Распредвал это: Страница не найдена — Подсказки для водителя

Содержание

Что такое распредвал в автомобиле

Распределительный вал – это функциональный элемент топливной системы автомобиля, ответственный за правильное последовательное открывание и закрывание клапанов мотора. От правильности его функционирования зависят расход топлива, развиваемая мощность, стабильность его работы, другие ездовые характеристики. Давайте рассмотрим, что такое распредвал в автомобиле, в чём заключается его принцип действия и как неправильная работа сказывается на машине.

Что такое распредвал



Как выглядит распредвал.
Распределительный вал представляет собой стержень, на котором располагается несколько так называемых кулачков. Это детали неправильной формы, вращающиеся на оси вала. Они соответствуют количеству впускных клапанов цилиндров и располагаются точно напротив них. Комплект кулачков подобран так, что вращение гарантирует стабильное и равномерное сжигание топлива в цилиндрах. А работа всего распредвала чётко синхронизирована с другими механизмами двигателя.

По обеим сторонам от кулачков на вал надеты опорные шейки, удерживающие его в подшипниках. Одним из важнейших узлов вала являются масляные каналы. От их состояния зависит физический износ деталей, мощностные характеристики мотора и стабильность его работы. Для подвода масла в оси распредвала сделано сквозное отверстие с выводами к опорным подшипникам и кулачкам.

Как устроен распредвал



Распредвалы в головке блока цилиндров.

Распределительный вал – это ключевой функциональный компонент газораспределительного механизма, который определяет порядок открытия клапанов для запуска воздушно-топливной смеси внутрь цилиндров. Синхронная работа этого механизма обеспечивает непрерывное поочерёдное сгорание порций топлива в камерах двигателя. В некоторых моделях автомобилей газораспределительный механизм имеет несколько распредвалов.

Конструкция, расположение, состав и характеристики кулачков распределительного вала полностью зависят от модели двигателя. В некоторых машинах распредвал размещается в головке блока цилиндров, а в других – в его основании. Верхнее расположение на данный момент считается оптимальным, так как облегчает ремонт и обслуживание. Распредвал ремённой или цепной передачей связывается с коленчатым валом двигателя, потому что именно им приводится в движение.

Как работает распредвал


При поперечном рассмотрении кулачок имеет форму капли. При вращении вытянутая часть кулачка наживает на толкатель клапана и приводит к открыванию клапана. Это провоцирует подачу воздушно-топливной смеси для сжигания. При дальнейшем вращении кулачок «отпускает» толкатель, и тот под действием пружинного механизма возвращает клапан в закрытое положение.

В шестерне распределительного вала располагается в два раза больше зубьев, чем у коленчатого. Это связано с тем, что за один рабочий циклы двигателя коленвал совершает 2 оборота, а распредвал – 1.

Конфигурация двигателя может включать два распределительных вала. Компоновка газораспределительного механизма с одним валом применяется в бюджетных машинах, где цилиндры имеют по 1 паре клапанов. Два распредвала нужны в моделях с двумя парами клапанов на цилиндрах.

За что отвечает датчик распредвала


Датчик положения распределительного вала определяет угловые положения ГРМ относительно коленчатого вала и генерирует соответствующие сигналы в системе электронного управления двигателем. В результате корректируются зажигание и впрыск топлива. На бензиновых автомобилях сбой в работе данного прибора блокирует работу ЭБУ и не позволяет завести мотор. В дизельных моделях пуск возможен, но все равно сложен.

Как и датчик коленвала, датчик распредвала работает на основе принципа Холла – магнитное поле в приборе изменяется при замыкании магнитного зазора специальным зубцом, который находится на валу или задающем диске. Когда зубец проходит рядом с датчиком, формируется сигнал, отправляемый в электронный блок управления. Частота импульсов напрямую связана с темпом вращения распредвала, исходя из чего ЭБУ и вносит корректировки в работу двигателя. За счёт постоянного получения данных о позиции поршня первого цилиндра обеспечивается последовательный и своевременный впрыск.

Поломки и их причины


Неисправный распределительный вал чаще всего выдаёт своё состояние характерным стуком, который возникает из-за износа подшипников или кулачков, деформации вала, механической поломке одного из элементов. Такие поломки возникают, как по причине заводского брака, так и в результате естественного износа.

Стук распредвала также возникает при использовании плохого моторного масла или из-за неотрегулированной подачи топлива. Из-за этого клапана цилиндров и кулачки работают несинхронно – двигатель теряет мощность, расходует слишком много топлива и работает нестабильно.

Видео по теме:

Источник

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!


Ключевые теги: устройство автомобиля, распредвал, двигатель

Спортивный распредвал — что это такое?

Многие интернет-порталы и полиграфические издания затрагивают темы автомобильного тюнинга, в частности силовых агрегатов. Для осуществления поставленных целей предлагаются всевозможные наборы аксессуаров и запчастей. Но странным выглядит именно то, что практически 90% всех усилий по тюнингу направляются именно на увеличение мощности двигателя, а про такие важные показатели, как величина крутящего момента и его значение в различных диапазонах работы мотора, попросту умалчивают. Хотя это совершенно неправильный подход. Например, уменьшение мощности двигателя отечественной «девятки» на 10 л.с. приведёт к падению её максимальной скорости на 5-6 км/ч и тяга особо от этого не пострадает.

Но именно крутящий момент способствует стремительному развитию скорости автомобиля при старте с места и во время движения, без каких-либо дёрганий и провалов. И для того, чтобы обуздать двигатель и сделать его более послушным в этом плане, профессиональные тюнеры используют специальные распределительные валы, в частности и спортивного направления. Ведь именно распредвал является механическим мозговым центром силового агрегата, отвечающим за характер его работы.

Какие, и для чего существуют распредвалы?

Речь о подборе тюнингованного распредвала не заходила бы никогда и вовсе, если бы автовладельцы ограничивались лишь тем, что имеют на автомобиле с конвейера, а именно мотором стандартной комплектации и обычными мощностными показателями. Но водители ведь такие же люди, как и все, и хотят иметь тот автомобиль, который будет двигаться под стать выраженным чертам их характера. Кто-то размеренно, не суетясь, а кто-то драйвово, резко вырываясь на светофоре вперёд, заставляя глотать пыль всех оставшихся позади.

Вот именно отсюда и вытекает необходимость тюнинга силового агрегата, основным фактором которого является замена заводского распредвала на спортивный. И зачастую «горячие перцы» задаются вопросом о выборе распредвала из массы предложенных на нынешнем рынке автомобильных запчастей для автомобильного ремонта и тюнинга.

И если импортные автомобили, зачастую, обладают вполне мощными силовыми агрегатами, то на просторах отечества, как правило, ищут спортивный распредвал на привычную классику, порой даже не так для драйва, как для комфортного улучшения характеристик двигателя.

Ведь поменяв распределительный вал на своём автомобиле, Вы по сути сформируете новый характер его двигателя, определяя скорость подъёма и длительность открытия клапанов.

Почему же возникает такой спрос на спортивные распредвалы? Ответ предельно прост. Они обеспечивают самую оптимальную подачу заряда воздушно-топливной смеси в цилиндры, за счет того, что высота подъёмов клапанов увеличивается. Плавность профиля кулачков у спортивного распредвала обеспечивает гораздо более надёжную работу газораспределительного механизма. Кроме того, он увеличивает порог детонационной границы, то есть обеспечивается движение автомобиля без всякого рода стучания пальцев, которое уже набило оскомину водителям классических автомобилей отечественного производства.

Почему именно спортивный распредвал?

Так для чего же нужен тюнинговый распредвал, да ещё и спортивный? Как показала практика, всё достаточно просто и вполне логично.

Кривая крутящего момента напрямую взаимосвязана с параметрами газораспределительного механизма – фазами газораспределения. Они подразумевают под собой время, за которое открываются клапаны в автомобиле, и их величину. А из устройства двигателя транспортного средства нам известно, что эти величины зависят от того, какой профиль имеют кулачки распредвала и какой у них угол поворота. Поэтому многие серийные автомобили зарубежного производства обладают усреднённым показателем газораспределительных фаз. А что нужно простому обывателю?

Чтобы на низких оборотах автомобиль уверенно стартовал с места, а уже на средних и высоких скоростях экономично расходовал топливо и при этом обладал приёмистым двигателем. Для других же водителей, которые видят себя приемниками Шумахера, достаточно произвести замену штатного распредвала на другой тюнингованный, который и зовётся спортивным.

Типы спортивных распредвалов

Естественным образом, для различных автомобилей применяются различные спортивные распредвалы. Но всех их можно подразделить на несколько классов. Данная классификация в первую очередь ориентирована на диапазон работы силового агрегата, при котором вал приобретает максимальную эффективность.

Низовые распредвалы

Вид данных распредвалов обеспечивает небольшой подъём клапана в отсутствие зоны перекрытия клапанов. В данном случае воспрепятствуется попадание рабочей смеси из камеры сгорания снова во впускной тракт. Но, в силу малой высоты их подъёма, количество попадаемой смеси слишком мало для высоких оборотов, что уменьшает максимальную мощность автомобиля. В связи с такой особенной, распредвалы данного типа предназначаются для автомобилей, ориентированных на передвижение в городе – ситикаров.

Преимущество низовых распредвалов заключается в высоком показателе крутящего момента на низах. Это позволяет отлично стартовать с места на светофорах и перекрёстках. На средних оборотах низовые распредвалы ведут себя аналогично серийным, а вот высокие обороты – это уже не их стихия.

Универсальные

Этот класс распределительных валов ещё носит название «трасса-город». Они почти не отличаются от серийных и обладают высокими характеристиками именно на средних оборотах силового агрегата.

Верховые распредвалы

У распредвалов данного класса широкая зона перекрытия клапанов, а также широкие фазы. Благодаря этому двигатель наполняется смесью на верхах благодаря увеличению показателя проходного сечения в клапанных зонах и эффекту инерционного наддува. Данный эффект представляет собой втягивание воздушно-топливной смеси в камеру сгорания, за счет выхода продуктов сгорания в выпускной коллектор.

Получается нечто похожее на эффект вакуумного всасывания. В таком случает автомобиль заметно прибавляет в мощности, а крутящий момент достигает максимума при максимально высоких оборотах. Однако на низах мотор начинает «проваливаться», потому что часть топливно-воздушной смеси выталкивается назад во впускной коллектор. Высокие значения максимального крутящего момента на верхах обратно пропорциональны оборотам на низах. Верховые распредвалы делятся ещё на два типа. Они различаются лишь фазовыми характеристиками.

Верховые спортивные распредвалы

Данный класс распределительных валов абсолютно не подходит к движению в городских условиях. У них значительный провальный момент на низких диапазонах работы силового агрегата, но зато на предельно допустимых уровнях отдача максимальная.

Распредвалы от отечественных брендов

Кому, как ни нам, знать, что необходимо для автомобилей Нива, Жигуль, Москвич, Волга. И не стоит удивляться, что самыми актуальными и распространёнными для них будут распредвалы от отечественных компаний.

Им можно дать абсолютно разную оценку, ковыряться в недостатках и преимуществах. Но, а у кого или чего их нет? Поэтому чисто информативно мы хотим осветить основные бренды отечественных тюнинговых распределительных валов.

Распредвалы Нуждин или Колобок

Выпускаются для различных модификаций классических моторов от ВАЗ. Проводя установку этих агрегатов, производитель рекомендует менять верхние тарелки пружин клапанов на специально доработанные. Эти распредвалы способствуют снижению износа частей газораспределительного механизма и топливного расхода.

Динамика

Выпускается Опытным Конструкторским Бюро ОКБ Динамика. Данный распределительный вал идеален для серийных автомобилей с двигателями в режиме среднего и верхнего диапазонов. Эффект установки «Динамики» значительно возрастает, при его установке на серийные, но доработанные двигатели. Увеличение мощностных характеристик зависит от типа самого распредвала.

Мастер Мотор

Распредвалы от данного производителя по конструктивным особенностям идентичны серийным на отечественных автомобилях. Компания выпускает разные типы распредвалов с различными характеристиками. Эксперты оценивают качество продукции от этого бренда на твёрдую пятёрку.

Стольников

Любой распредвал этого бренда устанавливается по аналогии со штатными. Предназначаются для двигателей всех объёмов.

СТИ

Тольяттинские распредвалы позиционируются как тюнинговые и спортивные, предназначены для форсировки силовых агрегатов.

Тайга

Называется ещё и “резвым” распредвалом, так как применяется в тюнинге двигателей, с дальнейшей ориентацией на спортивный стиль.

УСА

Выпускаются для различных модификаций двигателей ВАЗ. Устанавливаются по штатным параметрам. Предназначаются для режима город-трасса.

Эстонец

Устанавливаются по штатным параметрам. Легенда среди распредвалов для классических моделей автомобилей, которые используются для соревнований. Основная тяга приходится на высокие обороты двигателя.

Брагин

Спортивные распредвалы для форсирования двигателей. Основные режимы город – трасса.

Параметры выбора распредвала

Как же выбрать спортивный тюнинговый распредвал для Вашего автомобиля? Во-первых, следует знать и помнить про такую особенность, как регулировка высоты поднятия клапанов от профиля кулачков распредвала и время, проводимое ими в открытом состоянии. Поэтому даже визуально можно различить верховой и низовой распределительные валы.

У верхового распредвала кулачки гораздо более острые и узкие. За счёт этого клапан открывается на более длительное время со значением равным 13,2 мм. Такие повышенные значения открытия клапанов приводят к тому, что в поршнях необходимо вырезать специальные углубления, предотвращающие столкновения поршней и клапанов в ВМТ, в отличие от низового распредвала, у которого более плавные и мягкие формы кулачков. А это позволяет ему приоткрывать клапан на меньшую величину и на более короткое время.

Итак, рассмотрев нюансы установки спортивного распредвала, можно сделать такие выводы. Выбор распределительного вала, во-первых, зависит от режима вождения, который наиболее присущий Вам. Если это динамический разгон на невысоких скоростях, тогда Вам подойдёт низовой распредвал с плавными кулачками. Если же Вы постоянно желаете утолить жажду скорости, тогда Вашим другом станет верховой распредвал с его заострёнными кулачками. Желаем Вам удачи при выборе и установке спортивного распредвала на Ваш автомобиль.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

описание,характеристики,устройство,принцип действия Почему отказались от штанг

При всей своей внешней сложности и кажущейся недоступности для понимания, ДВС удивительно рациональное и целесообразно сконструированное устройство. Назначение любой его детали – обеспечение правильной работы и максимальной отдачи от двигателя. При этом, буквально все его элементы взаимосвязаны между собой, но тем не менее, работу ГРМ (газораспределительного механизма), а также его основу – распределительный вал стоит рассмотреть отдельно.

О циклах и работе ДВС

ДВС является четырехтактным силовым агрегатом, это значит, что все процессы, связанные с его работой, осуществляются за четыре такта. Их последовательность строго определена, и при ее нарушении работа такого мотора невозможна. Последовательность, т.е. открытие клапанов в нужное время для вывода отработанных газов и запуска горючей смеси, определяет распределительный вал , который можно видеть на приведенном рисунке.

Его основным рабочим элементом необходимо считать кулачки. Именно они через систему привода, включающую в себя толкатели, коромысло, пружины и прочие детали, определяемые конструкцией ГРМ, осуществляют открытие клапанов в нужное время. На каждый клапан работает свой кулачок, когда он имеющимся выступом, через толкатель надавливает на клапан, тот приподнимается, и в цилиндр либо может поступать свежая смесь, либо выводятся продукты ее сгорания. Когда выступ уходит с толкателя, то под действием пружины клапан закрывается.

Опорная шейка распределительного вала предназначена для его установки на заданные места, на них он вращается в процессе работы. Трущиеся детали закаливаются при помощи токов высокой частоты и смазываются в процессе.

О конструктивном исполнении распредвала

Устройство и чертеж ГРМ, в том числе и распределительного вала, приведены ниже.


Конструктивно распределительный вал может располагаться либо в блоке цилиндров, либо в головке блока силового агрегата. В зависимости от его месторасположения меняется и привод, благодаря которому передается усилие от кулачков на клапан. Привод распределительного вала связан с коленвалом. Привод может быть выполнен как с помощью цепной передачи (см. чертеж выше), так и с помощью гибкой ременной. Кроме того, могут быть иные способы передачи управляющего усилия к клапанам, но это уже определяет чертеж и документация мотора.

Какой лучше использовать привод распределительного вала, определяет устройство двигателя. В тех случаях, когда распределительный вал располагается в блоке цилиндров, (так называемое нижнее расположение), то может быть даже задействован шестеренчатый привод. Последний, правда, в последнее время не применяется из-за своей громоздкости и повышенного шума при работе. Что цепной, что ременный привод отличаются достаточной надежностью, но у каждого из них есть свои особенности эксплуатации, которые надо учитывать при обслуживании двигателя.


Его устройство может предусматривать, что распределительный вал в моторе может быть не один. Как правило, в современных многоклапанных двигателях его располагают по возможности ближе к клапанам для уменьшения на нем нагрузки. Конструкция и чертеж, например, V-образного двигателя, предусматривает как минимум два вала, тогда как в обычном рядном, как правило, один распределительный вал. Хотя для многоклапанных двигателей определяющим будет их назначение – может быть отдельно выпускной и впускной распределительные валы, т.е. они управляют работой выпускных или впускных клапанов.

О совместной работе с коленвалом

Не стоит забывать, что для распределительного вала основное назначение – обеспечение правильного газораспределения при работе двигателя. Для этого работа распределительного и коленчатого валов должна быть согласована, т.е. открытие и закрытие клапанов обязано происходить в нужные моменты – в положении ВМТ или НМТ поршня, или в соответствии с опережением, которое устанавливает чертеж или конструкторская документация.

Для выполнения такой связи на шестернях ГРМ делают специальные метки, совпадение которых означает обеспечение нужного положения распределительного и коленчатого валов. Чтобы добиться этого, используется специальная методика регулировки их положения.

Датчик положения распредвала

С переходом на инжекторные двигатели для этих целей стали применять специальный датчик положения распределительного вала. Так, на автомобилях ВАЗ для этого служит датчик Холла. Его работа основана на изменении магнитного поля, для создания которого устройство датчика предусматривает магнит. При изменении магнитного поля, которое происходит, когда распределительный вал находится в нужном положении, датчик определяет, что в первом цилиндре поршень располагается в положении ВМТ, и передает эти данные в контроллер. Он в соответствии с ними обеспечивает впрыск топлива и его сгорание, как предусматривает порядок работы отдельных цилиндров двигателя чертеж или документация.

Техническое обслуживание распредвала

В первую очередь при проведении регламентных работ, затрагивающих распределительный вал, необходимо обратить внимание на состояние ремней или цепи его привода. Дело даже не столько в том, что нарушится весь механизм газораспределения, который обеспечивает распредвал, а в том, что возможно механическое повреждение как клапанов, так и поршня.

Порой причиной отказа или неправильной работы двигателя является датчик положения. Проявлением этого может быть плохая динамика машины и значительный расход топлива, а также загорание контрольной лампочки исправности двигателя на панели приборов. Дефектация неисправности и определение ее источника – датчик это или нет, выполняется с помощью мультиметра. Часто возможной причиной служит не сам датчик, а проводка. В случае, если дефектация показывает, что неисправен датчик, то его надо менять.

Причинами отказа датчика могут быть:

  • выход из строя зубчатого диска датчика импульсов;
  • его смещение из-за нарушения крепления;
  • замыкание во внутренней схеме датчика;
  • воздействие повышенной температуры от перегрева двигателя .

Правильно выполненная дефектация позволит избежать отказа нового датчика, устанавливаемого вместо старого.

Распределительный вал является основным узлом, обеспечивающим правильное газораспределение при работе двигателя, и зачастую в основном обеспечивает его эффективную работу. Его своевременное обслуживание и контроль технического состояния позволят правильно и без дополнительных затрат эксплуатировать автомобиль.

Что такое распредвал в автомобиле

Распределительный вал – это функциональный элемент топливной системы автомобиля, ответственный за правильное последовательное открывание и закрывание клапанов мотора. От правильности его функционирования зависят расход топлива, развиваемая мощность, стабильность его работы, другие ездовые характеристики. Давайте рассмотрим, что такое распредвал в автомобиле, в чём заключается его принцип действия и как неправильная работа сказывается на машине.

Что такое распредвал

Как выглядит распредвал.

Распределительный вал представляет собой стержень, на котором располагается несколько так называемых кулачков. Это детали неправильной формы, вращающиеся на оси вала. Они соответствуют количеству впускных клапанов цилиндров и располагаются точно напротив них. Комплект кулачков подобран так, что вращение гарантирует стабильное и равномерное сжигание топлива в цилиндрах. А работа всего распредвала чётко синхронизирована с другими механизмами двигателя.

По обеим сторонам от кулачков на вал надеты опорные шейки, удерживающие его в подшипниках. Одним из важнейших узлов вала являются масляные каналы. От их состояния зависит физический износ деталей, мощностные характеристики мотора и стабильность его работы. Для подвода масла в оси распредвала сделано сквозное отверстие с выводами к опорным подшипникам и кулачкам.

Как устроен распредвал


Распредвалы в головке блока цилиндров.

Распределительный вал – это ключевой функциональный компонент газораспределительного механизма, который определяет порядок открытия клапанов для запуска воздушно-топливной смеси внутрь цилиндров. Синхронная работа этого механизма обеспечивает непрерывное поочерёдное сгорание порций топлива в камерах двигателя. В некоторых моделях автомобилей газораспределительный механизм имеет несколько распредвалов.

Конструкция, расположение, состав и характеристики кулачков распределительного вала полностью зависят от модели двигателя. В некоторых машинах распредвал размещается в головке блока цилиндров, а в других – в его основании. Верхнее расположение на данный момент считается оптимальным, так как облегчает ремонт и обслуживание. Распредвал ремённой или цепной передачей связывается с коленчатым валом двигателя, потому что именно им приводится в движение.

Как работает распредвал

Как работает распредвал.

При поперечном рассмотрении кулачок имеет форму капли. При вращении вытянутая часть кулачка наживает на толкатель клапана и приводит к открыванию клапана. Это провоцирует подачу воздушно-топливной смеси для сжигания. При дальнейшем вращении кулачок «отпускает» толкатель, и тот под действием пружинного механизма возвращает клапан в закрытое положение.

В шестерне распределительного вала располагается в два раза больше зубьев, чем у коленчатого. Это связано с тем, что за один рабочий циклы двигателя коленвал совершает 2 оборота, а распредвал – 1.

Конфигурация двигателя может включать два распределительных вала. Компоновка газораспределительного механизма с одним валом применяется в бюджетных машинах, где цилиндры имеют по 1 паре клапанов. Два распредвала нужны в моделях с двумя парами клапанов на цилиндрах.

За что отвечает датчик распредвала

Датчик положения распределительного вала определяет угловые положения ГРМ относительно коленчатого вала и генерирует соответствующие сигналы в системе электронного управления двигателем. В результате корректируются зажигание и впрыск топлива. На бензиновых автомобилях сбой в работе данного прибора блокирует работу ЭБУ и не позволяет завести мотор. В дизельных моделях пуск возможен, но все равно сложен.

Как и датчик коленвала, датчик распредвала работает на основе принципа Холла – магнитное поле в приборе изменяется при замыкании магнитного зазора специальным зубцом, который находится на валу или задающем диске. Когда зубец проходит рядом с датчиком, формируется сигнал, отправляемый в электронный блок управления. Частота импульсов напрямую связана с темпом вращения распредвала, исходя из чего ЭБУ и вносит корректировки в работу двигателя. За счёт постоянного получения данных о позиции поршня первого цилиндра обеспечивается последовательный и своевременный впрыск.

Поломки и их причины

Неисправный распределительный вал чаще всего выдаёт своё состояние характерным стуком, который возникает из-за износа подшипников или кулачков, деформации вала, механической поломке одного из элементов. Такие поломки возникают, как по причине заводского брака, так и в результате естественного износа.

Стук распредвала также возникает при использовании плохого моторного масла или из-за неотрегулированной подачи топлива. Из-за этого клапана цилиндров и кулачки работают несинхронно – двигатель теряет мощность, расходует слишком много топлива и работает нестабильно.

Видео на тему

Avtonov.com

Всё про распредвал (распределительный вал) » АвтоНоватор

Доброго времени суток, уважаемые автолюбители! Давайте мы с вами вместе попробуем разложить по полкам, в буквальном смысле слова, устройство одной из важных составляющих газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя — распределительный вал.

Устройство распредвала

Распредвал выполняет далеко не последнюю функцию в работе двигателя автомобиля – он синхронизирует впуск и выпуск тактов работы двигателя.

В зависимости от типа двигателя, ГРМ может быть с нижним расположением клапанов (в блоке цилиндров), так и с верхним расположением клапанов (в головке блока цилиндров).

В современном моторостроении предпочтение отдаётся верхнему расположению ГРМ. Это позволяет упростить процесс обслуживания, регулировки и ремонта распредвала, благодаря простоте доступа к деталям ГРМ.

Конструктивно распредвал связан с коленвалом двигателя. Это соединение осуществляется посредством ремня или цепи. Ремень или цепь распредвала надета на шкив распредвала и звездочку коленвала. Привод распределительного вала осуществляется за счет коленчатого вала.

Наиболее эффективным считается шкив распредвала — разрезная шестерня, который применяется для тюнинга рапредвала с целью увеличения мощностных характеристик двигателя.

На головке блока цилиндров расположены подшипники, в которых вращаются опорные шейки распредвала. В случае ремонта для крепления опорных шеек используются ремонтные вкладыши распредвала.

Осевой люфт распредвала предотвращают фиксаторы распредвала. По оси распределительного вала выполняется сквозное отверстие. Через него осуществляется смазка трущихся поверхностей деталей. С задней стороны это отверстие закрывает заглушка распредвала.

Кулачки распредвала – важнейшая составная часть. Их количество соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Именно кулачки и выполняют основное назначение распредвала – регулировка фаз газораспределения двигателя и порядок работы цилиндров.

Каждый клапан имеет свой, индивидуальный кулачок, который его и открывает, «набегая» на толкатель. Когда кулачок сходит с толкателя, под действием мощной возвратной пружины клапан закрывается.

Кулачки распредвала располагаются между опорными шейками. Два кулачка: впускной и выпускной на каждый цилиндр. Кроме того, на вал крепится шестерня для привода прерывателя-распределителя и масляного насоса. Плюс эксцентрик для приведения в действие топливного насоса.

Газораспределительная фаза распредвала подбирается опытным путём, и зависит от конструкции впускных и выпускных клапанов и числа оборотов двигателя. Производители для каждой модели двигателя указывают фазы распредвала в виде диаграмм или таблиц.

На опорах распредвалов устанавливается крышка распредвала. Передняя крышка распредвала – общая. В ней установлены упорные фланцы, входящие в проточки в шейках распредвалов.

Основные детали ГРМ

  • Клапаны: впускные и выпускные. Клапан состоит из стержня и тарельчатой плоскости. Седла клапанов являются вставными для простоты их замены. Головка впускного клапана по диаметру больше, чем выпускного.
  • Коромысло служит для передачи усилия клапану от штанги. В коротком плече коромысла существует винт для регулировки теплового зазора.
  • Штанга предназначена для передачи усилия от толкателя к коромыслу. Одним концом штанга упирается в толкатель, а другим — в регулировочный болт коромысла.

Принцип работы распредвала

Распредвал находится в развале блока цилиндров. С помощью зубчатой или цепной передачи распредвал приводится в действие от коленчатого вала.

Вращение распределительного вала обеспечивает воздействие кулачков на работу впускного и выпускного клапанов. Это происходит в строгом соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров двигателя.

Для правильной установки фаз газораспределения существуют установочные метки, расположенные на распределительных шестернях или на приводном шкиве. С этой же целью кривошипы коленвала и кулачки распредвала должны быть в строго определенном положении, относительно друг друга.

Благодаря установке, производимой по меткам, соблюдается последовательность чередования тактов – порядок работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров зависит от их расположения и конструктивных особенностей коленвала и распредвала.

Рабочий цикл двигателя

Период, когда впускной и выпускной клапаны в каждом цилиндре должны открыться один раз — это и есть рабочий цикл двигателя. Он осуществляется за 2 оборота коленвала. В это время распредвал должен сделать один оборот. Именно для этого и шестерня распредвала имеет в два раза больше зубьев.

Количество распредвалов в двигателе

Эта величина, как правило, зависит от конфигурации двигателя. Двигатели с рядной конфигурацией и одной парой клапанов на цилиндр имеют один распредвал. Если на цилиндр предусмотрено 4-е клапана, то два распредвала.

Оппозитные и V-образные двигатели имеют один распредвал в развале, либо два, по одному распредвалу в каждой головке блока. Существуют также исключения, связанные с конструктивными особенностями модели двигателя. (например, рядное расположение четырех цилиндров – один распредвал при 4-х клапанах на цилиндр, как у Мицубиси Лансер 4G18).

Современный рынок предлагает потребителю разные двигатели с разными системами изменения фаз газораспределения. Наиболее характерные из них:

VTEC – технологическая разработка компании Honda. Регулировка фаз происходит посредством использования для регулируемого клапана 2 кулачков.

VVT-i — от фирмы Toyota. Регулировка фаз производится поворотом распредвала относительно его приводной звёздочки.

Valvetronic — технологическая разработка компани BMW. Регулировка высоты подъёма клапанов происходит за счёт изменения положения оси вращения коромысел.

Успехов вам в изучении устройства двигателя своего автомобиля.

carnovato.ru

Распредвал — Словарь автомеханика

Распределительный вал, в сокращенном варианте распредвал – основная часть главного распределительного механизма или ГРМ, важный элемент автомобильного двигателя. Его задача заключается в синхронизации впускного и выпускного тактов работы ДВС.

Конструктивные особенности

Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в головке блока цилиндров. На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с коленвалом. Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.

Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.

Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.

На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.

Устройство распределительного вала.

Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя масляного насоса.

Принцип работы

Распределительный вал двигателя, располагаемый в блоке цилиндров, приводится в движение зубчатой или цепной передачей от коленвала.

Вращаясь, распредвал проворачивает располагающиеся на на нем кулачки, которые попеременно воздействуют на впускные и выпускные клапана цилиндров, обеспечивая их открывание-закрывание в определенном порядке, уникальном для каждой модели ДВС.

Рабочий цикл двигателя (поочередное движение каждого из клапанов цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленвала. За это время распределительный вал должен выполнить только один оборот, поэтому его шестерня имеет вдвое больше зубьев.

В одном ДВС может быть больше одного распределительного вала. Их точное количество определяется конфигурацией двигателя. Наиболее распространенные бюджетные рядные моторы, имеющие по паре клапанов для каждого цилиндра, оборудуются только одним распредвалом. Для систем с двумя парами клапанов нужно использовать уже два распределительных вала. Например, силовые агрегаты с другим расположением цилиндров имеют или единственный распределительный вал, установленный в развале, или пару – для каждой головки блока отдельно.

Поломки распредвала

Существует довольно много причин, по которым в работу двигателя вплетается стук распредвала, что свидетельствует о появлении проблем с ним. Вот только наиболее типичные из них:

    Распределительный вал требует должного ухода: замену сальников, подшипников и периодичной дефектовке.

  1. износ кулачков, что ведет к появлению стука сразу только при запуске, а потом и все время работы двигателя;
  2. износ подшипников;
  3. механическая поломка одного из элементов вала;
  4. проблемы с регулировкой подачи топлива, из-за чего возникает асинхронность взаимодействия распредвала и клапанов цилиндров;
  5. деформация вала, ведущая к осевому биению;
  6. некачественное моторное масло, изобилующее примесями;
  7. отсутствие моторного масла.

По утверждениям специалистов при возникновении легкого стука распредвала автомобиль может ездить еще не один месяц, но это ведет к усиленному износу цилиндров и других деталей. Поэтому при обнаружении проблемы следует заняться ее устранением. Распредвал – разборный механизм, поэтому ремонт чаще всего осуществляется методом замены его всего или только некоторых элементов, например, подшипников.

Связанные термины

etlib.ru

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

krutimotor.ru

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.


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.

blamper.ru

Что такое распределительный вал (распредвал)?

Распределительный вал в двигателе — это пальцеобразный осевой механизм, движимый коленчатым валом и имеющий на своей поверхности несколько эллиптических выступов (кулачков) — по одному для каждого впускного и выпускного клапана, находящийся в двигателе. В то время как распределительный вал вращается (под действием коленчатого вала), эти эллиптические выступы регулируют открытие и закрытие клапанов, толкая их в определённой очерёдности.

Первые симптомы выхода из строя распределительного вала:

  • Ненормальный шум при работе клапанов
  • Осечки двигателя.

Обслуживание распределительного вала заключается в регулярной проверке и, при необходимости, замене его сальников. Так, замена обычно проводится, когда заменяется ремень ГРМ.

Что такое распределительный вал (распредвал)? Видео

howcarworks.ru

Распределительный вал двигателя

При всей своей внешней сложности и кажущейся недоступности для понимания, ДВС удивительно рациональное и целесообразно сконструированное устройство. Назначение любой его детали – обеспечение правильной работы и максимальной отдачи от двигателя. При этом, буквально все его элементы взаимосвязаны между собой, но тем не менее, работу ГРМ (газораспределительного механизма), а также его основу – распределительный вал стоит рассмотреть отдельно.

О циклах и работе ДВС

ДВС является четырехтактным силовым агрегатом, это значит, что все процессы, связанные с его работой, осуществляются за четыре такта. Их последовательность строго определена, и при ее нарушении работа такого мотора невозможна. Последовательность, т.е. открытие клапанов в нужное время для вывода отработанных газов и запуска горючей смеси, определяет распределительный вал, который можно видеть на приведенном рисунке.
Его основным рабочим элементом необходимо считать кулачки. Именно они через систему привода, включающую в себя толкатели, коромысло, пружины и прочие детали, определяемые конструкцией ГРМ, осуществляют открытие клапанов в нужное время. На каждый клапан работает свой кулачок, когда он имеющимся выступом, через толкатель надавливает на клапан, тот приподнимается, и в цилиндр либо может поступать свежая смесь, либо выводятся продукты ее сгорания. Когда выступ уходит с толкателя, то под действием пружины клапан закрывается.

Опорная шейка распределительного вала предназначена для его установки на заданные места, на них он вращается в процессе работы. Трущиеся детали закаливаются при помощи токов высокой частоты и смазываются в процессе.

О конструктивном исполнении распредвала

Устройство и чертеж ГРМ, в том числе и распределительного вала, приведены ниже.
Конструктивно распределительный вал может располагаться либо в блоке цилиндров, либо в головке блока силового агрегата. В зависимости от его месторасположения меняется и привод, благодаря которому передается усилие от кулачков на клапан. Привод распределительного вала связан с коленвалом. Привод может быть выполнен как с помощью цепной передачи (см. чертеж выше), так и с помощью гибкой ременной. Кроме того, могут быть иные способы передачи управляющего усилия к клапанам, но это уже определяет чертеж и документация мотора.

Какой лучше использовать привод распределительного вала, определяет устройство двигателя. В тех случаях, когда распределительный вал располагается в блоке цилиндров, (так называемое нижнее расположение), то может быть даже задействован шестеренчатый привод. Последний, правда, в последнее время не применяется из-за своей громоздкости и повышенного шума при работе. Что цепной, что ременный привод отличаются достаточной надежностью, но у каждого из них есть свои особенности эксплуатации, которые надо учитывать при обслуживании двигателя.
Его устройство может предусматривать, что распределительный вал в моторе может быть не один. Как правило, в современных многоклапанных двигателях его располагают по возможности ближе к клапанам для уменьшения на нем нагрузки. Конструкция и чертеж, например, V-образного двигателя, предусматривает как минимум два вала, тогда как в обычном рядном, как правило, один распределительный вал. Хотя для многоклапанных двигателей определяющим будет их назначение – может быть отдельно выпускной и впускной распределительные валы, т.е. они управляют работой выпускных или впускных клапанов.

О совместной работе с коленвалом

Не стоит забывать, что для распределительного вала основное назначение – обеспечение правильного газораспределения при работе двигателя. Для этого работа распределительного и коленчатого валов должна быть согласована, т.е. открытие и закрытие клапанов обязано происходить в нужные моменты – в положении ВМТ или НМТ поршня, или в соответствии с опережением, которое устанавливает чертеж или конструкторская документация.

Для выполнения такой связи на шестернях ГРМ делают специальные метки, совпадение которых означает обеспечение нужного положения распределительного и коленчатого валов. Чтобы добиться этого, используется специальная методика регулировки их положения.

Датчик положения распредвала

С переходом на инжекторные двигатели для этих целей стали применять специальный датчик положения распределительного вала. Так, на автомобилях ВАЗ для этого служит датчик Холла. Его работа основана на изменении магнитного поля, для создания которого устройство датчика предусматривает магнит. При изменении магнитного поля, которое происходит, когда распределительный вал находится в нужном положении, датчик определяет, что в первом цилиндре поршень располагается в положении ВМТ, и передает эти данные в контроллер. Он в соответствии с ними обеспечивает впрыск топлива и его сгорание, как предусматривает порядок работы отдельных цилиндров двигателя чертеж или документация.

Техническое обслуживание распредвала

В первую очередь при проведении регламентных работ, затрагивающих распределительный вал, необходимо обратить внимание на состояние ремней или цепи его привода. Дело даже не столько в том, что нарушится весь механизм газораспределения, который обеспечивает распредвал, а в том, что возможно механическое повреждение как клапанов, так и поршня.

Порой причиной отказа или неправильной работы двигателя является датчик положения. Проявлением этого может быть плохая динамика машины и значительный расход топлива, а также загорание контрольной лампочки исправности двигателя на панели приборов. Дефектация неисправности и определение ее источника – датчик это или нет, выполняется с помощью мультиметра. Часто возможной причиной служит не сам датчик, а проводка. В случае, если дефектация показывает, что неисправен датчик, то его надо менять.

Причинами отказа датчика могут быть:

  • выход из строя зубчатого диска датчика импульсов;
  • его смещение из-за нарушения крепления;
  • замыкание во внутренней схеме датчика;
  • воздействие повышенной температуры от перегрева двигателя.

Правильно выполненная дефектация позволит избежать отказа нового датчика, устанавливаемого вместо старого.

Распределительный вал является основным узлом, обеспечивающим правильное газораспределение при работе двигателя, и зачастую в основном обеспечивает его эффективную работу. Его своевременное обслуживание и контроль технического состояния позволят правильно и без дополнительных затрат эксплуатировать автомобиль.

Распределительный вал , в сокращенном варианте распредвал – основная часть или ГРМ, важный элемент автомобильного двигателя. Его задача заключается в синхронизации впускного и выпускного тактов работы ДВС.

Конструктивные особенности

Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в . На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с . Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.

Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.

Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.

На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.

Устройство распределительного вала.

Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя .

Принцип работы

Распределительный вал двигателя, располагаемый в блоке цилиндров, приводится в движение зубчатой или цепной передачей от коленвала.

Вращаясь, распредвал проворачивает располагающиеся на на нем кулачки, которые попеременно воздействуют на впускные и выпускные клапана цилиндров, обеспечивая их открывание-закрывание в определенном порядке, уникальном для каждой модели ДВС.

Рабочий цикл двигателя (поочередное движение каждого из клапанов цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленвала. За это время распределительный вал должен выполнить только один оборот, поэтому его шестерня имеет вдвое больше зубьев.

В одном ДВС может быть больше одного распределительного вала. Их точное количество определяется конфигурацией двигателя. Наиболее распространенные бюджетные рядные моторы, имеющие по паре клапанов для каждого цилиндра, оборудуются только одним распредвалом. Для систем с двумя парами клапанов нужно использовать уже два распределительных вала. Например, силовые агрегаты с другим расположением цилиндров имеют или единственный распределительный вал, установленный в развале, или пару – для каждой головки блока отдельно.

    В данной статье мы рассмотрим существующие виды газораспределительных механизмов. Эта информация будет очень полезна автолюбителям, особенно тем, кто самостоятельно ремонтируют свои автомобили. Ну, или пытается их ремонтировать.

    Каждый ГРМ приводится в действие от коленвала. Передача усилия может осуществляться ремнем, цепью или шестерней. Каждый из этих трех видов ГРМ имеет как свои преимущества, так и недостатки.

    Рассмотрим более подробно виды привода ГРМ

    1. Ременной привод имеет малую шумность во время работы, но не обладает достаточной прочностью и может порваться. Последствие такого обрыва – загнутые клапана. Помимо этого слабая натяжка ремня приводит к возможности его перескока, а это чревато смещением фаз, осложненным запуском. Помимо этого сбитые фазы дадут нестабильную работу на холостом ходу, а двигатель не сможет работать с полной мощностью.

    2. Цепной привод тоже может сделать «перескок», но вероятность его сильно снижается из-за особого натяжителя, который у цепного привода более мощный, чем у ременного. Цепь более надежна, но обладает некоторой шумностью, поэтому не все производители автомобилей используют ее.

    3. Шестеренчатый тип ГРМ массово применялся давно, в те времена, когда распредвал размещался в блоке ДВС (нижневальный двигатель). Такие моторы сейчас мало распространены. Из их плюсов можно отметить дешевизну изготовления, простоту конструкции, высокую надежность и практический вечный, не требующий замены механизм. Из минусов – малая мощность, увеличить которую можно только увеличением объема и, соответственно, размером конструкции (например – Додж Вайпер с объемом более восьми литров).

    Распределительный вал

    Что это и зачем? Распредвал служит для регулировки момента открытия клапанов, которые на впуске подают топливо в цилиндры, а на фазе выпуска отводят из них выхлопные газы. На распределительном валу для этих целей расположены специальным образом эксцентрики. Работа распределительного вала напрямую связана с работой коленчатого вала , и благодаря этому впрыск топливо осуществляется в максимально полезный момент – когда цилиндр расположен в своем нижнем положении (в нижней мертвой точке), т.е. перед началом впускного тракта.

    Распредвал (один или несколько – неважно) может располагаться в ГБЦ , тогда мотор называется «верхневальным», а может располагаться в самом блоке цилиндров, тогда мотор называется «нижневальным». Выше про это было написано. Обычно ими оснащают мощные американские пикапы, и некоторые дорогие автомобили с гигантским объемом двигателя, как ни странно. В таких силовых агрегатах клапана приводятся в действие штангами, идущими через весь двигатель. Эти моторы медлительны и очень инерционны, активно расходуют масло. Нижневальные двигатели – тупиковая ветвь развития моторостроения.

    Виды газораспределительных механизмов

    Выше мы рассмотрели виды приводов ГРМ, а теперь речь пойдет именно о видах самого газораспределительного механизма.

    Механизм SOHC

    Название буквально обозначает «один верхний распределительный вал». Раньше назывался просто «OHC».

    Такой двигатель, как ясно уже из названия, содержит в себе один распределительный вал, расположенный головке блока цилиндров. Такой двигатель может иметь как два, так и четыре клапана в каждом цилиндре. То есть, вопреки различным мнениям, мотор SOHC может быть и шестнадцатиклапанным.

    Какие же сильные и слабые стороны у таких моторов?

    Двигатель функционирует относительно тихо. Тишина именно относительно двухраспредвального мотора. Хотя разница и не большая.

    Простота конструкции. А значит и дешевизна. Это касается также ремонта и обслуживания.

    А вот из минусов (хотя и совсем незначительных) можно отметить слабую вентиляцию мотора, оснащенного двумя клапанами на цилиндр. Из-за это мощность двигателя падает.

    Второй минус есть у всех шестнадцатиклапанных моторов с одним распредвалом. Так как распредвал один, то все 16 клапанов приводятся в действие одним распредвалом, что увеличивает нагрузку на него и делает всю систему относительно хрупкой. Помимо этого из-за низкого угла фазы цилиндры хуже наполняются и вентилируются.

    Механизм DOHC

    Выглядит такая система практически так же, как и SOHC, а отличается вторым распредвалом, установленным рядом с первым. Один распределительный вал отвечает за приведение в действие впускных клапанов, второй, естественно, выпускных. Система не идеальна, и обладает, конечно же, своими недостатками и достоинствами, подробное их описание выходит за рамки этой статьи. Изобрели DOHC в конце прошлого века, и после этого не меняли. Стоит отметить, что вторым распределительным валом существенно усложняется и удорожается конструкция такого двигателя.

    Но за то, такой двигатель расходует меньше топлива за счет лучшего наполнения цилиндров, после которого из них уходят почти все выхлопные газы. Появление такого механизма существенно увеличило КПД двигателя.

    Механизм OHV

    Выше по тексту уже рассматривался такой тип двигателей (нижневальный). Придумали его в начале прошлого века. Распредвал в нем располагают внизу – в блоке, а для приведения действия клапанов используются коромысла. Из преимуществ такого двигателя можно выделить более простое устройство ГБЦ, что позволяет V-образным нижневальным двигателям уменьшить их размеры. Повторим и минусы: малое число оборотов, большая инерционность, малый крутящий момент и слабая мощность, невозможность использовать четыре клапана на цилиндр (за исключением очень дорогих автомобилей).

    Подведем итог

    Описанные выше механизмы не являются исчерпывающим списком. Моторы, раскручивающиеся более чем 9 тысяч оборотов, например, не используют пружины под клапанными тарелками, и в таких двигателях один распредвал отвечает за открытие клапана, а второй – за закрытие, что позволяет системе не зависать на оборотах выше 14 тысяч. В основном такая система используется на мотоциклах с мощностью выше 120 л.с.

    Видео о том как работает ГРМ и из чего он состоит:

    Последствия обрыва ремня ГРМ на Лада Приора:

    Замена ремня ГРМ на примере Форд Фокус 2:

Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в головке блока цилиндров. На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с коленвалом. Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.

Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.

Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.

На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.

Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя масляного насоса.

Принцип действия и устройство распредвала

Распределительный вал соединяется с коленвалом при помощи цепи или ремня, надетого на шкив распредвала и звездочку коленчатого вала. Вращательные движения вала в опорах обеспечивают специальные подшипники скольжения, благодаря этому вал воздействует на клапана, запускающие работу клапанов цилиндров. Этот процесс происходит в соответствии с фазами образования и распределения газов, а также рабочим циклом двигателя.

Установка фаз распределения газов происходит согласно установочным меткам, которые имеются на шестернях или шкиве. Правильная установка обеспечивает соблюдение последовательности наступления рабочих циклов двигателя.

Основной деталью распредвала являются кулачки. При этом количество кулачков, которыми оснащается распредвал, зависит от количества клапанов. Основное назначение кулачков – осуществление регулировки фаз процесса газообразования. В зависимости от типа конструкции ГРМ кулачки могут взаимодействовать с коромыслом или толкателем.

Кулачки устанавливаются между опорными шейками, по два на каждый цилиндр двигателя. Распредвалу во время работы приходится преодолевать сопротивление пружин клапанов, которые служат возвратным механизмом, приводя клапана в исходное (закрытое) положение.

На преодоление этих усилий расходуется полезная мощность двигателя, поэтому конструкторы постоянно думают, как можно уменьшить потери мощности.

Для того чтобы уменьшить трение между толкателем и кулачком, толкатель может оснащаться специальным роликом.

Помимо этого, разработан специальный десмодромный механизм, в котором реализована беспружинная система.

Опоры распределительных валов оснащены крышками, при этом передняя крышка является общей. Она имеет упорные фланцы, которые соединяются с шейками валов.

Распредвал изготавливается одним из двух способов – ковкой из стали или литьем из чугуна.

Поломки распредвала

Существует довольно много причин, по которым в работу двигателя вплетается стук распредвала, что свидетельствует о появлении проблем с ним. Вот только наиболее типичные из них:

Распределительный вал требует должного ухода: замену сальников, подшипников и периодичной дефектовке.

  1. износ кулачков, что ведет к появлению стука сразу только при запуске, а потом и все время работы двигателя;
  2. износ подшипников;
  3. механическая поломка одного из элементов вала;
  4. проблемы с регулировкой подачи топлива, из-за чего возникает асинхронность взаимодействия распредвала и клапанов цилиндров;
  5. деформация вала, ведущая к осевому биению;
  6. некачественное моторное масло, изобилующее примесями;
  7. отсутствие моторного масла.

По утверждениям специалистов при возникновении легкого стука распредвала автомобиль может ездить еще не один месяц, но это ведет к усиленному износу цилиндров и других деталей. Поэтому при обнаружении проблемы следует заняться ее устранением. Распредвал – разборный механизм, поэтому ремонт чаще всего осуществляется методом замены его всего или только некоторых элементов, например, подшипников.свобождение камеры от выхлопных газов, имеет смысл начать открывать впускной клапан. Что и происходит при использовании тюнингового распредвала.

ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДВАЛА

Известно, что среди главных характеристик распредвала конструкторы форсированных двигателей часто используют понятие продолжительности открывания. Дело в том, что именно этот фактор непосредственно влияет на производимую мощность двигателя. Так, чем клапаны дольше открыты, тем мощнее агрегат. Таким образом, получается максимальная скорость двигателя. Например, когда продолжительность открытия составляет больше стандартного показателя, то двигатель сможет выработать дополнительную максимальную мощность, которая будет получаться от работы агрегата на низких оборотах. Известно, что для гоночных автомобилей максимальная скорость двигателя является приоритетной целью. Что касается классических машин, то при их разработке силы инженеров направлены на крутящий момент при низких оборотах и приемистость.

Увеличение мощности может также зависеть от увеличения подъема клапана, которое может прибавить максимальную скорость. С одной стороны, дополнительная скорость будет получаться при помощи короткой продолжительности открывания клапанов. С другой стороны, приводы клапанов имеют не такой простой механизм. Например, при высоких скоростях движения клапанов у двигателя не получится выработать дополнительную максимальную скорость. В соответствующем разделе нашего сайта вы сможете найти статью про основные особенности системы выпуска выхлопных газов. Так, при низкой продолжительности открывания клапана после закрытого положения клапану остается меньше времени, чтобы добраться до исходной позиции. После продолжительность становится еще меньше, что, главным образом, отражается на выработке дополнительной мощности. Дело в том, что в этот момент требуются клапанные пружины, у которых будет как можно больше усилий, что считается невозможным.

Стоит отметить, что сегодня существует понятие надежного и практичного подъема клапана. В этом случае величина подъема должна быть более 12,7 миллиметров, что обеспечит высокую скорость открывания и закрывания клапанов. Продолжительность такта насчитывает от 2 850 оборотов в минуту. Однако такие показатели создают нагрузку на механизмы клапана, что в итоге приводит к недолгой службе клапанных пружин, стержней клапанов и кулачков распредвала. Известно, что вал с высокими показателями скорости подъема клапанов работают без сбоя первое время, например, до 20 тысяч километров. Все же сегодня автопроизводители разрабатывают такие двигательные системы, где распредвал имеет одинаковые показатели продолжительности открывания клапанов и их подъема, что заметно увеличивает их срок службы.

Кроме того, на мощность двигателя влияет такой фактор, как открывание и закрывание клапанов по отношению к положению распредвала. Так, фазы распределения распредвала можно найти в таблице, которая к нему прилагается. Согласно этим данным, можно узнать об угловых положениях распредвала в момент открытия и закрытия клапанов. Все данные обычно берутся в момент поворота коленчатого вала до и после верхней и нижней мертвых точек, указываются в градусах.

Что касается продолжительности открывания клапанов, то она рассчитывает, согласно фазам распределения газа, которые указаны в таблице. Обычно в этом случае нужно суммировать момент открывания, момент закрывания и прибавить 1 800. Все моменты указываются в градусах.

Теперь стоит разобраться с соотношением фаз распределения газа мощности и распредвала. В этом случае представим, что один распредвал будет А, другой – В. Известно, что оба этих вала имеют аналогичные формы впускных и выпускных клапанов, а также схожую продолжительность открывания клапанов, которая составляет 2 700 оборотов. В данном разделе нашего сайта вы сможете найти статью троит двигатель: причины и методы устранения. Обычно такиераспредвалы называются конструкциями с одним профилем. Все же между этими распредвалами есть некоторые отличия. Например, у вала А кулачки расположены так, что впускной открывается за 270 до верхней мертвой точки, а закрывается в 630 после нижней мертвой точки.

Что касается выпускного клапана вала А, то он открывается в 710 до нижней мертвой точки и закрывается за 190 после верхней мертвой точки. То есть, фазы газораспределения выглядят следующим образом: 27-63-71 – 19. Что касается вала В, то у него прослеживается другая картина: 23 o67 — 75 -15. Вопрос: Как валы А и В могут повлиять на мощность двигателя? Ответ: вал А создаст дополнительную максимальную мощность. Все же стоит отметить, что двигатель будет иметь характеристики хуже, кроме того, у него будет прослеживаться более узкая кривая мощности по сравнению с валом В. Сразу стоит отметить, что на такие показатели никак не влияет продолжительность открывания и закрывания клапанов, так как она, как мы отметили выше, одинакова. На самом деле на такой результат влияют изменения в фазах распределения газа, то есть, в углах, находящихся между центрами кулачков в каждом распределительном вале.

Этот угол представляет собой угловое смещение, которое происходит между впускным и выпускным кулачками. Стоит отметить, что в этом случае данные будут указываться в градусах поворота распределительного вала, а не в градусах поворота коленчатого вала, которые указывались ранее. Так, перекрытие клапанов зависит, главным образом, от угла. Например, в момент уменьшения угла между центрами клапанов впускной и выпускной клапаны будут перекрываться больше. Кроме того, в момент увеличения продолжительности открывания клапанов, их перекрытие тоже повышается.

описание,характеристики,устройство,принцип действия Приводы распределительного вала их устройство

Что такое распредвал в автомобиле

Распределительный вал – это функциональный элемент топливной системы автомобиля, ответственный за правильное последовательное открывание и закрывание клапанов мотора. От правильности его функционирования зависят расход топлива, развиваемая мощность, стабильность его работы, другие ездовые характеристики. Давайте рассмотрим, что такое распредвал в автомобиле, в чём заключается его принцип действия и как неправильная работа сказывается на машине.

Что такое распредвал

Как выглядит распредвал.

Распределительный вал представляет собой стержень, на котором располагается несколько так называемых кулачков. Это детали неправильной формы, вращающиеся на оси вала. Они соответствуют количеству впускных клапанов цилиндров и располагаются точно напротив них. Комплект кулачков подобран так, что вращение гарантирует стабильное и равномерное сжигание топлива в цилиндрах. А работа всего распредвала чётко синхронизирована с другими механизмами двигателя.

По обеим сторонам от кулачков на вал надеты опорные шейки, удерживающие его в подшипниках. Одним из важнейших узлов вала являются масляные каналы. От их состояния зависит физический износ деталей, мощностные характеристики мотора и стабильность его работы. Для подвода масла в оси распредвала сделано сквозное отверстие с выводами к опорным подшипникам и кулачкам.

Как устроен распредвал


Распредвалы в головке блока цилиндров.

Распределительный вал – это ключевой функциональный компонент газораспределительного механизма, который определяет порядок открытия клапанов для запуска воздушно-топливной смеси внутрь цилиндров. Синхронная работа этого механизма обеспечивает непрерывное поочерёдное сгорание порций топлива в камерах двигателя. В некоторых моделях автомобилей газораспределительный механизм имеет несколько распредвалов.

Конструкция, расположение, состав и характеристики кулачков распределительного вала полностью зависят от модели двигателя. В некоторых машинах распредвал размещается в головке блока цилиндров, а в других – в его основании. Верхнее расположение на данный момент считается оптимальным, так как облегчает ремонт и обслуживание. Распредвал ремённой или цепной передачей связывается с коленчатым валом двигателя, потому что именно им приводится в движение.

Как работает распредвал

Как работает распредвал.

При поперечном рассмотрении кулачок имеет форму капли. При вращении вытянутая часть кулачка наживает на толкатель клапана и приводит к открыванию клапана. Это провоцирует подачу воздушно-топливной смеси для сжигания. При дальнейшем вращении кулачок «отпускает» толкатель, и тот под действием пружинного механизма возвращает клапан в закрытое положение.

В шестерне распределительного вала располагается в два раза больше зубьев, чем у коленчатого. Это связано с тем, что за один рабочий циклы двигателя коленвал совершает 2 оборота, а распредвал – 1.

Конфигурация двигателя может включать два распределительных вала. Компоновка газораспределительного механизма с одним валом применяется в бюджетных машинах, где цилиндры имеют по 1 паре клапанов. Два распредвала нужны в моделях с двумя парами клапанов на цилиндрах.

За что отвечает датчик распредвала

Датчик положения распределительного вала определяет угловые положения ГРМ относительно коленчатого вала и генерирует соответствующие сигналы в системе электронного управления двигателем. В результате корректируются зажигание и впрыск топлива. На бензиновых автомобилях сбой в работе данного прибора блокирует работу ЭБУ и не позволяет завести мотор. В дизельных моделях пуск возможен, но все равно сложен.

Как и датчик коленвала, датчик распредвала работает на основе принципа Холла – магнитное поле в приборе изменяется при замыкании магнитного зазора специальным зубцом, который находится на валу или задающем диске. Когда зубец проходит рядом с датчиком, формируется сигнал, отправляемый в электронный блок управления. Частота импульсов напрямую связана с темпом вращения распредвала, исходя из чего ЭБУ и вносит корректировки в работу двигателя. За счёт постоянного получения данных о позиции поршня первого цилиндра обеспечивается последовательный и своевременный впрыск.

Поломки и их причины

Неисправный распределительный вал чаще всего выдаёт своё состояние характерным стуком, который возникает из-за износа подшипников или кулачков, деформации вала, механической поломке одного из элементов. Такие поломки возникают, как по причине заводского брака, так и в результате естественного износа.

Стук распредвала также возникает при использовании плохого моторного масла или из-за неотрегулированной подачи топлива. Из-за этого клапана цилиндров и кулачки работают несинхронно – двигатель теряет мощность, расходует слишком много топлива и работает нестабильно.

Видео на тему

Avtonov.com

Всё про распредвал (распределительный вал) » АвтоНоватор

Доброго времени суток, уважаемые автолюбители! Давайте мы с вами вместе попробуем разложить по полкам, в буквальном смысле слова, устройство одной из важных составляющих газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя — распределительный вал.

Устройство распредвала

Распредвал выполняет далеко не последнюю функцию в работе двигателя автомобиля – он синхронизирует впуск и выпуск тактов работы двигателя.

В зависимости от типа двигателя, ГРМ может быть с нижним расположением клапанов (в блоке цилиндров), так и с верхним расположением клапанов (в головке блока цилиндров).

В современном моторостроении предпочтение отдаётся верхнему расположению ГРМ. Это позволяет упростить процесс обслуживания, регулировки и ремонта распредвала, благодаря простоте доступа к деталям ГРМ.

Конструктивно распредвал связан с коленвалом двигателя. Это соединение осуществляется посредством ремня или цепи. Ремень или цепь распредвала надета на шкив распредвала и звездочку коленвала. Привод распределительного вала осуществляется за счет коленчатого вала.

Наиболее эффективным считается шкив распредвала — разрезная шестерня, который применяется для тюнинга рапредвала с целью увеличения мощностных характеристик двигателя.

На головке блока цилиндров расположены подшипники, в которых вращаются опорные шейки распредвала. В случае ремонта для крепления опорных шеек используются ремонтные вкладыши распредвала.

Осевой люфт распредвала предотвращают фиксаторы распредвала. По оси распределительного вала выполняется сквозное отверстие. Через него осуществляется смазка трущихся поверхностей деталей. С задней стороны это отверстие закрывает заглушка распредвала.

Кулачки распредвала – важнейшая составная часть. Их количество соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Именно кулачки и выполняют основное назначение распредвала – регулировка фаз газораспределения двигателя и порядок работы цилиндров.

Каждый клапан имеет свой, индивидуальный кулачок, который его и открывает, «набегая» на толкатель. Когда кулачок сходит с толкателя, под действием мощной возвратной пружины клапан закрывается.

Кулачки распредвала располагаются между опорными шейками. Два кулачка: впускной и выпускной на каждый цилиндр. Кроме того, на вал крепится шестерня для привода прерывателя-распределителя и масляного насоса. Плюс эксцентрик для приведения в действие топливного насоса.

Газораспределительная фаза распредвала подбирается опытным путём, и зависит от конструкции впускных и выпускных клапанов и числа оборотов двигателя. Производители для каждой модели двигателя указывают фазы распредвала в виде диаграмм или таблиц.

На опорах распредвалов устанавливается крышка распредвала. Передняя крышка распредвала – общая. В ней установлены упорные фланцы, входящие в проточки в шейках распредвалов.

Основные детали ГРМ

  • Клапаны: впускные и выпускные. Клапан состоит из стержня и тарельчатой плоскости. Седла клапанов являются вставными для простоты их замены. Головка впускного клапана по диаметру больше, чем выпускного.
  • Коромысло служит для передачи усилия клапану от штанги. В коротком плече коромысла существует винт для регулировки теплового зазора.
  • Штанга предназначена для передачи усилия от толкателя к коромыслу. Одним концом штанга упирается в толкатель, а другим — в регулировочный болт коромысла.

Принцип работы распредвала

Распредвал находится в развале блока цилиндров. С помощью зубчатой или цепной передачи распредвал приводится в действие от коленчатого вала.

Вращение распределительного вала обеспечивает воздействие кулачков на работу впускного и выпускного клапанов. Это происходит в строгом соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров двигателя.

Для правильной установки фаз газораспределения существуют установочные метки, расположенные на распределительных шестернях или на приводном шкиве. С этой же целью кривошипы коленвала и кулачки распредвала должны быть в строго определенном положении, относительно друг друга.

Благодаря установке, производимой по меткам, соблюдается последовательность чередования тактов – порядок работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров зависит от их расположения и конструктивных особенностей коленвала и распредвала.

Рабочий цикл двигателя

Период, когда впускной и выпускной клапаны в каждом цилиндре должны открыться один раз — это и есть рабочий цикл двигателя. Он осуществляется за 2 оборота коленвала. В это время распредвал должен сделать один оборот. Именно для этого и шестерня распредвала имеет в два раза больше зубьев.

Количество распредвалов в двигателе

Эта величина, как правило, зависит от конфигурации двигателя. Двигатели с рядной конфигурацией и одной парой клапанов на цилиндр имеют один распредвал. Если на цилиндр предусмотрено 4-е клапана, то два распредвала.

Оппозитные и V-образные двигатели имеют один распредвал в развале, либо два, по одному распредвалу в каждой головке блока. Существуют также исключения, связанные с конструктивными особенностями модели двигателя. (например, рядное расположение четырех цилиндров – один распредвал при 4-х клапанах на цилиндр, как у Мицубиси Лансер 4G18).

Современный рынок предлагает потребителю разные двигатели с разными системами изменения фаз газораспределения. Наиболее характерные из них:

VTEC – технологическая разработка компании Honda. Регулировка фаз происходит посредством использования для регулируемого клапана 2 кулачков.

VVT-i — от фирмы Toyota. Регулировка фаз производится поворотом распредвала относительно его приводной звёздочки.

Valvetronic — технологическая разработка компани BMW. Регулировка высоты подъёма клапанов происходит за счёт изменения положения оси вращения коромысел.

Успехов вам в изучении устройства двигателя своего автомобиля.

carnovato.ru

Распредвал — Словарь автомеханика

Распределительный вал, в сокращенном варианте распредвал – основная часть главного распределительного механизма или ГРМ, важный элемент автомобильного двигателя. Его задача заключается в синхронизации впускного и выпускного тактов работы ДВС.

Конструктивные особенности

Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в головке блока цилиндров. На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с коленвалом. Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.

Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.

Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.

На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.

Устройство распределительного вала.

Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя масляного насоса.

Принцип работы

Распределительный вал двигателя, располагаемый в блоке цилиндров, приводится в движение зубчатой или цепной передачей от коленвала.

Вращаясь, распредвал проворачивает располагающиеся на на нем кулачки, которые попеременно воздействуют на впускные и выпускные клапана цилиндров, обеспечивая их открывание-закрывание в определенном порядке, уникальном для каждой модели ДВС.

Рабочий цикл двигателя (поочередное движение каждого из клапанов цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленвала. За это время распределительный вал должен выполнить только один оборот, поэтому его шестерня имеет вдвое больше зубьев.

В одном ДВС может быть больше одного распределительного вала. Их точное количество определяется конфигурацией двигателя. Наиболее распространенные бюджетные рядные моторы, имеющие по паре клапанов для каждого цилиндра, оборудуются только одним распредвалом. Для систем с двумя парами клапанов нужно использовать уже два распределительных вала. Например, силовые агрегаты с другим расположением цилиндров имеют или единственный распределительный вал, установленный в развале, или пару – для каждой головки блока отдельно.

Поломки распредвала

Существует довольно много причин, по которым в работу двигателя вплетается стук распредвала, что свидетельствует о появлении проблем с ним. Вот только наиболее типичные из них:

    Распределительный вал требует должного ухода: замену сальников, подшипников и периодичной дефектовке.

  1. износ кулачков, что ведет к появлению стука сразу только при запуске, а потом и все время работы двигателя;
  2. износ подшипников;
  3. механическая поломка одного из элементов вала;
  4. проблемы с регулировкой подачи топлива, из-за чего возникает асинхронность взаимодействия распредвала и клапанов цилиндров;
  5. деформация вала, ведущая к осевому биению;
  6. некачественное моторное масло, изобилующее примесями;
  7. отсутствие моторного масла.

По утверждениям специалистов при возникновении легкого стука распредвала автомобиль может ездить еще не один месяц, но это ведет к усиленному износу цилиндров и других деталей. Поэтому при обнаружении проблемы следует заняться ее устранением. Распредвал – разборный механизм, поэтому ремонт чаще всего осуществляется методом замены его всего или только некоторых элементов, например, подшипников.

Связанные термины

etlib.ru

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

krutimotor.ru

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.


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.

blamper.ru

Что такое распределительный вал (распредвал)?

Распределительный вал в двигателе — это пальцеобразный осевой механизм, движимый коленчатым валом и имеющий на своей поверхности несколько эллиптических выступов (кулачков) — по одному для каждого впускного и выпускного клапана, находящийся в двигателе. В то время как распределительный вал вращается (под действием коленчатого вала), эти эллиптические выступы регулируют открытие и закрытие клапанов, толкая их в определённой очерёдности.

Первые симптомы выхода из строя распределительного вала:

  • Ненормальный шум при работе клапанов
  • Осечки двигателя.

Обслуживание распределительного вала заключается в регулярной проверке и, при необходимости, замене его сальников. Так, замена обычно проводится, когда заменяется ремень ГРМ.

Что такое распределительный вал (распредвал)? Видео

howcarworks.ru

Распределительный вал двигателя

При всей своей внешней сложности и кажущейся недоступности для понимания, ДВС удивительно рациональное и целесообразно сконструированное устройство. Назначение любой его детали – обеспечение правильной работы и максимальной отдачи от двигателя. При этом, буквально все его элементы взаимосвязаны между собой, но тем не менее, работу ГРМ (газораспределительного механизма), а также его основу – распределительный вал стоит рассмотреть отдельно.

О циклах и работе ДВС

ДВС является четырехтактным силовым агрегатом, это значит, что все процессы, связанные с его работой, осуществляются за четыре такта. Их последовательность строго определена, и при ее нарушении работа такого мотора невозможна. Последовательность, т.е. открытие клапанов в нужное время для вывода отработанных газов и запуска горючей смеси, определяет распределительный вал, который можно видеть на приведенном рисунке.
Его основным рабочим элементом необходимо считать кулачки. Именно они через систему привода, включающую в себя толкатели, коромысло, пружины и прочие детали, определяемые конструкцией ГРМ, осуществляют открытие клапанов в нужное время. На каждый клапан работает свой кулачок, когда он имеющимся выступом, через толкатель надавливает на клапан, тот приподнимается, и в цилиндр либо может поступать свежая смесь, либо выводятся продукты ее сгорания. Когда выступ уходит с толкателя, то под действием пружины клапан закрывается.

Опорная шейка распределительного вала предназначена для его установки на заданные места, на них он вращается в процессе работы. Трущиеся детали закаливаются при помощи токов высокой частоты и смазываются в процессе.

О конструктивном исполнении распредвала

Устройство и чертеж ГРМ, в том числе и распределительного вала, приведены ниже.
Конструктивно распределительный вал может располагаться либо в блоке цилиндров, либо в головке блока силового агрегата. В зависимости от его месторасположения меняется и привод, благодаря которому передается усилие от кулачков на клапан. Привод распределительного вала связан с коленвалом. Привод может быть выполнен как с помощью цепной передачи (см. чертеж выше), так и с помощью гибкой ременной. Кроме того, могут быть иные способы передачи управляющего усилия к клапанам, но это уже определяет чертеж и документация мотора.

Какой лучше использовать привод распределительного вала, определяет устройство двигателя. В тех случаях, когда распределительный вал располагается в блоке цилиндров, (так называемое нижнее расположение), то может быть даже задействован шестеренчатый привод. Последний, правда, в последнее время не применяется из-за своей громоздкости и повышенного шума при работе. Что цепной, что ременный привод отличаются достаточной надежностью, но у каждого из них есть свои особенности эксплуатации, которые надо учитывать при обслуживании двигателя.
Его устройство может предусматривать, что распределительный вал в моторе может быть не один. Как правило, в современных многоклапанных двигателях его располагают по возможности ближе к клапанам для уменьшения на нем нагрузки. Конструкция и чертеж, например, V-образного двигателя, предусматривает как минимум два вала, тогда как в обычном рядном, как правило, один распределительный вал. Хотя для многоклапанных двигателей определяющим будет их назначение – может быть отдельно выпускной и впускной распределительные валы, т.е. они управляют работой выпускных или впускных клапанов.

О совместной работе с коленвалом

Не стоит забывать, что для распределительного вала основное назначение – обеспечение правильного газораспределения при работе двигателя. Для этого работа распределительного и коленчатого валов должна быть согласована, т.е. открытие и закрытие клапанов обязано происходить в нужные моменты – в положении ВМТ или НМТ поршня, или в соответствии с опережением, которое устанавливает чертеж или конструкторская документация.

Для выполнения такой связи на шестернях ГРМ делают специальные метки, совпадение которых означает обеспечение нужного положения распределительного и коленчатого валов. Чтобы добиться этого, используется специальная методика регулировки их положения.

Датчик положения распредвала

С переходом на инжекторные двигатели для этих целей стали применять специальный датчик положения распределительного вала. Так, на автомобилях ВАЗ для этого служит датчик Холла. Его работа основана на изменении магнитного поля, для создания которого устройство датчика предусматривает магнит. При изменении магнитного поля, которое происходит, когда распределительный вал находится в нужном положении, датчик определяет, что в первом цилиндре поршень располагается в положении ВМТ, и передает эти данные в контроллер. Он в соответствии с ними обеспечивает впрыск топлива и его сгорание, как предусматривает порядок работы отдельных цилиндров двигателя чертеж или документация.

Техническое обслуживание распредвала

В первую очередь при проведении регламентных работ, затрагивающих распределительный вал, необходимо обратить внимание на состояние ремней или цепи его привода. Дело даже не столько в том, что нарушится весь механизм газораспределения, который обеспечивает распредвал, а в том, что возможно механическое повреждение как клапанов, так и поршня.

Порой причиной отказа или неправильной работы двигателя является датчик положения. Проявлением этого может быть плохая динамика машины и значительный расход топлива, а также загорание контрольной лампочки исправности двигателя на панели приборов. Дефектация неисправности и определение ее источника – датчик это или нет, выполняется с помощью мультиметра. Часто возможной причиной служит не сам датчик, а проводка. В случае, если дефектация показывает, что неисправен датчик, то его надо менять.

Причинами отказа датчика могут быть:

  • выход из строя зубчатого диска датчика импульсов;
  • его смещение из-за нарушения крепления;
  • замыкание во внутренней схеме датчика;
  • воздействие повышенной температуры от перегрева двигателя.

Правильно выполненная дефектация позволит избежать отказа нового датчика, устанавливаемого вместо старого.

Распределительный вал является основным узлом, обеспечивающим правильное газораспределение при работе двигателя, и зачастую в основном обеспечивает его эффективную работу. Его своевременное обслуживание и контроль технического состояния позволят правильно и без дополнительных затрат эксплуатировать автомобиль.

Клапанный механизм газораспределения, сокращенно ГРМ, — это то, без чего четырехтактный двигатель существовать в принципе не может. Он открывает впускные клапана, впуская воздух или горючую смесь в цилиндры на такте впуска, открывает выпускные на такте выпуска и надежно запирает горящую в цилиндре смесь во время рабочего хода. От того, насколько хорошо он обеспечивает «дыхание» мотора — подачу воздуха и выпуск отработавших газов — зависит и мощность, и экологичность мотора.

Клапаны открывают и закрывают своими кулачками распределительные валы, а крутящий момент на них передается с коленвала, в чем, собственно, и состоит задача привода ГРМ. Сегодня для этого используют цепь или ремень. Но так было не всегда…

Старый добрый нижний распредвал

В начале ХХ века проблем с приводами распредвала не было — его раскручивали обычные шестерни, а к клапанам от него шли штанги толкателей. Клапаны располагались тогда сбоку, в «кармане» камеры сгорания, прямо над распределительным валом, и открывались-закрывались штангами. Потом клапаны стали ставить один напротив другого, чтобы уменьшить объем и площадь поверхности этого «кармана» — в результате неоптимальной формы камеры сгорания моторы имели повышенную склонность к детонации и плохой термический КПД: много тепла уходило в стенки головки блока цилиндров. И наконец, клапаны перенесли в область прямо над поршнем, и камера сгорания стала совсем небольшой и почти правильной формы.

Расположение клапанов сверху камеры сгорания и привод клапанов более длинными толкателями (так называемая схема OHV), предложенные еще в начале ХХ века Дэвидом Бьюиком, оказались самыми удобными. Такая схема вытеснила варианты моторов с боковыми клапанами в гоночных конструкциях уже к 1920 году. Например, именно она применяется в знаменитых двигателях Chrysler Hemi и моторах Corvette и в наше время. А моторы с боковыми клапанами могут помнить водители ГАЗ-52 или ГАЗ-М-20 «Победа», где данная схема применялась в двигателях.

И ведь так удобно все это было! Конструкция очень проста. Распредвал, оставаясь внизу, находится в блоке цилиндров, где прекрасно смазывается разбрызгиванием масла! Даже штанги и кулачки рокеров с регулировочными шайбами можно оставить снаружи при необходимости. Но прогресс не стоял на месте.

Почему отказались от штанг?

Проблема — в лишнем весе. В 30-е годы скорость вращения гоночных моторов на земле и авиационных моторов на самолетах достигла величин, при которых появилась необходимость облегчить механизм газораспределения. Ведь каждый грамм массы клапана вынуждает увеличивать и силу пружин, которые его закрывают, и прочность толкателей, через которые распредвал жмет на клапан, в результате потери на привод ГРМ быстро возрастают при увеличении оборотов мотора.

Выход был найден в переносе распределительного вала наверх, в головку блока цилиндров, что позволило отказаться от простой, но тяжелой системы с толкателями и значительно уменьшить инерционные потери. Поднялись рабочие обороты мотора, а значит, увеличилась и мощность. Например, Роберт Пежо создал в 1912 году гоночный двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр и двумя верхними распредвалами. С переносом распределительных валов наверх, в головку блока, возникала и проблема их привода.

Первым решением было ввести промежуточные шестерни. Существовал, скажем, вариант с приводом дополнительным валом с коническими шестернями, как, например, на всем танкистам знакомом двигателе В2 и его производных. Такая схема применялась и на уже упомянутом моторе Peugeot, авиамоторах Curtiss К12 образца 1916 года и Hispano-Suiza 1915 года.

Еще одним вариантом стала установка нескольких цилиндрических шестерен, например в двигателях болидов Формулы-1 периода 60-х годов. Удивительно, но «многошестеренная» технология находила применение и совсем недавно. Например, на нескольких модификациях дизельных 2.5-литровых моторов Volkswagen, ставившихся на Transporter T5 и Touareg — AXD, AXE и BLJ.

Почему пришла цепь?

У шестеренчатого привода было много «врожденных» проблем, главная из которых — шумность. Помимо того, шестерни требовали точной установки валов, расчета зазоров и взаимной твердости материалов, а также — муфт гашения крутильных колебаний. В общем, конструкция при кажущейся простоте была мудреной, а шестерни — отнюдь не «вечными». Нужно было что-то другое.

Когда впервые применили цепь для привода ГРМ, точно неизвестно. Но одной из первых массовых конструкций был двигатель мотоцикла AJS 350 с цепным приводом в 1927 году. Конструкция оказалась удачной: цепь не только была тише и проще в устройстве, чем система валов, но и снижала передачу вредных крутильных колебаний за счет работы своей системы натяжения.

Как ни странно, цепь не нашла применения в авиационных моторах, и в автомобильных появилась значительно позже. Сначала она появилась в приводе нижнего распредвала вместо громоздких шестерен, но постепенно стала набирать популярность и в приводах с верхними распредвалами, однако особенно стала актуальна, когда появились моторы с двумя распредвалами. Например, цепью приводился ГРМ в двигателе Ferrari 166 1948 года и в поздних версиях мотора Ferrari 250, хотя ранние варианты его имели привод коническими шестернями.

В массовых моторах нужды в цепном приводе долго не возникало — до 80-х годов. Маломощные двигатели выпускались с нижним распредвалом, и это не только «Волги», но и Skoda Felicia, Ford Escort 1.3 и множество американских машин — на V-образных моторах штанги-толкатели стояли до последнего. А вот на высокофорсированных моторах европейских производителей цепи появились уже в 50-е годы и до конца 80-х оставались преобладающим типом привода ГРМ.

Как появился ремень?

Примерно тогда же у цепи появился опасный конкурент. Именно в 60-е развитие технологий позволило создать достаточно надежные зубчатые ремни. Хотя вообще-то ременная передача — одна из старейших, она использовалась для привода механизмов еще в античности. Развитие станочного парка с групповым приводом механизмов от паровой машины или водяного колеса обеспечило развитие технологий производства ремней. Из кожаных они стали текстильными и металлокордными, с применением нейлона и других синтетических материалов.

Первый случай использования ремня в приводе ГРМ относят к 1954 году, когда в гонках SCCA победил Devin Sports Car конструкции Билла Девина. Его мотор, согласно описанию, имел верхний распредвал и привод зубчатым ремнем. Первой же серийной машиной с ремнем в приводе ГРМ считается модель Glas 1004 1962 года небольшой немецкой компании, позднее поглощенной BMW.

В 1966 году, Opel/Vauxhall начал производство массовых моторов серии Slant Four с ремнем в приводе ГРМ. В том же году, несколько позже, появились моторы Pontiac OHC Six и Fiat Twincam, тоже с ремнем. Технология стала по-настоящему массовой.

Причем мотор от Fiat чуть было не попал на наши» Жигули»! Рассматривался вариант его установки вместо нижневального мотора Fiat-124 на будущий ВАЗ 2101. Но, как известно, старый мотор просто переделали под верхние клапаны, а в качестве привода поставили цепь.

Как видно, сначала ремень использовался исключительно на недорогих моторах. Ведь его основными преимуществами была низкая цена и малая шумность привода, что актуально для небольших машин, не обремененных шумоизоляцией. Но его нужно было регулярно менять и следить, чтобы на него не попадали агрессивные жидкости и масло, причем интервал замены уже тогда был немаленьким и составлял 50 тысяч километров.

И все же славу не слишком надежного способа привода ГРМ он получить успел. Ведь достаточно было погнуться одной шпильке или выйти из строя одному ролику, как его ресурс снижался в разы.

Серьезно снижало ресурс и замасливание — тут не всегда помогал даже герметичный кожух, ведь моторы тех лет имели весьма примитивную систему вентиляции картерных газов и масло все равно попадало на ремень.

Впрочем, все нюансы применения некачественных ремней ГРМ у нас знакомы владельцам переднеприводных ВАЗ. Мотор 2108 разрабатывался как раз в 80-е, на пике увлечения ремнями. Тогда их стали ставить даже на большие моторы вроде ниссановского RB26, и надежность лучших образцов была на уровне. С тех пор споры о том, что лучше — цепь или ремень, не утихают ни на минуту. Будьте уверены, прямо сейчас, пока вы читаете эти строки, на каком-нибудь форуме или в курилке два апологета разных приводов спорят до полного изнеможения.

В следующей публикации я подробно разберу все плюсы и минусы цепных и ременных приводов. Оставайтесь на связи!

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.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.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Механизм газораспределения D0HC четырехтактного двигателя представляет собой усовершенствование схемы SOHC и предназначен для устранения единственной оставшейся возвратно-поступательно движущейся массы коромысел (хотя при этом придется вернуть толкатели). Вместо единственного центрального распредвала используется пара, размешенная непосредственно над стержнями клапанов (см. рис. 1. (см. ниже)
1.Типичная конструкция механизма газораспределения с двумя верхними распределительными валами

В такой конструкции используются два распределительных вала, один над каждым клапаном или рядом клапанов. Клапан открывается посредством толкателя «чашеобразного ” типа, при этом регулировка зазора осуществляется с использованием шайб. В такой конструкции остались только самые необходимые детали привода газораспределительного механизма.

Для привода газораспределительного механизма используется цепной привод — наиболее традиционный и дешевый в изготовлении, хотя известна (но пока широко не распространена) конструкция, следующая за тенденциями в автомобильной промышленности, в которой вместо цепной передачи используются шкив и зубчатый ремень. Примерами использования такой конструкции могут служить Honda JGoldwing, Pan European, Moto Guzzi Daytona, Centauro и ряд мотоциклов компании Ducati. Среди преимуществ ременной передачи можно перечислить следующие: они менее шумные, не растягиваются, как цепи, а шкивы не изнашиваются подобно звездочкам, хотя замену ремня следует производить чаще.

Другой способ привода распредвалов используется на моделях VFR фирмы Honda и представляет собой зубчатую передачу с приводом от коленчатого вала (см. рис. 2). При использовании такой конструкции отпадает потребность в натяжителе, она также работает тише цепной, хотя шестерни зубчатой передачи подвержены износу.

2.Механизм газораспределения с шестеренчатым приводом .

Толкатели распредвала, выполненные в форме «чаши’. работают в расточках головки цилиндров. При использовании «чашеобразных» толкателей зазор в клапанах регулируется с помощью небольших круглых подкладок, называемых регулировочными шайбами. Поскольку сами шайбы выпопняются нерегулируемыми, их необходимо заменять шайбами различной толщины до восстановления правильного зазора. На одних двигателях шайба практически совпадает с диаметром толкателя и устанавливается в гнездо, которое находится в верхней части толкателя; такую конструкцию называют «толкателем с регулировочными шайбами сверху» (см. Рис.3). Шайбу можно заменить, удерживая толкатель в нижнем положении, при помощи специального приспособления так, чтобы образовался зазор между толкателем и распредвалом, достаточный для снятия и установки шайбы.

3.Типичный механизм привода газораспределения типа DOHC в разрезе, показывавшем устройство чашеобразных толкателей с регулировочными шайбами сверху

На других двигателях шайба намного меньше и располагается под толкателем в центре держателя пружины клапана. При этом она опирается непосредственно на торец стержня клапана: такую конструкцию называют «толкателем с регулировочными шайбами снизу» (см. рис. 4).

4.Типичный механизм привода газораспределения типа DOHC в разрезе, показывающем устройство чашеобразных толкателей с регулировочными шайбами снизу

Таким образом, масса деталей, перемещающихся возвратнопоступательно, при использовании небольших прокладок снижается еще сильнее, но появляется необходимость демонтажа распредвала при каждой процедуре регулировки зазора в клапанах, что повышает стоимость и трудоемкостъ обслуживания. Для того, чтобы избежать трудностей, связанных с необходимостью применения специальных приспособлений или демонтажа распредвала, на некоторых двигателях с газораспределительным механизмом DOHC вместо «чашеобразных толкателей» используют небольшие легкие коромысла {см. рис. 5).

5. Механизм привода газораспределения типа DOHC демонстрирующий не прямое воздействие на клапан при помощи коротких коромысел или рокеров, которые позволяют упростить регулировку зазоров в клапанном механизме

На некоторых двигателях с подобной схемой коромысла снабжены традиционным регулировочным винтом и контргайкой. На других коромысла опираются на небольшую шайбу, расположенную по центру держате ля пружины клапана, а сами коромысла установлены на валах, длина которых превышает ширину коромысла. Для удержания коромысла над клапаном на валу расположена пружина. Для замены регулировочной шайбы коромысла сдвигаются в сторону пружины так, чтобы шайбу можно было вынуть…….

……продолжение в следующей статье

Что дает спортивный распредвал

Автолюбители, которые боряться за каждую дополнительную лошадку своего двигателя не пропустят такого важного шага тюнинга, как установка спортивного распредвала.

Если вы решили сделать тюнинг двигателя, то замена распредвала это определяющая составляющая, которая влияет на скорость подъема и время открытия клапанов, что сказывается на режимах работы двигателя.

Зачем менять распределительный вал?

Каждый автолюбитель, который увлекается тюнингом, понимает, что автопроизводители выпускают автомобили, которые востребованы большим количеством потребителей, а ему же хочется чего-то оригинального, единственного в своем роде.

Обычно большое внимание уделяется мощности двигателя автомобиля, но на самом деле необходимо помнить о крутящем моменте коленчатого вала. Для самой большой мощности должны быть максимальные предельные обороты.

Гонщики любят, когда двигатель имеет хорошую тягу на низких частотах вращения коленчатого вала.

Установка спортивного распредвала дает возможность оптимально смешивать горючую смесь, за счет увеличения подъема клапанов. Еще спортивные распредвалы имеют другую границу детонации, чем обычные.

 Какой спортивный распредвал выбрать?

Спортивные распредвалы бывают нескольких типов:

— низовой распределительный вал предназначенный для городской езды;

— универсальный распределительный вал, предназначенный как для городского движения, так и для трассы;

— верховой распределительный вал, предназначенный для движения на трассе.

От выбора объема распредвала зависит мощность двигателя:

·        Распредвал с меньшим подъемом клапанов положительно сказывается в мощности двигателя на низких частотах;

·         Распредвал с большим подъемом клапанов положительно сказывается в мощности двигателя на высоких частотах;

Форма профиля кулачка распредвала влияет на увеличение тяги на низах (широкий и плавный профиль кулачка распредвала) или верхах (узкий и острый профиль кулачка распредвала).

Главное после установки спортивного распределительного вала не забудьте отрегулировать клапана.

Спортивный распределительный вал является элементом тюнинга двигателя и его замена становится популярной как среди гонщиков, так и среди обычных водителей.

Распредвал в двигателе фото | Хитрости Жизни

Распределительный вал, в сокращенном варианте распредвал – основная часть главного распределительного механизма или ГРМ, важный элемент автомобильного двигателя. Его задача заключается в синхронизации впускного и выпускного тактов работы ДВС.

Конструктивные особенности

Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в головке блока цилиндров. На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с коленвалом. Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.

Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.

Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.

На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.

Устройство распределительного вала.

Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя масляного насоса.

Принцип работы

Распределительный вал двигателя, располагаемый в блоке цилиндров, приводится в движение зубчатой или цепной передачей от коленвала.

Вращаясь, распредвал проворачивает располагающиеся на на нем кулачки, которые попеременно воздействуют на впускные и выпускные клапана цилиндров, обеспечивая их открывание-закрывание в определенном порядке, уникальном для каждой модели ДВС.

Рабочий цикл двигателя (поочередное движение каждого из клапанов цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленвала. За это время распределительный вал должен выполнить только один оборот, поэтому его шестерня имеет вдвое больше зубьев.

В одном ДВС может быть больше одного распределительного вала. Их точное количество определяется конфигурацией двигателя. Наиболее распространенные бюджетные рядные моторы, имеющие по паре клапанов для каждого цилиндра, оборудуются только одним распредвалом. Для систем с двумя парами клапанов нужно использовать уже два распределительных вала. Например, силовые агрегаты с другим расположением цилиндров имеют или единственный распределительный вал, установленный в развале, или пару – для каждой головки блока отдельно.

Поломки распредвала

Существует довольно много причин, по которым в работу двигателя вплетается стук распредвала, что свидетельствует о появлении проблем с ним. Вот только наиболее типичные из них:

Распределительный вал требует должного ухода: замену сальников, подшипников и периодичной дефектовке.

По утверждениям специалистов при возникновении легкого стука распредвала автомобиль может ездить еще не один месяц, но это ведет к усиленному износу цилиндров и других деталей. Поэтому при обнаружении проблемы следует заняться ее устранением. Распредвал – разборный механизм, поэтому ремонт чаще всего осуществляется методом замены его всего или только некоторых элементов, например, подшипников.

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Установка спортивного распредвала — один из самых распространенных видов тюнинга двигателя. Валы “верховые”, “низовые” — что это такое и как это работает?

Распределительный вал — это механический “мозг” двигателя, определяющий скорость подъема и продолжительность открытия клапанов, что в большей степени формирует характер работы двигателя.

Причина замены стандартного вала на спортивный распредвал примерно та же, что и других деталей и узлов. Штатная деталь слишком усредненная, разработана в соответствии с запросами максимального количества потребителей.

Основной характеристикой двигателя автомобиля обычно считают его мощность. В действительности же влияние на характер автомобиля оказывают не только максимальная мощность, но и крутящий момент. Ведь наибольшую мощность в стандартном автомобиле можно реализовать только при определенных оборотах, близких к максимальным. “Горячему” водителю нужен приемистый двигатель, который при трогании с места и разгоне, не напрягаясь, “идет” за педалью газа. Это обеспечивает крутящий момент, если он достаточно большой и относительно постоянный на низких и средних оборотах.


Стандартные двигатели с точки зрения гонщиков имеют существенный недостаток — отсутствие тяги на низких частотах вращения коленвала.

Спортивный распредвал обеспечивает оптимальную подачу полноценного заряда смеси в цилиндр путем увеличения высоты подъема клапанов. Тюнинговые кулачки отличаются исключительной плавностью профиля, что обеспечивает надежную работу механизма газораспределения. Особенностью спортивных валов является то, что их применение отодвигает границу детонации (стук пальцев), в особенности на малых частотах вращения коленвала.

Существуют различные спортивные распредвалы, предназначенные для разных целей:
низовой моментный вал для городской езды;
универсальный вал “город — трасса”;
верховой вал “трасса”.

Выбирая для двигателя определенного объема распредвал с меньшим подъемом клапанов, мы в наибольшей степени реализуем положительный эффект на низких частотах вращения коленвала. Распредвал с большим подъемом кулачков позволяет повысить мощность на высоких частотах.

При подборе вала, как правило, стараются изменить кривую крутящего момента или мощности в диапазоне рабочих режимов двигателя в зависимости от стиля вождения и пожеланий владельца автомобиля. Максимальные значения либо смещают в область низких оборотов, и тогда вал условно называют “низовым”, либо в область высоких оборотов — тогда он будет “верховым”.

Если мы хотим увеличить эффективность в заданных оборотах, придется пожертвовать другими параметрами. Так, “низовые” валы проигрывают в зоне высоких оборотов, а верховые, соответственно, на холостом ходу и при низких частотах вращения. Отвечает за изменения профиль кулачка. Для увеличения тяги на “низах” его делают более широким и плавным, если требуется мощность на “верхах” — более узким и острым.


Соответственно, если вы готовите машину к “драгу”, стоит установить вал “низы—середина”. А если вас не устраивает “тупизна” автомобиля на трассе — “верховой”.

После установки спортивного распредвала надо отрегулировать клапаны с помощью разрезной шестерни. Может оказаться, что при одинаковом подъеме обоих клапанов в момент перекрытия измененный распредвал не даст желаемого эффекта. Если выставить распредвал на “опережение”, то впускной клапан будет подниматься больше, чем выпускной, — это даст прирост мощности на высоких оборотах. Установка распредвала на “запаздывание” обеспечит больший подъем выпускного клапана, чем впускного, и увеличение тяги в области низких оборотов.

Чтобы ни говорили про спортивные валы — это полноценный тюнинг двигателя. Удивительно, но спортивный распределительный вал находит своих поклонников не только среди любителей езды “погорячей”, но и среди обычных автолюбителей.

Автор: AutoLubitel Просмотров: 10169

Основной функцией распределительного вала (распредвала) является обеспечение открытия/закрытия впускных и выпускных клапанов, при помощи которых осуществляется подача ТВС (топливовоздушной смеси) и вывод образовавшихся газов. Распредвал является главной деталью ГРМ (газораспределительного механизма), принимающей участие в сложном процессе газообмена в автомобильном двигателе.

Современный ГРМ может оснащаться одним или двумя распредвалами. В механизме с одним валом сразу обслуживаются все клапаны впуска и выпуска (по 1 клапану впуска и выпуска на цилиндр). В механизме, оснащенном двумя валами, один распредвал запускает клапаны впуска, другой вал – клапаны выпуска (по 2 клапана впуска и выпуска на цилиндр).

Расположение газораспределительного механизма напрямую зависит от типа автомобильного двигателя. Различают ГРМ с верхним клапанным расположением (в цилиндровом блоке) и с нижним клапанным расположением (в головке цилиндрового блока).

Наиболее распространенным вариантом является верхнее расположение, благодаря чему возможно осуществить эффективную настройку и обслуживание распределительного вала.

Принцип действия и устройство распредвала

Распределительный вал соединяется с коленвалом при помощи цепи или ремня, надетого на шкив распредвала и звездочку коленчатого вала. Вращательные движения вала в опорах обеспечивают специальные подшипники скольжения, благодаря этому вал воздействует на клапана, запускающие работу клапанов цилиндров. Этот процесс происходит в соответствии с фазами образования и распределения газов, а также рабочим циклом двигателя.

Установка фаз распределения газов происходит согласно установочным меткам, которые имеются на шестернях или шкиве. Правильная установка обеспечивает соблюдение последовательности наступления рабочих циклов двигателя.

Основной деталью распредвала являются кулачки. При этом количество кулачков, которыми оснащается распредвал, зависит от количества клапанов. Основное назначение кулачков – осуществление регулировки фаз процесса газообразования. В зависимости от типа конструкции ГРМ кулачки могут взаимодействовать с коромыслом или толкателем.


«Nockenwelle ani». Под лицензией Public domain с сайта Викисклада — https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nockenwelle_ani.gif#mediaviewer/File:Nockenwelle_ani.gif

Кулачки устанавливаются между опорными шейками, по два на каждый цилиндр двигателя. Распредвалу во время работы приходится преодолевать сопротивление пружин клапанов, которые служат возвратным механизмом, приводя клапана в исходное (закрытое) положение.

На преодоление этих усилий расходуется полезная мощность двигателя, поэтому конструкторы постоянно думают, как можно уменьшить потери мощности.

Для того чтобы уменьшить трение между толкателем и кулачком, толкатель может оснащаться специальным роликом.

Помимо этого, разработан специальный десмодромный механизм, в котором реализована беспружинная система.

Опоры распределительных валов оснащены крышками, при этом передняя крышка является общей. Она имеет упорные фланцы, которые соединяются с шейками валов.

Распредвал изготавливается одним из двух способов – ковкой из стали или литьем из чугуна.

Системы фаз газораспределения

Как уже было сказано выше, количество распредвалов соответствует типу двигателя.

В рядных двигателях с одной парой клапанов (по одному клапану впуска и выпуска) цилиндр оснащается только одним валом. В рядных двигателях с двумя парами клапанов установлено два вала.

В двигателях оппозитных и V-образных может быть установлен один вал (в развале), либо два в каждой головке блока цилиндров.

В настоящее время современные двигатели могут быть оснащены различными системами фаз газораспределения:

  • VVT-i. В подобной технологии фазы регулируются поворотом распределительного вала по отношению к звездочке на приводе
  • Valvetronic. Технология позволяет регулировать высоту подъема клапанов за счет смещения оси вращения коромысла
  • VTEC. Данная технология предполагает регулирование фаз распределения газов за счет использования кулачков на регулируемом клапане

Итак, подытожим… распредвал, являясь основным звеном газораспределительного механизма, обеспечивает своевременное и точное открытие клапанов двигателя. Это обеспечивается точной подгонкой формы кулачков, которые надавливая на толкатели, заставляют клапана двигаться.

Выбор распределительного вала

Распределительный вал (в дальнейшем распредвал) предназначен для передачи движения клапанам от коленчатого вала. Обычно он выполняется целиком с кулачками и некоторыми элементами привода. Распределительные валы изготовляют из цементуемой или из углеродистой стали. Распредвалы для тюнинга автомобилей ВАЗ имеют несколько основных параметров, в которых мы и попробуем разобраться для того, что бы осознанно выбрать распредвал.

Основные термины и вопросы:

Почему все стремятся увеличить обороты двигателя?

Как известно, крутящий момент — это произведение давления на поршень и плеча коленвала, а мощность — это произведение момента на обороты двигателя. Именно поэтому все стремятся увеличить в том числе и обороты двигателя и важную роль здесь играет конструкция тюнингового или спортивного распредвала.

Стандартный распредвал

Подъем 16 клапанного распредвала — 7,55 мм, угол открытия клапана — 273 град. перекрытием клапанов 0,3 мм.

Подъем распредвала

Не самый главный параметр при выборе распредвала, характеризует максимальную величину подъема клапана и, как следствие, выталкивание/всасывание большего количества топливо-воздушной смеси из камеры сгорания в единицу времени. Мы назвали его не самым главным, потому что есть и другие способы увеличить количество смеси попадающей в цилиндры через клапана (например, установка клапанов большего диаметра). Большой подъем предпочтителен для высокооборотистых и большеобъемных двигателей.

Полнобазный распредвал, не полнобазный распредвал

Подъем распредвала определяется по формуле Подъем=А-Б где А -расстояние от от оси распредвала до вершины кулачка, Б — расстояние от заводской базы до оси распредвала. Как в

идно из формулы, увеличить подъем распредвала можно либо увеличив А, либо уменьшив Б. Когда заготовка не позволяет дальше увеличивать расстояние А (нехватает «мяса», обычно когда распредвал изготавливается из стандартной заготовки), начинают уменьшать расстояние Б и появляется расстояние Б1, и, как видно из формулы, подъем распредвала увеличивается.
При установке неполнобазного распредвала, что бы компенсировать появившийся зазор между базой и клапаном, используют так называемые «подпятники» или «таблетки» — это набор кружочков определенной толщины . Использование неполнобазных валов в спорте крайне не желательно, так как общая конструкция с появлением лишних деталей теряет надежность.

Время открытия клапана (не путать с перекрытием)

Определяется профилем кулачка — чем он более острый, тем время, в течении которого клапан будет открыт — меньше, чем более «выпуклый» — тем время открытия, соответственно, дольше. Так же с помощью профиля кулачка можно регулировать скорость открытия/закрытия клапана в пределах одного такта.

Фаза распредвала

Фаза — это момент открытия и закрытия клапанов относительно положения коленчатого вала (КВ). На что влияет увеличение или уменьшение фазы можно понять на примере сравнения процессов в стандартном газораспределительном механизме (ГРМ) и ГРМ с использованием тюнингового распредвала.

В стандартном ГРМ в первом такте работы двигателя впускной клапан открывается сразу же, как только поршень начинает свое движение к НМТ. При использовании тюнингового распредвала с увеличенными фазами газораспределения. В первом такте впуска поршень начинает свое движение к НМТ, а впускной клапан все еще закрыт, и когда в цилиндре образуется достаточное разряжение — впускной клапан открывается и топливно- воздушная смесь буквально врывается в камеру сгорания.
Поскольку при высоких оборотах появляется инертность при заполнении топливно-воздушной смесью камеры сгорания, таким образом, мы увеличиваем скорость наполнения цилиндра, что очень важно при повышенных оборотах.
Теперь рассмотрим фазу выпуска на стандартном распредвале. Дойдя до НМТ, поршень начинает такт вытеснения отработанных газов через выпускной клапан. Выпускной клапан открывается вместе с началом движения поршня и закрывается в конце такта. При использовании тюнингового распредвала с широкими фазами процесс приобретает несколько иной вид. После воспламенения рабочей смеси поршень совершает работу и движется к НМТ.
В конце своего движения работа практически равна нулю, и, что бы ускорить освобождение камеры от выхлопных газов, имеет смысл начать открывать впускной клапан. Что и происходит при использовании тюнингового распредвала.

Перекрытие клапанов

Перекрытие клапанов — это момент, когда клапан впуска и клапан выпуска одновременно находятся в открытом состоянии, то есть выпускной клапан еще не закрылся, а впускной уже открылся. Поршень в этот момент находится в ВМТ. Одновременное открытие клапанов необходимо для так называемой продувки цилиндра, когда отработанные газы увлекают за собой рабочую смесь через клапан впуска. ( к слову сказать здесь нам может помочь настроенный выпускной коллектор или «паук») Величина перекрытия выражается в мм ( в стандартном ГРМ перекрытия равны практически 0)

Почему распредвалы с большой фазой нестабильно работают на холостом ходу?

Ну, во-первых, при использовании широкофазных валов в начале такта сжатия впускной клапан все еще открыт и часть топливно-воздушной смеси уходит во впускной канал. Во-вторых в конце рабочего хода поршня выпускной клапан уже открыт и давление в цилиндре падает, вместо того что бы совершать полезную работу.
Итак, на основании вышесказанного можно сделать вывод, что распредвалы с большим подъемом и широкой фазой лучше выбирать только для спорта, потому что их установка требует много доработок, и езда в городском режиме очень некомфортна, а постоянное выкручивание двигателя в зону высоких оборотов приводит к уменьшению ресурса. Поэтому для тюнинга можно рекомендовать распредвал с широкой фазой и небольшим подъемом.

Что такое распределительный вал и как он работает?

Распределительные валы — еще один из многих важных компонентов, необходимых для работы двигателя внутреннего сгорания, но что такое распределительный вал 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 с помощью поршней, коленчатого вала и трансмиссии.

Звучит достаточно просто, но, как мы знаем, внутреннее сгорание претерпело больше усовершенствований и усовершенствований, чем любой другой механизм на планете, так что теперь это чрезвычайно сложная система деталей.

Распределительный вал, однако, является одной из старых деталей и исправно работает с первых дней изобретения и развития двигателей. Это связано с тем, что сам кулачок является невероятно древней идеей, восходящей к Турции 13 -го -го века, где он использовался в различных механизмах легендарным Исмаилом аль-Джазари и описан в его «Книге знаний гениальной механики». Устройства».

Перенесемся в 21-й -й век, и его принципы работы сейчас такие же, как и тогда.

Синхронность и форма

Распределительный вал представляет собой относительно простой компонент — простой отрезок стержня или вала с расположенными вдоль него фигурными кулачками, которые были названы « кулачковыми выступами ». Когда вал вращается, форма кулачка позволяет ему воздействовать на клапан или переключаться в степени, соответствующей жесткости его формы, при этом скорость вращения контролирует 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 воздушно-топливной смеси, поступающей в камеру, и то, насколько эффективно отработавшие выхлопные газы от предыдущего зажигания могут покинуть камеру, освобождая место для следующего заряда.

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 оказывают сильное влияние на производительность.

Для обеспечения этого момента распределительные валы соединены через зубчатый ремень или цепь с поворотом коленчатого вала, который непосредственно перемещает поршни внутри цилиндра. Более того, форма самих кулачков также тщательно продумана для контроля скорости открытия и закрытия клапанов. Это более известно как система изменения фаз газораспределения .



Основное действие кулачка.

Преимущества в цифрах

В двигателе может быть различное количество распределительных валов, в зависимости от его расположения цилиндров и работы клапана.Поскольку вам нужен как минимум один распределительный вал на ряд цилиндров, для рядных двигателей требуется всего один распределительный вал, тогда как для V-образного расположения потребуется как минимум два. В некоторых двигателях используются двойные верхние распределительные валы (DOHC), поэтому их может быть до четырех на два ряда цилиндров.

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

Четыре клапана на цилиндр являются распространенной конфигурацией из-за ее эффективности, поскольку при этом используется максимальное пространство головки цилиндров.Хотя SOHC также может управлять четырьмя клапанами на цилиндр, для этого требуется сложная система штоков и кулачков, поэтому вместо этого предпочтительнее использовать DOHC.


Вся система в работе.

Изменения на горизонте

В значительной степени DOHC позволяет использовать более сложную технологию клапанов, которая работает для изменения синхронизации, продолжительности и подъема клапанов. Этот контроль может повысить эффективность использования топлива, увеличить мощность и уменьшить выбросы, когда это необходимо, в зависимости от ситуации.

В последние годы это была крупная инновация в конструкции двигателя, и почти 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 распределительным валом, чтобы изменить производительность. Одна из первых систем использовала давление масла для изменения работы клапана.

Лучшая система еще не выбрана, но вы можете быть уверены, что все больше таких систем найдут свое применение в двигателях, поскольку бесконечный поиск эффективности и мощности продолжается — и скромный распределительный вал становится еще одной частью, чтобы увидеть его переосмысление дизайна и роли.

MAT FOUNDRY GROUP ЯВЛЯЕТСЯ ВЕДУЩИМ ПРОИЗВОДИТЕЛЕМ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ ИЗ СЕРОГО И КОВКОГО ЧУГУНА. ЧТОБЫ УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О НАС ПОСМОТРЕТЬ НАШИ ПРОДУКТЫ ИЛИ СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ СЕГОДНЯ

Как разобрать и собрать распредвалы

При разборке и сборке распределительного вала всегда необходимо строго следовать инструкциям производителя для конкретного типа двигателя (например, в соответствии с процедурой в руководстве по ремонту). Особенно важно следующее (в зависимости от типа двигателя):

Разборка распределительного вала

  1. Пометьте кронштейны коромысел так, чтобы их нельзя было поменять местами.
  2. Убедитесь, что вы точно следуете процедуре ослабления и затягивания болтов коромысел (болт A) с помощью предписанного динамометрического ключа. Убедитесь, что вы поставили болты в той же конфигурации, что и снятые, чтобы избежать путаницы. Осмотрите монтажные отверстия для болтов и удалите остатки масла и грязи.
  3. Следуйте предписанной процедуре разборки и последующей установки крышек подшипников во избежание путаницы с первоначальным заказом. Осмотрите болты крышки подшипника (болт B) на наличие повреждений (если они повреждены, замените их).
  4. Проверьте все компоненты, непосредственно связанные с распределительным валом.
  5. При обнаружении в моторном масле повышенной концентрации металлических частиц необходимо провести тщательную очистку маслоподачи и заменить не только масло и масляный фильтр, но и масляный радиатор. Проверьте давление масла в соответствии с инструкциями производителя двигателя.

Сборка распределительного вала

  1. Перед сборкой распределительного вала (особенно в одной головке блока цилиндров) необходимо провести контроль плоскостности (деформации) головки блока цилиндров.Обратите особое внимание на совмещение отдельных положений распределительного вала. При укладке и затягивании кулачка в головку блока цилиндров, который находится не в идеальном положении; более или менее определенно, что вы получите осложнения. Смотрите картинку.
  2. Проверить осевой и радиальный зазор распределительного вала, который должен соответствовать значениям, указанным производителем двигателя. Измерьте осевой зазор, например, с помощью указателя. Радиальный зазор должен быть измерен во всех положениях e.грамм. с пластиковым датчиком (его можно заказать под номером заказа 50009880) см. рисунок ниже. При затяжке с требуемым крутящим моментом кулачок должен оказывать адекватное и равномерное сопротивление. Выполните измерение в соответствии с процедурой, указанной изготовителем двигателя.
  3. При сборке подшипников очистить места прилегания к головке блока цилиндров и крышкам подшипников.
  4. При установке смажьте маслом поверхности вкладышей подшипников и кулачки.
  5. Строго следите за точной регулировкой кулачка при сборке.
  6. Осмотрите насосно-форсуночный узел, при необходимости отрегулируйте.
  7. Затяните болт ступицы кулачка с указанным моментом и убедитесь, что резьба чистая. Мы всегда рекомендуем заменить болт на новый.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если какая-либо из этих процедур пропущена или не выполнена, как кулачок, так и другие детали двигателя могут быть повреждены. В случае рекламации по гарантии на кулачок необходимо предоставить доказуемые доказательства значений измерений, указанных в пунктах 1 и 2 настоящей инструкции по сборке.При отсутствии замеров необходимо предоставить головку блока цилиндров на осмотр.

2,5ПД – ОСОБЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

  • При сборке кулачка установите поршни почти равномерно ниже верхней мертвой точки (ВМТ). Ни один клапан не должен быть нажат.
  • Убедиться, что замки вкладышей подшипников скольжения правильно установлены в крышке подшипника и головном цилиндре.
  • Строго соблюдайте процедуру установки разборки и сборки кулачкового ведущего колеса в соответствии с инструкциями производителя двигателя.Осмотрите зубчатую передачу на предмет повреждений и потенциально свободного зазора. Перед сборкой распределительного вала правильно установите шайбу на вал. Смажьте маслом всю поверхность шестерни распределительного вала. Установите колесо правильно, как указано. Используйте новый крепежный болт.
  • При сборке и разборке кулачка рекомендуем использовать продукты, указанные производителем двигателя.

Несоблюдение рекомендуемой производителем процедуры сборки может привести к повреждению кулачка.

ПРИМЕЧАНИЕ: После установки гидрокомпенсаторов необходимо оставить двигатель выключенным (НЕ ЗАПУСКАТЬ ДВИГАТЕЛЬ) не менее чем на 30 минут. Это связано с тем, что отдельные элементы гидравлической центровки должны «оседать». После того, как все работы с клапанным механизмом выполнены, необходимо осторожно провернуть двигатель на два оборота, чтобы убедиться, что после запуска двигателя не происходит столкновения поршневого клапана. Всегда используйте моторное масло, указанное производителем.

 

История и сущность распределительных валов

Распределительные валы веками были частью техники. Ранний кулачок был встроен в эллинистические водяные автоматы 3-го века до нашей эры, что, вероятно, является первым инженерным упоминанием распределительных валов. С тех пор распределительные валы использовались во всем, от устройств для измерения времени вождения до музыкальных шкатулок и, что более важно, в нашем обсуждении… в двигателе внутреннего сгорания.

Мы кратко рассмотрим историю распределительных валов, людей и компании, которые начали шлифовать распределительные валы для гоночных двигателей с более высокими характеристиками, и, наконец, мы поговорим о текущих тенденциях и о том, куда движется будущее распределительных валов.

Что делает распределительный вал?

Распределительный вал вращается внутри блока цилиндров, обычно приводимый в движение коленчатым валом. Когда он вращается, его лепестки — или кулачки — открывают и закрывают впускной и выпускной клапаны вашего двигателя одновременно с поршнем, чтобы впустить воздух и выпустить выхлоп.

Более крутые скаты и закругленная передняя часть являются идентифицирующими деталями распределительного вала роликового типа.

Форма кулачков распределительного вала влияет на работу двигателя, особенно на высоких оборотах. При 4000 об/мин клапаны открываются и закрываются примерно 2000 раз в минуту. Это позволяет воздуху входить и выходить из двигателя очень быстро. Чем быстрее работает двигатель, тем больший поток воздуха ему требуется. Гоночные шлифовальные станки знают это и шлифуют кулачки распределительного вала, чтобы они дольше оставались открытыми, чтобы воздух мог течь на более высоких скоростях.

При выборе наилучшего распределительного вала для каждой области применения необходимо учитывать ряд соображений. – Chase Knight, Crane Cams

Воздух поступает в цилиндр очень быстро к моменту, когда поршень находится в нижней части своего хода; если бы клапан внезапно закрылся, поток воздуха в цилиндр остановился бы, и он потерял бы импульс. Чем быстрее работает двигатель, тем больше импульса ему требуется. Поэтому лучше оставить клапан открытым немного дольше, чтобы воздух продолжал течь на более высоких скоростях.

Кулачки распределительного вала могут быть размещены на распределительном валу, где синхронизация событий клапана происходит раньше или позже по отношению к движению поршня. Синхронизация распределительного вала может быть увеличена для получения лучшего крутящего момента на низких оборотах или запаздывать для повышения мощности на высоких оборотах. Любой из этих способов уменьшает или увеличивает общую мощность двигателя по шкале оборотов соответственно.

Лепестки распределительного вала могут быть размещены на распределительном валу, где события фаз газораспределения могут происходить раньше или позже в цикле.Измерение точности синхронизации событий и величины подъемной силы на лепестке имеет решающее значение для высокопроизводительных двигателей с меньшим окном настройки.

Специалист по распределительным валам

COMP Cams Джей Адамс говорит: «Большую часть времени легче перемещать крутящий момент во всем диапазоне оборотов с помощью специального кулачка в гоночных приложениях, потому что предполагаемый рабочий диапазон оборотов значительно более узкий, чем мы могли бы найти в уличная машина. Поскольку вы настраиваете кулачок на более узкий диапазон оборотов, изменение угла наклона кулачка будет иметь более драматический эффект, а результаты, как правило, будут более немедленными и их легче почувствовать при индивидуальном шлифовании.

ГЛОССАРИЙ ТЕРМИНОВ

ADVANCE : Что касается фаз газораспределения, опережение позволяет впускным и/или выпускным клапанам открываться и закрываться раньше в цикле двигателя.

BASE CRICLE : Концентрическая или круглая часть выступа кулачка, где производится регулировка клапанного зазора (также называемая пяткой).

СТЕПЕНЬ КУЛАЧКА :Процесс измерения точного положения распределительного вала относительно цикла сгорания. Этот процесс позволяет отрегулировать синхронизацию кулачка в соответствии с рабочими характеристиками двигателя.

НАГРУЗКА ЗАКРЫТИЯ : Часть кулачка распределительного вала от носика (самая высокая точка подъема кулачка) до закрытого положения клапана.

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ : Количество времени, измеряемое в градусах, в течение которого клапаны находятся вне седла во время цикла подъема кулачка кулачка.

ОСЕВАЯ ЛИНИЯ ВПУСКА : Средняя точка впускного патрубка.

ПОДЪЕМ : Расстояние, на которое клапан перемещается до максимального открытого положения, измеряется в долях дюйма.

ПОДЪЕМНИК : Обычно роликовый или плоский компаньон распределительного вала, который передает действие распределительного вала на остальную часть клапанного механизма путем скольжения или качения по поверхности кулачка.

КУЛАЧОК : Кулачок эксцентричен по отношению к кулачковым подшипникам распределительного вала и передает подъемное движение через клапанный механизм для управления клапанами. Конструкция кулачка определяет использование распределительного вала, т. Е. Использование на улице, тотальная конкуренция.

УГОЛ РАЗДЕЛЕНИЯ КЛАПАНОВ : Расстояние в градусах кулачка между точкой максимального подъема на впускном кулачке и точкой максимального подъема на кулачке на выпуске.

НАГРУЗКА ОТКРЫТИЯ : Отвечает за открытие клапана до его максимальной точки подъема, эта часть кулачка распределительного вала расположена между базовой окружностью и пиком лепестка или носом.

ПЕРЕКРЫТИЕ : Ситуация, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно, когда поршень находится в ВМТ.

ЗАДЕРЖКА : Что касается синхронизации распределительного вала, задержка позволяет впускным и/или выпускным клапанам открываться и закрываться позже в цикле двигателя.

ТВЕРДЫЙ ПОДЪЕМНИК : Чисто механические кулачковые толкатели. Для этого толкателя или толкателя требуются либо регулируемые толкатели, либо регулируемые коромысла для получения требуемого зазора клапана.

СТОЙКА КЛАПАНА : Измерение между кончиком штока клапана и кончиком коромысла. Зазор клапана всегда измеряется, когда толкатель находится вне выступа кулачка.

Далее Адамс сказал: «Многие люди застревают в синдроме «один размер подходит всем». Что-то, что может хорошо работать в уличном автомобиле весом 3600 фунтов, может быть неоптимальным для гоночного автомобиля весом 3150 фунтов или полноприводного грузовика весом 6000 фунтов.Выбор стандартного кулачка зависит как от области применения, так и от степени сжатия и размера двигателя. Неправильный серийный распредвал не столько лишит лошадиных сил, сколько уменьшит крутящий момент, если он не соответствует весу, использованию и диапазону оборотов автомобиля».

Смоки Юник однажды объяснил, что отношения с компанией, производящей видеокамеры, жизненно важны для карьеры гонщика на трассе. По словам Смоки, «единственный способ построить такие отношения — позвонить в компанию по производству распредвалов и поговорить с ними.«Будет один или несколько, с которыми вы будете чувствовать себя комфортно, и вам нужно придерживаться этой компании. Эти компании, производящие распределительные валы, вкладывают средства в то, чтобы вы получили правильный кулачок для своего приложения, потому что они хотят, чтобы ваш бизнес оставался на всю жизнь. Кроме того, они являются экспертами в очень технической области с годами исследований и разработок, стоящих за их продуктами.

В начале

Первые конструкторы двигателей были на удивление хорошо осведомлены о синхронизации фаз газораспределения и ее влиянии на характеристики двигателя.До 1908 года в отчете инженера Ford Августа Дегнера подробно описывалось исследование Ford Model N (модели, которая предшествовала модели T). Группа сравнила кулачок с продолжительностью впуска и выпуска 205/217 с кулачком с 210/224. Оба распределительных вала имели довольно плотное, 108,5 и 109 градусов, разделение лепестков (мы вскоре рассмотрим разделение лепестков). Кулачок с более короткой продолжительностью был задержан на 0,5 градуса, а кулачок с большей продолжительностью — на 3,5 градуса. Группа пришла к выводу, что кулачок с большим сроком действия обеспечивает наибольшую мощность (при 1400 об / мин), в то время как кулачок с самым коротким сроком действия обеспечивает лучшую управляемость.Для автомобиля был выбран кулачок с более короткой продолжительностью.

Исходя из этого, мы можем предположить, что инженеры рубежа веков понимали значение профилей распределительных валов и синхронизации событий в двигателях внутреннего сгорания. Следующие десятилетия оказались стремлением к большей мощности. Эда Уинфилда часто называют «отцом гоночной камеры». Недавно покинувший Харви Крейн-младший сказал об Уинфилде: «Эд Уинфилд занял первое место в гоночной индустрии, и он сделал это, когда этот пол был сделан из грязи.

…изменение степени наклона кулачка будет иметь более выраженный эффект, а результаты, как правило, будут более быстрыми и более ощутимыми при специальной заточке. – Джей Адамс, Comp Cams

Если вам посчастливилось иметь карбюратор Winfield, распределительный вал или головку блока цилиндров, вы были лучшим псом. Если вам посчастливилось получить все три, вы, вероятно, собирались появиться в следующем Indy 500.

Станки для шлифовки распределительных валов Early Racing

В то время семья Уинфилда была достаточно обеспеченной, и юный Эд убедил свою мать, преуспевающего агента по недвижимости в Лос-Анджелесе, купить подержанный круглошлифовальный станок.Уинфилд модифицировал машину, чтобы она подходила к качающемуся столу, чтобы он мог шлифовать кулачки кулачка. Его первыми усилиями были перешлифованные распределительные валы для Ford Model T, которые предназначались для кольцевых гонок, гонок по грунтовым дорогам и дорожкам с деревянными досками. Winfield предлагал два разных профиля кулачка: Semi-Race и Full-Race. Вскоре после этого он решил сделать профиль, который подходил бы между этими двумя, и родился «гоночный кулачок на три четверти».

Уинфилд обучался у Гарри Миллера, известного гоночного автомобиля Миллера, где он научился обрабатывать детали двигателя в механической мастерской Миллера.Из этих скудных начинаний Уинфилд создал свои собственные модели распределительных валов и научил других, как шлифовать кулачки. Харви Крейн сказал, что «дерево компаний Winfield, производящих распределительные валы, породило почти все гоночные компании, производящие распределительные валы. Либо прямо, либо косвенно». Заметным исключением был Пьер Луи Бертран, которого друзья называли Питом.

Бертран родился в Мексике, но его семья переехала на ферму в Небраске, где вырос Пит. Строительство и гонки на гоночных автомобилях по бездорожью стали его страстью, и в 1930-х годах Бертран переехал в Калифорнию с гоночным автомобилем на буксире.Бертран попал в серьезную аварию на трассе AAA Pacific Coast Sprint Car в 1935 году, где он попал в больницу на длительное время. Вскоре после выписки из больницы Бертран попал в очередную аварию на гонках, где снова оказался в больнице. На этот раз он повесил шлем.

Чтобы оставаться рядом со спортом, Бертран начал точить кулачки для местных гонщиков. Он стал конкурентом Уинфилда, и, благодаря лояльности и выбору клиентов, продажи кулачков продавались между восточной и западной частями Лос-Анджелеса для гонщиков.Бертран неожиданно скончался в 1942 году в возрасте 40 лет. Один из сотрудников Бертрана, Клейтон «Клэй» Смит, купил бизнес и переименовал компанию в Clay Smith Cams.

Ранние шлифовщики кулачков не могли представить себе перекрытие событий синхронизации, величину подъема кулачков кулачка или крутые уклоны по обе стороны от кулачка, как у распределительного вала, изображенного выше. В этом не было необходимости — двигатели, для которых они притирали кулачки, были низкоскоростными.

Индустрия скорости набирает обороты

Большинство самых известных производителей кулачков, а также вспомогательные компании, которые поставляли сырье для производителей кулачков, возникли в конце 1940-х и начале 1950-х годов, причем большинство из них располагалось в Южной Калифорнии.

В эту группу входили Кенни Хармон и Клифф Коллинз (Harmon & Collins), Эд Искендерян, Говард Йохансен, Брюс и Дэйв Кроуэр, Чет Герберт, Джек Энгл, Клэй Смит и Демпси Уилсон.

Back East, компании по производству видеокамер включали Харви Дж. Крэйна-младшего (Crane Cams), Джона Скулера (Schooler Cams), Цезаря Латерио (Laterio Racing Cams), The Ambler Brothers, Рэя Джованнони (Giovannoni Cams) и нескольких других, которые отказались от тенденции SoCal и начали свою деятельность в магазинах, расположенных на восточном побережье.

В конце 50-х и начале 60-х годов эти компании, производящие видеокамеры, пережили бурный рост. Как и многие растущие компании, некоторые распались, или бывшие сотрудники открыли собственные магазины. Среди этих недавно основанных магазинов видеокамер были Lunati Cams, Cam Dynamics, Competition Cams, Cam Techniques, General Kinetics, Sig Erson (позже известный как Erson Cams), Huggins Cams, Moon Cams, Potvin Cams, Norris Cams, Reed Cams, Racer Brown Cams. , Schneider Cams, UltraDyne Cams, Weber Cams and Race Cams, Inc.

Большинство притирок распределительных валов невозможно измерить невооруженным глазом.В карте производителя, которая поставляется с каждым распределительным валом, содержится необходимая информация. Вы должны принести свою карту кулачка со спецификациями в изготовитель двигателя вместе с кулачком.

Несмотря на то, что рост распределительных валов на вторичном рынке претерпел огромные изменения с первых дней, через эпоху взрыва маслкаров, к эффективным современным автомобилям… очень мало что изменилось с бурных двадцатых годов. Материалы стали лучше, а процессы стали более эффективными, но распределительные валы по-прежнему похожи на самые ранние гоночные распредвалы, созданные Winfield.Хотя они могут выглядеть одинаково, выбрать распределительный вал для вашего высокопроизводительного двигателя как никогда сложно.

Crane Cams Чейз Найт объясняет: «В гонках так много переменных, как правила спецификаций, конфигурации трассы, состояние поверхности трассы, различные двигатели и конфигурации автомобиля, что при выборе наилучшего необходимо учитывать множество соображений. распределительный вал для применения».

История Кэмса Клэя Смита

За короткое время компания Смита стала успешным поставщиком гоночных камер для гоночного сообщества Южной Калифорнии.Смит также выставил спринтерский автомобиль под названием Clay Smith Cams Special, которым управлял Роджер Уорд, который позже выиграет Indy 500.

Во время гонки в Дюкуан, штат Иллинойс, в 1954 году автомобиль Уорда столкнулся с другим автомобилем, проехав по трассе, где он врезался в своего владельца, Клея Смита, и убил его. Clay Smith Cams, ответвление первоначальной компании Пьера Бертрана, еще несколько раз переходило из рук в руки, пока в 1968 году не перешло во владение Джорджа Стригеля.

Clay Smith Cams сегодня находится под управлением семьи Стригель и производит не только гоночные камеры, но и различные рекламные товары, украшенные знаменитым дятлом, курящим сигару и стиснувшим зубы.

Чтение спецификации камеры

Большинство карт со спецификациями камер, которые поставляются разными компаниями, выглядят похоже, если не точно, на другие. Может быть конкретная информация о компании, например номер заточки кулачка или номер детали, но большая часть информации одинакова у разных производителей.

При чтении спецификации кулачка первое, что должно быть напечатано вверху, это тип, стиль и применение. Двигатель V8 Chevy 262-400ci, 1955-1998 годов, должен иметь распределительный вал, специально предназначенный для этого типа двигателя.В карте спецификаций должно быть указано, является ли распределительный вал механическим или гидравлическим плоским толкателем или роликовым распределительным валом. Вы должны использовать правильный толкатель для типа устанавливаемого распределительного вала.

Первые производители кулачковых шлифовальных станков знали, что изменение кулачков для перекрытия и длительности может улучшить производительность. Эта кулачковая карта показывает перекрытие между впускными и выпускными кулачками.

Спецификации

, общие для каждого производителя кулачков, включают разделение лепестков, продолжительность при подъеме 0,050 дюйма, заявленную продолжительность, подъем клапана и зазор клапана для механических толкателей.В большинстве новых спецификаций кулачков указаны степени открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Из этого набора чисел можно рассчитать перекрытие событий фаз газораспределения.

Двигатель будет иметь период перекрытия клапанов в конце такта выпуска. Впускной клапан открывается до того, как выхлопные газы полностью покинут цилиндр, и их значительная скорость способствует втягиванию свежего заряда. Разработчики кулачков стремятся закрыть выпускной клапан, как только до него доходит свежий заряд из впускного клапана.Это помогает выталкивать или очищать выхлопные газы и предотвращает потерю свежезаряженного топлива/воздуха в камере.

Спецификации

из карты кулачка также помогут изготовителю двигателя определить кулачок для двигателя. Знание того, где открывается впуск, поможет сборщику определить, опережает или запаздывает распределительный вал. Эта информация будет применена к фазе двигателя для наилучшей эффективности и мощности.

Типы распределительных валов

Кулачки

можно разделить на четыре основных типа в зависимости от того, для каких подъемников они предназначены.Кулачки с плоскими толкателями используют подъемники (также называемые толкателями, что вполне естественно) с плоскими поверхностями, которые перемещаются непосредственно по поверхности выступов кулачка. Роликовые кулачки имеют подъемники с (как вы уже догадались!) роликовыми подшипниками на концах, которые соприкасаются с распределительным валом. Хотя роликовые подъемники могут следовать более радикальным профилям кулачков и обеспечивают меньшее трение, чем плоские толкатели, они также имеют большую массу и сложность.

«Самая большая ошибка — не принимать во внимание тот факт, что плоский толкатель нуждается во взломе», — предупреждает Стив Славник из Lunati Cams.«Легкие пружины раньше были стандартом в отрасли для обкатки, но если вы не изготовитель двигателей и у вас нет оборудования, менять пружины очень сложно».

Механические и гидравлические подъемники

Flat Tappet Механические распределительные валы родились в эпоху маслкаров, когда расцвела технология клапанных механизмов. Как и гидравлический распределительный вал с плоским толкателем, механический распределительный вал с плоским толкателем также является недорогим устройством, но может давать большую мощность, чем гидравлический кулачок с плоским толкателем.Однако он требует большего обслуживания, чем гидравлический кулачок, и регулярной регулировки зазора клапана вручную.

Многие считают, что гидравлические ролики производят больше энергии, чем цельный плоский толкатель. Гидравлические ролики начинают работать непредсказуемо на более высоких оборотах и ​​даже могут быть хуже, чем гидравлический плоский толкатель, потому что они весят больше. – Стив Славник, Лунати

Другое различие заключается между «механическими» толкателями с прочными обработанными корпусами, которые передают движение непосредственно от поверхности толкателя к толкателю, и гидравлическими толкателями, в которых используется внутренний поршень, поддерживаемый давлением масла, для устранения любого провисания (известного как «плеть»). в клапанном механизме.Поскольку должен быть предусмотрен небольшой зазор для компенсирования расширения, клапанные механизмы с цельным толкателем нуждаются в периодической регулировке с учетом износа. Гидравлические распредвалы в этом внимании не нуждаются, но опять же, толкатели тяжелее и сложнее, а поршни могут «накачиваться» или заедать, из-за чего клапаны не садятся должным образом или не открываются до конца.

В кулачках с плоскими толкателями используется толкатель кулачка (подъемник), который имеет плоскую поверхность в том месте, где толкатель соприкасается с кулачком кулачка. Этот тип клапанного механизма требует большего обслуживания и периода обкатки.Компоненты «притираются» друг к другу и не могут использоваться в разных отверстиях подъемника в двигателе и не должны использоваться в других блоках двигателя.

«Каждый подъемник устанавливает точную связь с лепестком, с которым он контактирует, когда происходят процессы обкатки и раннего запуска. Минимальные различия в радиусах и контурах поверхности подъемника, конусности кулачка и смещении от центра подъемника к центру кулачка определяют эти уникальные характеристики», — объясняет Чейз Найт из Crane Cams.«Вот почему не рекомендуется помещать бывший в употреблении распределительный вал с плоскими толкателями и толкатели в другой блок, даже если толкатели устанавливаются на одни и те же кулачки».

«Многие считают, что гидравлические ролики производят больше энергии, чем цельный плоский толкатель. Гидравлические ролики начинают работать непредсказуемо на более высоких оборотах и ​​даже могут быть хуже, чем гидравлический плоский толкатель, потому что они весят больше. При прочих равных, прочный плоский толкатель создает больший крутящий момент и мощность, а также будет вращаться до тех пор, пока у вас достаточно давления пружины, чтобы им управлять», — говорит Стив Славник из Lunati.

Распределительные валы с плоскими толкателями

Распределительный вал с гидравлическим плоским толкателем является стандартом уже более 40 лет. Его успех и популярность обусловлены тем, что он недорог, требует минимального текущего обслуживания и обеспечивает хорошую мощность. Этот выбор кулачка должен использоваться с гидравлическими подъемниками, поскольку в гидравлических подъемниках используется подпружиненный плунжер с масляным демпфированием, который помогает автоматически поддерживать зазор клапана.

Распределительные валы с плоским толкателем

— одна из старейших технологий в истории автомобилестроения.«Энтузиасты до сих пор покупают удивительно большое количество распределительных валов с плоскими толкателями, — говорит Крис Дуглас из Comp Cams.

Для роликовых распределительных валов требуется толкатель кулачка, включающий роликовый подшипник, где толкатель соприкасается с кулачком кулачка. Наклоны распределительных валов Roller слишком крутые, чтобы плоские толкатели кулачка могли ездить по ним, не заглубляясь в кулачок кулачка.

Роликовые распределительные валы

Распределительные валы

с гидравлическим роликом дороже, чем распределительные валы с плоскими толкателями, но они могут генерировать еще большую мощность, чем механические кулачки с плоскими толкателями.В дополнение к меньшему трению в кулачке кулачка может быть изготовлен более крутой наклон для большей продолжительности. Распределительный вал с гидравлическими роликами также не требует обкатки, в отличие от критического процесса, необходимого для распределительных валов с плоскими толкателями. В качестве дополнительного бонуса эти кулачки обеспечивают наилучшую долговечность среди различных типов распределительных валов.

Распределительные валы

с механическим роликом не уступают по цене распределительным валам с гидравлическим роликом и часто считаются непревзойденными по мощности. Они также имеют более крутые наклоны кулачка и больший срок службы, чем распределительные валы с плоскими толкателями.Как и механические распределительные валы с плоскими толкателями, они требуют регулярного обслуживания для обеспечения их правильной работы.

Что может принести завтра

Трение скольжения толкателей, движущихся по поверхности кулачка, является значительным. В дополнение к механическому трению требуется значительное усилие, необходимое для преодоления клапанных пружин, используемых для закрытия клапанов двигателя. По оценкам, на холостом ходу до 25% общей мощности двигателя используется для преодоления давления пружины клапана.Промышленность экспериментировала со способами восстановления потерянной энергии.

Impala 2014 будет оснащена новой технологией управления подъемом впускного клапана (IVLC), которая позволяет изменять подъем впускного клапана, продолжительность и синхронизацию в широком диапазоне работы двигателя. Это шаг в направлении технологии бескулачкового двигателя.

Одним из последних достижений, созданных для борьбы с потерями механической энергии, является беспружинная система клапанов. Двигатели мотоциклов Ducati использовали эту технологию с большим успехом, и есть несколько патентов, выданных на другие системы, которые все еще совершенствуются.По сути, система беспружинного клапана управляется кулачковым толкателем, поднимающим клапан, и другим кулачковым толкателем, расположенным на другой стороне базовой окружности, для закрытия клапана.

В бескулачковых клапанных механизмах

используются электромагнитные, гидравлические или пневматические приводы для открытия клапанов вместо распределительного вала и толкателей. Приводы могут использоваться как для открытия, так и для закрытия клапанов, или привод открывает клапан, а пружина закрывает его. В то время как системы кажутся менее сложными, бескулачковые двигатели в настоящее время не лишены проблем.Общие проблемы включают высокое энергопотребление, высокую точность скорости, чувствительность к температуре, шум, стоимость и проблемы с электричеством, которые в настоящее время мешают любым безкулачковым системам.

Бескулачковые клапанные механизмы

уже давно исследуются несколькими компаниями, включая Renault, BMW, Fiat, General Motors, Lotus Engineering и Ford. В продаже есть некоторые бескулачковые системы, но они не используются в двигателях серийных автомобилей.

Беспружинная система клапанов Ducati хорошо работает на двигателях с верхним расположением клапанов.Фото с сайта Formula1dictionary.net

Роторные двигатели

или двигатели Ванкеля — это тип двигателя внутреннего сгорания, в котором используется эксцентриковая вращающаяся конструкция для преобразования давления во вращательное движение вместо поршневых возвратно-поступательных движений. Четырехтактный цикл происходит в пространстве между внутренней частью корпуса овальной формы и ротором, который по форме похож на треугольник, но со слегка изогнутыми сторонами. Очень компактный двигатель Ванкеля обеспечивает плавную работу на высоких оборотах.

В роторных двигателях возникают проблемы с уплотнением, которых нет в двигателях с поршневым приводом.Хотя поршневые кольца не являются идеальным уплотнением, они допускают расширение в каждом кольце. В роторных двигателях возникают утечки между камерами и на концах камер. Эта утечка снижает его энергоэффективность. Сравнительные тесты показали, что роторные двигатели Mazda RX-8 потребляют больше топлива, чем более тяжелые автомобили с более крупными двигателями V8 при аналогичных результатах производительности. В настоящее время роторные двигатели в основном используются в таких приложениях, как гоночные двигатели и спортивные автомобили, где важны эффективность и долговечность.

Продолжаются поиски лучшего решения для управления впускным воздухом и выхлопными газами, но одно можно сказать наверняка; распределительные валы еще долгие годы будут музыкальным дирижером всех событий, связанных с синхронизацией воздуха в двигателе.

24 Эффективность клапана 178/208 Комбинированный распредвал — Hamilton Cams

Описание

Что включено:

  • Распределительный вал 178/208 (подходит для Cummins 89-2018)
  • Толкатели для тяжелых условий эксплуатации (500-750 л.с.)
  • 103 Клапанные пружины
  • Подъемники/толкатели

Информация:

  • Диапазон об/мин: холостой ход — 4000
  • Капли EGT 200-300
  • Лучшая экономия топлива 1-3 миль на галлон+
  • Увеличенная мощность нижнего предела
  • Быстрая намотка
  • Продолжительность в .050″ подъема 178 Впуск, 208 Выпуск

Дополнительная информация:

  • Из-за своей короткой продолжительности и большого угла разделения кулачков он также имеет наименьшее перекрытие (когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно) среди всех наших кулачков, чтобы убить в цилиндре EGR на двигателях, которые имеют более высокое давление привода, чем давление наддува.
  • Если вы живете на больших высотах, работаете на низких оборотах или ищете максимально возможную эффективность, этот кулачок значительно поможет вам
     

Требуется модификация:

  • Для подключения к сети 12 В вам потребуется не более .Выступ поршня 025 дюймов и глубина поверхности клапана не менее 0,055 дюйма со стандартной прокладкой головки блока цилиндров и осевой линией впуска 99. Для 98 – 02 24v вам потребуется выступ поршня не более 0,025″ и глубина поверхности клапана не менее 0,038″ со стандартной прокладкой. Для 03 и выше требуется выступ поршня 0,018 дюйма и глубина поверхности клапана не менее 0,038 дюйма со стандартной прокладкой. Если вы не соответствуете минимальным требованиям к зазору между поршнем и клапаном, не волнуйтесь, вы все равно можете использовать увеличенную прокладку головки блока цилиндров или обрезать клапаны.
  • Хотя это считается падением кулачка, важно проверить зазоры (Вы можете использовать наш калькулятор зазоров, чтобы сделать это немного проще)
  • Мы всегда рекомендуем новые подъемники при замене кулачка.

Применение:

  • /диапазон>
  • КПД на низких оборотах
  • любой размер турбо, большой или маленький
  • Предназначен для повышения общей эффективности

Взлом:

Чтобы убедиться, что у вас не возникнет проблем во время взлома, следуйте этим нескольким советам.

  • Убедитесь, что на кулачок нанесено большое количество качественной монтажной смазки
  • НЕ допускайте запуска двигателя без давления масла
  • Если это новый двигатель, обязательно залейте достаточное количество монтажной смазки в масляный насос и заполните масляный фильтр
  • Обязательно замените масло после завершения процедуры обкатки. Когда фильтр и масляная система уже заполнены, двигатель наберет давление масла намного быстрее, чем при одновременной замене масла.
  • Отсоедините топливную систему и крутите двигатель стартером до тех пор, пока не будет видно давление масла или пока масло не начнет выходить из коромысла.
  • Не позволяйте стартеру работать более 10 секунд за раз
  • После проверки давления масла дайте двигателю поработать в течение пяти минут при 1200–1500 об/мин, затем выключите двигатель
  • Отрегулируйте клапана, и тогда вы сможете злоупотреблять своим двигателем. Наслаждайтесь дополнительным потоком воздуха
  • , если вам необходимо повторно затянуть или «затянуть» головку, сделайте это перед регулировкой клапанов.Повторная затяжка головки изменяет настройку зазора клапана, поэтому важно устанавливать зазор в последнюю очередь.
Информация о камере:
178/208-110 Лифт Продолжительность Хронометраж Хронометраж С/Л ВМТ
Впуск
Кулачковый подъемник 0.2900 178,0 -10,0 8,0 99,0 0,0190
Подъемный клапан 0,4002 178,0 -10,0 8,0 99,0 0,0260
Выхлоп
Кулачковый подъемник 0,3200 208.0 45,0 -17,0 121,0 0,0160
Подъемный клапан 0,4288 208,0 45,0 -17,0 121,0 0,0210

Сколько лошадиных сил добавляет распределительный вал? — Автомобиль, грузовик и транспортное средство Как направлять

Желание получить больше мощности от двигателя — это ситуация, в которой мы все были. Независимо от рабочего объема или мощности, которую он уже обеспечивает, выжать немного больше — это всегда хорошо.

Вы, вероятно, пришли к выводу, что вам следует заменить распределительный вал, из обсуждений на форуме и видео на YouTube. Это разумная стратегия, так как доказано, что установка высокопроизводительного распределительного вала увеличивает мощность, но реальный вопрос заключается в том, сколько мощности он добавляет?

Хотя распределительный вал действительно увеличивает мощность, он составляет всего 10-20 лошадиных сил и, как правило, менее чем на 10%. Часто упоминаемый прирост в 50-100 лошадиных сил возможен только с рядом сопутствующих модификаций посредством модов Stage 1 и Stage 2.

В этой статье мы обсудим, как работает распределительный вал и почему переход на высокопроизводительный вариант увеличивает мощность, а также способы дальнейшего увеличения выходной мощности. Продолжайте читать, если хотите узнать больше!

Как работает распределительный вал?

Распределительный вал представляет собой стержень, который может располагаться в нижней или, чаще, в верхней части двигателя. Он имеет набор точно обработанных кулачков, которые точно рассчитаны для открытия и закрытия клапанов.

Распределительный вал, расположенный в нижней части блока цилиндров, является частью кулачковой системы с толкателем.Как следует из названия, распределительный вал толкает набор стержней, которые проходят к клапанам и управляют ими.

Если распределительный вал расположен вверху, мы называем его верхним распределительным валом. Вы слышали о двойном верхнем распределительном вале — это система с двумя распределительными валами, один из которых управляет выпускным клапаном, а другой управляет впускным клапаном.

Когда вы слышите термин «16-клапанный четырехцилиндровый двигатель», это означает, что распределительный вал имеет четыре набора из четырех кулачков, каждый из которых отвечает за работу двух выпускных и двух впускных клапанов.В качестве альтернативы двухкулачковая конструкция будет иметь два распределительных вала с восемью кулачками на каждом.

Влияет ли распределительный вал на мощность?

Двигатель вырабатывает энергию за счет воспламенения топливно-воздушной смеси после ее надлежащего смешивания и повышения давления. Поскольку распределительный вал открывает и закрывает впускной клапан, его модификация может создать смесь, более богатую кислородом, и более мощное зажигание.

Стандартный распределительный вал был точно спроектирован для обеспечения долговечности, оптимальной мощности и экономии топлива.Причина, по которой высокопроизводительный распределительный вал приводит к увеличению мощности всего на 10–20 лошадиных сил, заключается в том, что он не влияет на количество топлива, распыляемого в цилиндр.

Повышение мощности двигателя — это бесконечный цикл улучшений. Новый распределительный вал станет узким местом из-за топливных форсунок. Добавьте лучшие топливные форсунки, и вам понