха) в цилиндры двигателя и выпуск выхлопных газов.

Двигатели

могут иметь нижнее клапанное устройство (ГАЗ-52, ЗИЛ-157К, ЗИЛ -1Е0К), у которого клапаны расположены в блоке цилиндров, и верхнее (ЗМЗ-24, 3М3-С3, ЗИЛ -130). , ЯМЗ -740 и др.) При их расположении в ГБЦ.

В нижних клапанах усилие от кулачка распределительного вала передается на клапан или через толкатель.Клапан перемещается в направляющей втулке, запрессованной в блок цилиндров. Клапан закрывается пружиной, установленной на блоке, и шайбой, закрепленной двумя сухариками на конце штока клапана.

Когда клапаны расположены над головой, усилие от кулачка распределительного вала передается на толкатель, шток, коромысло и клапан. Преимущественно используется верхнее расположение клапанов, поскольку такая конструкция обеспечивает компактную камеру сгорания, обеспечивает лучшее наполнение цилиндра, снижает тепловые потери с охлаждающей жидкостью и упрощает регулировку клапанных зазоров.

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Его делают из стали или чугуна.

При сборке распределительный вал вставляется в отверстие в торце картера двигателя, поэтому диаметры цапф подшипников постепенно уменьшаются, начиная с передней шейки. Количество шейки шейки обычно равно количеству коренных подшипников коленчатого вала. Втулки 8-ми опорных шеек изготавливаются из стали, бронзы (ЯМЗ-740) или металлокерамики.

Внутренняя поверхность стальных втулок заливается слоем баббита или сплава СОС-6-6.

На распредвале есть кулачки, которые действуют на толкатели; шестеренчатый масляный насос и прерыватель-распределитель; эксцентриковый привод бензонасоса. На каждый цилиндр приходится по два кулачка. Углы их взаимного расположения зависят от количества цилиндров и чередования рабочих ходов в разных цилиндрах, для противоположных — от фаз газораспределения. Кулачки и шейки распредвалов из стали закаливают токами высокой частоты, а чугунные — отбеливают. При шлифовании кулачкам придается небольшая конусность, что в сочетании со сферической формой конца толкателя обеспечивает вращение толкателя во время работы.

Рисунок: 3. Газораспределительный механизм с нижними клапанами: а-схема, 6 — детали; 1 — распредвал, 2 — толкатель, 3 — стопорная гайка, 4 — болт регулировочный, 5 — сухари, б — упорный. пружинная шайба, 7 — пружина клапана, 8 — выпускной клапан, 9 — направляющая втулка клапана, 10 — вставное седло выпускного клапана, 11 — впускной клапан

Распорка шайбы и упорный фланец, установленные между распредвалом и журналом передней опорой, которая крепится к блоку цилиндров и удерживает вал от осевых перемещений.

Распределительный вал получает вращение от коленчатого вала. В четырехтактных двигателях рабочий цикл происходит при двух оборотах коленчатого вала. В течение этого периода впускной и выпускной клапаны каждого цилиндра должны открываться один раз, и поэтому распределительный вал должен совершить один оборот. Таким образом, распределительный вал должен вращаться вдвое медленнее, чем коленчатый вал. Следовательно, шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубцов, чем шестерня на переднем конце коленчатого вала. Шестерня коленчатого вала стальная, шестерня распределительного вала — чугун (ЗИЛ-130) или текстолит (ЗМЗ-24, 3М3-53).Зубья шестерен косые.

Рисунок 4. Газовый распределительный механизм с верхним расположением клапанов (ZIGMZO): 1 — распределительный вал редуктора, 2 — упорный фланец, 3 — распорное кольцо, 4-опорные цапфы, 5-эксцентрик привода топливного насоса, 6 — вытяжная кулачки, 7 — впускные кулачки клапанов, 8 — втулки, 9 — впускной клапан, 10 — направляющая втулка, 11 — упорная шайба, 12 — пружина, 13 — ось коромысла, 14 — коромысло, 15 — регулировочный винт, 16 — коромысло ось рычага, 17 — механизм поворота выпускного клапана, 18 — выпускной клапан, 19 — шток, 20-толкатели, 21 — шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя

Распределительные шестерни двигателя ЯМЗ-740 расположены в задней части блока цилиндров.

Шестерни распредвала зацепляются друг с другом в строго определенном положении коленчатого и распределительного валов. Это достигается совмещением меток на зубе одной шестерни и полости между зубьями другой шестерни.

В быстроходных двигателях («Москвич-412», ВАЗ-2101 «Жигули») распредвал расположен в ГБЦ и его кулачки действуют непосредственно на коромысла, которые, поворачивая оси, открывают клапаны. В таком клапанном механизме отсутствуют толкатели и штоки, упрощается отливка блока цилиндров, снижается шум при работе.

Ведомая звездочка распределительного вала приводится в движение втулочно-роликовой цепью от ведущей звездочки коленчатого вала. Натяжитель цепи имеет звездочку и рычаг.

Рисунок: 5. Газораспределительный механизм с верхним распредвалом (Москвич-412): а — газораспределительный механизм, б — привод газораспределительного механизма; 1 — наконечник клапана, 2 — ось коромысел выпускных клапанов, 3,6 — коромысла, 4 — распределительный вал, 5 — ось коромысел впускных клапанов, 7 — контргайка, 8 — регулировочный винт, 9 — головка блока цилиндров, 10 — клапаны , 11 — ведущая звездочка, 12-звездочка натяжителя, 13 — рычаг, 14 — ведомая звездочка, 15 — цепь, 16 — коленчатый вал

ТО Категория: — Устройство и работа двигателя

26 октября 2014

Двигатель автомобиля — сложный механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ.Правильная работа двигателя во многом зависит от точной и плавной работы распредвала.

Одну из важнейших функций в работе двигателя автомобиля выполняет распределительный вал, являющийся частью газораспределительного механизма (ГРМ). Распределительный вал обеспечивает такты впуска и выпуска двигателя.

В зависимости от конструкции двигателя газораспределительный механизм может иметь нижнее или верхнее расположение клапанов. Сегодня более распространены ремни ГРМ с верхними клапанами.

Эта конструкция обеспечивает более быстрое и простое обслуживание, которое включает регулировку и ремонт распределительного вала, для чего требуются детали распределительного вала.

Устройство распределительного вала

Конструктивно распределительный вал двигателя соединен с коленчатым валом, что обеспечивается наличием цепи и ремня. Цепь или ремень распределительного вала скользит по звездочке коленчатого вала или шкиву распределительного вала.

Шкив распределительного вала типа делительной передачи считается наиболее практичным и эффективным вариантом, поэтому его часто используют для настройки двигателей с целью увеличения их мощности.

Подшипники, внутри которых вращаются шейки подшипников распределительного вала, расположены на головке блока цилиндров. Если опоры шейки выходят из строя, ремонтные вкладыши распредвала используются для их ремонта.

Чтобы избежать осевого люфта, в конструкцию распределительного вала включены специальные фиксаторы. Непосредственно по оси вала имеется сквозное отверстие, предназначенное для смазки трущихся деталей. Это отверстие закрывается сзади специальной заглушкой распределительного вала.

Самой важной частью распредвала являются кулачки, количество которых указывает на количество впускных и выпускных клапанов.Кулачки отвечают за выполнение основной функции распределительного вала — регулировку фаз газораспределения двигателя и регулировку порядка работы цилиндров.

Каждый клапан оснащен кулачком. Кулачок движется к толкателю, помогая открыть клапан. После выхода кулачка из толкателя мощная возвратная пружина закрывает клапан.

Кулачки распредвала расположены между шейками подшипников. Фаза газораспределения распределительного вала, которая зависит от частоты вращения двигателя и конструкции впускных и выпускных клапанов, определяется эмпирически.Подобные данные для конкретной модели двигателя можно найти в специальных таблицах и схемах, специально составленных производителем.

Как работает распредвал?

Конструктивно распредвал расположен в развале блока цилиндров. Шестерня коленчатого вала или цепная передача приводит в движение распредвал.

При вращении распределительного вала кулачки влияют на работу клапана. Правильно этот процесс будет происходить только в случае строгого соблюдения порядка работы цилиндров двигателя и фаз газораспределения.

Для установки правильных фаз газораспределения на ведущий шкив или синхронизирующие шестерни наносятся специальные метки синхронизации. Кроме того, необходимо, чтобы кулачки распредвала и кривошипы коленчатого вала находились в строго определенном положении по отношению друг к другу.

При выполнении установки по меткам можно добиться соблюдения правильной последовательности тактов — порядка работы цилиндров двигателя, который, в свою очередь, зависит от расположения самих цилиндров, а также о конструктивных особенностях коленвала и распредвалов.

Рабочий цикл двигателя

Рабочий цикл двигателя — это период, в течение которого впускной и выпускной клапаны открываются один раз. Как правило, на период уходит два оборота коленвала. За это время распределительный вал, шестерня которого имеет вдвое больше зубцов, чем шестерня коленчатого вала, совершает один оборот.

Количество распредвалов в двигателе

На количество распределительных валов напрямую влияет конфигурация двигателя. Двигатели, различающиеся рядной компоновкой, а также имеющие по одной паре клапанов на цилиндр, комплектуются одним распредвалом.Если на цилиндр четыре клапана, двигатель оборудован двумя распредвалами.

Оппозиционные и V-образные двигатели отличаются наличием одного распредвала в развале или имеют два распредвала, каждый из которых расположен в головке блока. Также есть исключения из общепринятых правил, связанные, прежде всего, с конструктивными особенностями двигателя.

1. Подъемный гидравлический домкрат. Штатный автомобильный домкрат для автомобиля ВАЗ 2107 часто бывает либо неудобен, либо просто бесполезен при выполнении каких-либо работ.

2. Опора под автомобиль, регулируемая по высоте с допустимой нагрузкой не менее 1т. Таких стендов желательно четыре.

3. Противооткатные упоры (не менее 2 шт.).

4. Ключи двухсторонние для штуцеров тормозной системы на 8, 10 и 13 мм. Наиболее распространенными двумя типами таких ключей являются зажимной ключ и ключ коробки с прорезью. Зажимной ключ позволяет откручивать фурнитуру с изношенными краями. Чтобы надеть ключ на штуцер тормозной трубки, необходимо открутить стяжной болт.Шлицевой гаечный ключ позволяет выполнять работы быстрее, однако такой ключ должен быть изготовлен из качественной стали с соответствующей термической обработкой.

5. Специальные клещи для снятия стопорных колец. Такие клещи бывают двух типов: скользящие — для снятия стопорных колец с отверстий и скользящие — для снятия стопорных колец с валов, осей, тяг. Пинцет также доступен с прямыми и изогнутыми губками.

6. Съемник масляного фильтра.

7. Универсальный съемник с двумя захватами для снятия шкивов, ступиц, шестерен.

8. Универсальные съемники с 3 рычагами для снятия шкивов, ступиц, шестерен.

9. Съемник карданного шарнира.

10. Съемник и оправка для замены уплотнений штока клапана.

11. Осушитель для разборки клапанного механизма головки блока цилиндров.

12. Съемник шарового шарнира.

13. Съемник поршневого пальца.

14. Приспособление для запрессовки и запрессовки сайлентблоков рычаги передней подвески.

15. Инструмент для снятия рулевых тяг.

16. Ключ с храповым механизмом коленчатого вала.

17. Съемник пружины.

18. Отвертка ударная с комплектом насадок.

19. Мультиметр цифровой для проверки параметров электрических цепей.

20. Щуп или контрольная лампа на 12В для проверки электрических цепей автомобиля ВАЗ 2107, находящихся под напряжением.

21. Манометр для проверки давления в шинах (если на насосе шины нет манометра).

22. Манометр для измерения давления в топливной рампе двигателя.

23. Компрессометр для проверки давления в цилиндрах двигателя.

24. Калибр для измерения диаметра цилиндра.

25. Штангенциркуль с ограничителем глубины.

26. Микрометры с диапазоном измерений 25-50 мм и 50-75 мм.

27. Набор круглых щупов для проверки зазора между электродами свечи зажигания. Комбинированный ключ можно использовать для обслуживания системы зажигания с набором необходимых датчиков.Ключ имеет специальные прорези для загиба бокового электрода свечи зажигания.

28. Набор щупов плоских для измерения зазоров при оценке технического состояния агрегатов.

29. Широкий щуп 0,15 мм для проверки зазоров клапанов.

30. Держатель для центрирования диска сцепления.

31. Держатель для опрессовки поршневых колец при установке поршня в цилиндр.

32. Ареометр для измерения плотности жидкости (электролита в батарее или антифриза в расширительном бачке).

33. Специальная насадка с металлическими щетками для очистки выводов проводов и выводов аккумуляторной батареи.

34. Шприц для масла для заливки масла в коробку передач и задний мост.

35. Инъекционный шприц для смазки шлицев карданного вала.

36. Шланг для перекачки топлива. Шланги можно использовать для слива топлива из бака перед его снятием.

37. Медицинский шприц или груша для забора жидкости (например, если необходимо снять главный тормозной цилиндр бачка, не сливая всю тормозную жидкость из системы). Незаменим шприц и для чистки деталей карбюратора. При проведении ремонтных работ на автомобиле ВАЗ 2107 вам также могут понадобиться: технический фен (термопистолет), электродрель с набором сверл по металлу, зажим, пинцет, шило, рулетка, широкая металлическая линейка, бытовой безмен, широкая емкость для слива масла и охлаждающей жидкости объемом не менее 10 литров.

Расположение этого механизма полностью зависит от конструкции ДВС, так как в одних моделях распредвал расположен внизу, в основании блока цилиндров, а в других — вверху, прямо в головке блока цилиндров. На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распределительного вала, поскольку это значительно упрощает доступ к нему для обслуживания и ремонта. Распределительный вал напрямую связан с коленчатым валом. Они связаны цепной или ременной передачей, обеспечивая соединение между шкивом на валу привода ГРМ и звездочкой на коленчатом валу.Это необходимо, поскольку распредвал приводится в движение коленчатым валом.

Распределительный вал установлен в подшипниках, которые в свою очередь надежно закреплены в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается из-за использования в конструкции зажимов. Ось любого распределительного вала имеет внутри сквозной канал, через который осуществляется смазка механизма. Сзади это отверстие закрывается заглушкой.

Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют количеству клапанов в цилиндрах.Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ — регулируют порядок работы цилиндров.

У каждого клапана есть отдельный кулачок, который открывает его, нажимая на толкатель. При отпускании толкателя кулачок позволяет пружине раскрыться, возвращая клапан в закрытое состояние. Конструкция распределительного вала предполагает наличие двух кулачков на каждый цилиндр — по количеству клапанов.

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

Принцип работы и устройство распредвала

Распределительный вал соединяется с коленчатым валом с помощью цепи или ремня через шкив распределительного вала и звездочку коленчатого вала. Вращательные движения вала в опорах обеспечивают специальные подшипники скольжения, благодаря которым вал воздействует на клапаны, запускающие работу клапанов цилиндров. Этот процесс происходит в соответствии с фазами образования и распределения газов, а также рабочим циклом двигателя.

Фазы газораспределения устанавливаются в соответствии с отметками совмещения, которые находятся на шестернях или шкиве. Правильная установка обеспечивает соблюдение последовательности начала рабочих циклов двигателя.

Основная часть распредвала — кулачки. При этом количество кулачков, которыми оснащен распределительный вал, зависит от количества клапанов. Основное назначение кулачков — регулировка фаз процесса газовыделения. В зависимости от типа конструкции ГРМ кулачки могут взаимодействовать с коромыслом или толкателем.

Кулачки устанавливаются между опорными шейками, по две на каждый цилиндр двигателя. Во время работы распределительный вал должен преодолевать сопротивление пружин клапана, которые служат возвратным механизмом, приводя клапан в исходное (закрытое) положение.

Преодоление этих усилий требует полезной мощности двигателя, поэтому конструкторы постоянно думают о том, как уменьшить потери мощности.

Чтобы уменьшить трение между толкателем и кулачком, толкатель может быть оснащен специальным роликом.

Кроме того, был разработан специальный десмодромный механизм, в котором реализована беспружинная система.

Опоры распределительных валов снабжены крышками, при этом передняя крышка является общей. Он имеет упорные фланцы, которые соединены с шейками вала.

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

Поломка распредвала

Причин, по которым стук распредвала переплетается с работой двигателя, довольно много, что говорит о появлении проблем с ним.Вот лишь самые типичные:

Распределительный вал требует правильного ухода: замены сальников, подшипников и периодического поиска неисправностей.

  1. износ кулачков, приводящий к появлению детонации сразу только при пуске, а затем все время работы двигателя;
  2. износ подшипников;
  3. механический отказ одного из элементов вала;
  4. проблемы с регулировкой подачи топлива, из-за которых происходит асинхронное взаимодействие распредвала и клапанов цилиндров;
  5. деформация вала, приводящая к осевому биению;
  6. моторное масло низкого качества с примесями;
  7. Отсутствие моторного масла.

Как утверждают специалисты, при небольшом ударе распредвала автомобиль может ехать более одного месяца, но это приводит к повышенному износу цилиндров и других деталей. Поэтому, если вы обнаружили проблему, вам следует приступить к ее устранению. Распределительный вал представляет собой разборный механизм, поэтому ремонт чаще всего проводят с заменой в нем всех или только некоторых его элементов, например, подшипников. выхлопные газы, есть смысл начать открывать впускной клапан. Вот что происходит при использовании тюнингового распредвала.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДВАЛА

Известно, что среди основных характеристик распределительного вала конструкторы двигателей повышенной мощности часто используют понятие времени открытия. Дело в том, что именно этот фактор напрямую влияет на производимую мощность двигателя. Итак, чем дольше открыты клапаны, тем мощнее агрегат. Это дает максимальную скорость двигателя. Например, если время открытия больше стандартного, двигатель сможет генерировать дополнительную максимальную мощность, которая будет получена при работе агрегата на низких оборотах.Известно, что для гоночных автомобилей приоритетной задачей является максимальная скорость двигателя. Когда дело доходит до классических автомобилей, инженерные силы сосредоточены на крутящем моменте на низких оборотах и ​​отклике на газ.

Увеличение мощности также может быть связано с увеличением подъема клапана, что может увеличить максимальную скорость … С одной стороны, дополнительная скорость будет получена за счет короткого времени открытия клапанов. С другой стороны, клапанные приводы не так просты. Например, при высоких оборотах клапана двигатель не сможет развивать дополнительную максимальную скорость.В соответствующем разделе нашего сайта вы найдете статью об основных особенностях выхлопной системы. Таким образом, при коротком времени открытия клапана после закрытого положения у клапана меньше времени, чтобы добраться до исходного положения. После этого продолжительность становится еще короче, что в основном влияет на выработку дополнительной мощности. Дело в том, что в этот момент требуются клапанные пружины, которые будут иметь максимально возможное усилие, что считается невозможным.

Следует отметить, что сегодня существует понятие надежного и практичного подъемника клапана.В этом случае высота подъема должна быть более 12,7 миллиметров, что обеспечит высокую скорость открытия и закрытия клапанов. Время цикла начинается с 2 850 об / мин. Однако эти значения создают нагрузку на клапанные механизмы, что в конечном итоге приводит к недолговечным пружинам клапанов, стержням клапанов и кулачкам распределительных валов. Известно, что вал с высокой скоростью подъема клапана впервые работает без сбоев, например, до 20 тысяч километров. Но сегодня автопроизводители разрабатывают такие силовые установки, у которых распределительный вал имеет одинаковые показатели продолжительности открытия и подъема клапана, что значительно увеличивает срок их службы.

Кроме того, открытие и закрытие клапанов в зависимости от положения распределительного вала влияет на мощность двигателя. Итак, фазы раздачи распредвала можно найти в прилагаемой к нему таблице. По этим данным можно узнать об угловых положениях распределительного вала в момент открытия и закрытия клапанов. Все данные обычно снимаются во время проворачивания коленчатого вала до и после указания верхней и нижней мертвых зон в градусах.

Что касается времени открытия клапана, то оно рассчитывается по фазам газораспределения, которые указаны в таблице.Обычно в этом случае нужно сложить момент открытия, момент закрытия и добавить 1 800. Все моменты указаны в градусах.

Теперь стоит разобраться с соотношением фаз распределения силового газа и распредвала. В этом случае представьте, что один распределительный вал — это A, другой — B. Известно, что оба этих вала имеют схожие формы впускного и выпускного клапана, а также одинаковое время открытия клапана, которое составляет 2700 оборотов. В этом разделе нашего сайта вы можете найти статью про двигатель троит: причины и методы устранения.Эти распредвалы обычно называют однопрофильными. Однако между этими распредвалами есть некоторые отличия. Например, на валу A кулачки расположены так, что впуск открывается на 270 градусов в верхние мертвые точки и закрывается в точке 630 после нижней мертвой точки.

Что касается выпускного клапана вала A, он открывается при 710 BDC и закрывается при 190 BDC. То есть фазы газораспределения следующие: 27-63-71 — 19. Что касается вала В, то у него другая картина: 23 o67 — 75-15. Вопрос: Как валы A и B могут повлиять на мощность двигателя? Ответ: Вал A создаст дополнительную максимальную мощность.Все-таки стоит отметить, что у двигателя будут худшие характеристики, кроме того, у него будет более узкая кривая мощности по сравнению с валом В. Сразу отметим, что на такие показатели никак не влияет продолжительность открытия и закрытие клапанов, так как оно, как мы отметили выше, то же самое. Фактически на этот результат влияют изменения фаз газораспределения, то есть в углах, расположенных между центрами кулачков в каждом распределительном валу.

Этот угол представляет собой угловое смещение, которое возникает между впускным и выпускным кулачками.Следует отметить, что в этом случае данные будут указываться в градусах поворота распределительного вала, а не в градусах поворота коленчатого вала, которые указывались ранее. Таким образом, перекрытие клапана зависит в основном от угла. Например, если угол между центрами клапанов уменьшается, впускные и выпускные клапаны будут больше перекрываться. Кроме того, в момент увеличения продолжительности открытия клапанов также увеличивается их перекрытие.

Распределительный вал или просто распредвал в газораспределительном механизме обеспечивает основную функцию — своевременное открытие и закрытие клапанов, за счет чего производится приток свежего воздуха и выпуск выхлопных газов.В целом распределительный вал контролирует процесс газообмена в двигателе.

Для снижения инерционных нагрузок, увеличения жесткости элементов газораспределительного механизма распредвал следует располагать как можно ближе к клапанам. Поэтому стандартное положение распредвала на современном двигателе в ГБЦ — т. н. верхний распредвал .

В газораспределительном механизме используется один или два распределительных вала на ряд цилиндров. При одновальной конструкции впускной и выпускной клапаны ( два клапана на цилиндр ).В двухвальном газораспределительном механизме один вал обслуживает впускные клапаны, другой — градуировку ( два впускных и два выпускных клапана на цилиндр ).

Конструкция распределительного вала основана на кулачках … Обычно на каждый клапан используется один кулачок. Кулачок имеет сложную форму, которая позволяет клапану открываться и закрываться в заданное время и подниматься на определенную высоту. В зависимости от конструкции газораспределительного механизма кулачок взаимодействует либо с толкателем, либо с коромыслом.

При работе распределительного вала кулачки вынуждены преодолевать силы возвратных пружин клапанов и силы трения от взаимодействия с толкателями. Все это потребляет полезную мощность двигателя. Беспружинная система, реализованная в десмодромном механизме, лишена этих недостатков. Для уменьшения трения между кулачком и толкателем плоскую поверхность толкателя можно заменить роликом … В перспективе использование магнитной системы для управления клапанами, обеспечивающей полный отказ кулачкового вала.

Распределительный вал выпускается из чугуна (литье) или стали (ковка). Распределительный вал вращается в подшипниках, которые представляют собой подшипники скольжения. Количество опор на единицу больше количества цилиндров. Опоры в основном съемные, реже — неразъемные (выполнены как одно целое с головкой блока). В опорах, выполненных в чугунной головке, используются тонкостенные вкладыши, которые при износе заменяются.

Распределительный вал удерживается от продольного перемещения упорными подшипниками, расположенными рядом с ведущей шестерней (звездочкой).Распределительный вал смазывается под давлением. Предпочтительна индивидуальная подача масла к каждому подшипнику. Эффективность газораспределительного механизма значительно повышается за счет использования различных систем изменения фаз газораспределения, позволяющих добиться увеличения мощности, топливной экономичности и снижения токсичности выхлопных газов. Существует несколько подходов к изменению фаз газораспределения:

  • поворот распредвала в разных режимах работы;
  • использование нескольких кулачков с разными профилями на клапан;
  • изменение положения оси коромысла.

Распредвал приводится в движение коленчатым валом двигателя. В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания привод позволяет коленчатому валу вращаться со скоростью, вдвое превышающей скорость коленчатого вала.

В двигателях легковых автомобилей распредвал приводится в действие цепной или ременной передачей. Эти типы приводов используются на равных как в бензиновых, так и в дизельных двигателях. Раньше для привода использовался зубчатый привод, но из-за громоздкости и повышенной шумности он больше не применялся.

Цепной привод объединяет в себе металлическую цепь, которая проходит вокруг звездочек коленчатого и распределительного валов.Кроме того, в приводе используются натяжитель и демпфер. Цепь состоит из звеньев, соединенных петлями. Одна цепь может обслуживать два распредвала.

Цепной привод распредвала достаточно надежен, компактен, может использоваться на больших межосевых расстояниях. При этом износ петель в процессе эксплуатации приводит к растяжению цепи, последствия которого могут быть самыми печальными для ГРМ. Не помогает даже натяжитель с демпфером. Следовательно, цепной привод требует регулярного контроля состояния.

IN Ременная передача В распределительном валу используется зубчатый ремень, который охватывает соответствующие зубчатые шкивы на валах. Приводной ремень оборудован натяжным роликом … Ременная передача компактна, практически бесшумна, достаточно надежна, что делает ее популярной у производителей. Современные ремни ГРМ обладают значительным ресурсом — до 100 тысяч километров и более.

Привод распределительного вала может использоваться для привода и других устройств — масляного насоса, ТНВД, распределителя зажигания.

Как они работают — Denso

Датчик положения коленчатого вала

Датчик положения коленчатого вала прикреплен к блоку двигателя напротив ротора газораспределения на коленчатом валу двигателя.

Датчик определяет сигналы, используемые ЭБУ двигателя для расчета положения коленчатого вала и частоты вращения двигателя.

Есть 2 типа датчиков положения коленчатого вала. Тип MPU объясняется здесь как ссылка.

34 зубца расположены через каждые 10 ° угла поворота (CA), плюс два отсутствующих зуба для определения верхней мертвой точки (ВМТ) установлены вокруг внешнего диаметра ротора привода ГРМ. Следовательно, на каждый оборот коленчатого вала датчик выводит 34 волны переменного тока.Эти волны переменного тока преобразуются в прямоугольные формы с помощью схемы формирования формы сигнала внутри ЭБУ двигателя и используются для расчета положения коленчатого вала, ВМТ и частоты вращения двигателя.

Датчик положения распределительного вала

Датчик положения распределительного вала определяет вращение распределительного вала и устанавливается рядом с головкой блока цилиндров, так что датчик находится напротив ротора газораспределения, прикрепленного к распределительному валу двигателя.

ЭБУ двигателя определяет угол распредвала и выполняет распознавание цилиндров на основе сигналов, обнаруженных датчиком положения распредвала.

Существует 2 типа датчиков положения распределительного вала. Тип MRE объясняется здесь как ссылка.

Из-за вращения ротора синхронизации направление магнитного поля (магнитного вектора), излучаемого из магнита датчика, изменяется в соответствии с положением зубца обнаружения в течение времени, когда зубец обнаружения, прикрепленный к ротору синхронизации, приближается, а затем перемещается от положения распределительного вала датчик. В результате изменяется и значение сопротивления MRE. Напряжение от ЭБУ двигателя подается на датчик положения распределительного вала, и изменение значения сопротивления MRE выводится как изменение напряжения.Формы сигналов на выходных сигналах двух MRE дифференциально усиливаются и формируются в прямоугольную форму сигнала с помощью схемы усиления / формирования формы сигнала внутри датчика. Затем выходные сигналы MRE отправляются в ЭБУ двигателя.

Основы распределительного вала

Webster’s
Словарь определяет «распределительный вал» как «цельные кулачки подшипника вала».
Вебстер определяет кулачок как диск или цилиндр неправильной формы.
так что его вращательное движение дает части или частям, контактирующим с ним
определенное качающееся или возвратно-поступательное движение.

В двигателе внутреннего сгорания кулачковый вал приводит в действие впускной и
выпускные клапаны, которые подают и откачивают топливно-воздушную смесь в / из камеры сгорания
камера. В случае двигателя с верхним расположением клапанов (OHV), как показано на V-8
справа красный распределительный вал заставляет желтый подъемник подниматься и
вниз. Подъемник приводит в действие синий коромысло, в результате чего открывается зеленый клапан.
и стержень, чтобы открываться и закрываться возвратно-поступательным образом.

Когда двигатель описывается как OHV (для верхнего клапана), это означает
что клапаны расположены в верхней части камеры сгорания, которая
часть ГБЦ.Более ранние конструкции двигателей имели клапаны, расположенные
в блоке цилиндров рядом с цилиндрами. Их назвали боковым клапаном.
или двигатели с клапаном в головке (также известные как плоские головки) и больше не очень распространены.
Иногда термин «кулачок в блоке» добавляется к описанию для дальнейшего уточнения.
расположение кулачка в двигателе OHV. Это используется для различения
другая конфигурация распределительного вала — OHC — также имеет свои клапаны в
крышка цилиндра.

Если двигатель имеет обозначение OHC (OverHead Camshaft), он
означает, что распредвал находится в головке блока цилиндров.Если в двигателе
два верхних распределительных вала, один для управления впускными клапанами, а другой для
выхлоп, это называется двигателем DOHC (Double OverHead Camshaft). это
принято, что обозначение OHC также означает, что двигатель имеет одиночный
распределительный вал, но более формальный термин для него — SOHC (Single OverHead Camshaft).
В двигателях с верхним расположением распредвала (OHC) распредвал устанавливается над клапаном.
шток и выступ кулачка непосредственно приводят в действие шток, вызывая
клапан открывается и закрывается одновременно и со скоростью, определяемой «профилем»
кулачок.Кулачки в двигателях OHC приводятся в движение зубчатым ремнем ГРМ, который
между распредвалом и коленчатым валом.

Поток воздуха в камеру сгорания и выход из нее синхронизируется
работа его клапанного механизма, который состоит из одного или нескольких распределительных валов, которые
толкать следящие механизмы для открытия подпружиненных клапанов, которые останутся
нормально закрытый без срабатывания распредвала. Каждый цилиндр 4-х тактного
двигатель будет иметь как минимум один впускной и один выпускной клапан.

Распредвал вращается один раз на каждые два оборота двигателя или один раз.
на каждый четырехтактный цикл (помните, что один цикл занимает два оборота, чтобы
полный).На этом валу расположены кулачки или выступы — овальные выступы, которые,
поскольку их вращение концентрично валу, они могут выполнять функцию
перемещения механизма, называемого толкателем кулачка, вверх или вниз по его поверхности
когда он вращается. Толкатель последовательно перемещает клапаны двигателя, пружина
загружен, чтобы оставаться нормально закрытым, как вверх, так и вниз.

Обычно, несмотря на то, что во время работы происходит перекрытие, клапаны
будет следовать следующему циклу:

Inake Stroke — выпускной клапан закрыт, впускной клапан открыт
впустить воздух в цилиндр.

Ход сжатия — оба клапана закрыты, чтобы не было утечек воздуха
из цилиндра, снижение наддува.

Power Stroke — оба клапана все еще закрыты, так что расширение
воздух может полностью передать свою силу поршню.

Exhaust Stroke — впускной клапан закрыт, выпускной клапан открыт
выпустить выхлоп из цилиндра.

Работа впускных и выпускных клапанов перекрывается ближе к концу
такт выпуска, потому что впускной клапан фактически начинает открываться до
поршень завершил свой путь к верхней части цилиндра.Перекрытие
предполагается использовать в своих интересах эффект мусора, благодаря которому внезапный
прилив воздушно-топливной смеси, внезапно поступающей в камеру сгорания, силы
больше выхлопных газов из него. Перекрытие впуска и выпуска
ходы также делают работу двигателя более плавной.

ГРМ — Последовательность открытия и закрытия клапана
клапаны, перекрытие и подъем (насколько они открывают клапан) имеют большое влияние
по работе двигателя на заданной скорости. Эти параметры контролируются
по конструкции кулачка (т.е. — высота лепестков, угол, под которым они
расположены на распредвале), но до недавнего времени они фиксировались для
данный двигатель работает на всех оборотах. Результат — разная эффективность двигателя.
и выводить с разной скоростью. Поздние модели автомобилей, в первую очередь Хонды,
теперь оснащены системой изменения фаз газораспределения, которая пытается поддерживать оптимальный двигатель
производительность и эффективность за счет компенсации различных фаз газораспределения
требуется при различных оборотах двигателя и нагрузках. Еще одна недавняя разработка
в конструкции клапанного механизма — использовать более одного впускного и / или выпускного клапана.
на цилиндр, потому что полное открытие доступно для того же подъема клапана
больше, что приводит к лучшему «дыханию» со стороны двигателя.Немного
Многоклапанные двигатели имеют по 3 клапана на цилиндр — один выпускной и два впускных
(делая 12 клапанов на 4-х цилиндровом двигателе). У других по 4 клапана на цилиндр
— по два каждого (что составляет 16 клапанов на 4-цилиндровом двигателе). Toyota имеет даже
выпустил 20-клапанный четырехцилиндровый двигатель, имеющий 3 впускных и 2 выпускных
клапанов на цилиндр. Увеличение количества клапанов на цилиндр ограничено
сложностью изготовления распредвалов и толкателей для тех
дизайн, повышенная ненадежность, вызванная введением стольких
движущиеся части двигателя и трудности, с которыми придется столкнуться
сделать клапаны достаточно прочными, чтобы выдерживать нагрузки двигателя, когда они
становятся меньше по мере увеличения их количества.

В автомобилях распределительный вал — это внутренняя часть двигателя, приводимая в движение.
коленчатым валом. В типичном двигателе внутреннего сгорания один и тот же поршень
используемый при сжатии воздуха поглощает энергию расширения и поворачивает ее
в линейное движение. Двигаясь вниз по цилиндру, он толкает через соединительный
стержень, соединенный штифтами, с соответствующим кривошипом на коленчатом валу, который,
как велосипед преобразует линейное движение во вращательное. С этого момента
дюйм, легко отводить механическую энергию на маховик и коленчатый вал
шкив (расположен сзади и спереди двигателя соответственно) для передачи
к различным компонентам автомобиля, которые в этом нуждаются — прежде всего к трансмиссии
и приводной механизм, который в конечном итоге преобразует движение обратно в линейное при
колеса и продвигайте автомобиль вперед.

2 распространенных проблемы с распределительным валом, о которых следует знать

Распределительный вал играет жизненно важную роль в правильной работе автомобильного двигателя. Этот вращающийся горизонтальный стержень содержит продолговатые кулачки, также известные как лепестки, которые открывают и закрывают клапаны на цилиндрах двигателя. Движение клапанов позволяет топливу поступать в цилиндры в начале цикла, а также позволяет побочным продуктам сгорания выходить в конце.

Со временем распределительные валы могут столкнуться с различными проблемами, которые могут помешать им выполнять свое предназначение.К сожалению, многие владельцы автомобилей остаются в неведении относительно распространенных проблем с распределительным валом, что не позволяет им распознать их. Эта статья поможет улучшить ваши навыки поиска и устранения неисправностей в автомобилях, обсудив две распространенные проблемы с распределительным валом.

1. Недостаточная смазка

Как практически любая движущаяся часть вашего автомобиля, распределительный вал требует смазки, чтобы защитить его от износа и трения. Смазка позволяет распределительному валу свободно вращаться под действием силы, которую он получает от кулачкового ремня.Эта смазка играет вдвойне важную роль в системах с плоским толкателем.

Проще говоря, толкатели — это часть клапана или исполнительного механизма, с которой кулачки контактируют напрямую. Плоские толкатели, как следует из их названия, обладают плоской поверхностью. Более дорогие роликовые толкатели, напротив, имеют роликовый шарик на конце. Этот шар обеспечивает плавную передачу усилия от кулачка.

В системах с плоскими толкателями кулачки должны оставаться должным образом смазанными.В противном случае трение приведет к врезанию острого края толкателя в кулачок. Со временем такой контакт приведет к износу кулачка. В конце концов, он больше не сможет полностью опустить клапан, что приведет к серьезным утечкам в цилиндрах.

В автомобилях с системой плоских толкателей кулачки необходимо регулярно смазывать. Для этой цели следует использовать только смазку, рекомендованную производителем. Обязательно обратитесь к авторитетному специалисту по обслуживанию для получения дополнительной информации о смазке распределительного вала.

Еще одно отличие плоских кулачковых кулачков от роликовых кулачков связано с явлением, известным как осевой люфт. Осевой люфт означает движение распределительного вала внутри блока цилиндров. Проще говоря, системам с плоским толкателем не нужно беспокоиться о люфте. Это потому, что природа системы плоских толкателей естественным образом заставляет распределительный вал занять фиксированное положение.

Роликовые распределительные валы, с другой стороны, должны учитывать осевой люфт. Механики считают допустимым небольшой люфт, поскольку он позволяет распределительному валу смещаться в зависимости от увеличения температуры.Кроме того, небольшой осевой люфт позволяет кулачкам лучше сопротивляться износу за счет изменения их положения в ответ на особенно жесткий контакт.

Тем не менее, когда люфт становится чрезмерным, это может привести к серьезным проблемам. Что наиболее важно, это увеличивает степень износа кулачков при контакте с толкателями. Со временем такой износ приведет к тому, что кулачки больше не будут перемещать толкатели в необходимом количестве и, следовательно, сами клапаны.

Слишком большой осевой люфт также может создать проблемы для распределительной шестерни в виде неравномерного износа.Такой износ в конечном итоге приведет к проблемам с синхронизацией вашего двигателя. В результате такого износа снижается расход топлива и производительность двигателя.

К счастью, обученный механик может измерить величину люфта распредвала в вашей машине. Эта информация позволяет им вносить любые изменения, необходимые для сохранения конца игры в допустимых пределах.

Для получения дополнительной информации о том, что необходимо для поддержания правильной работы распределительного вала с течением времени, обратитесь к профессиональным автомобильным специалистам в Walnut Creek Import Service.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *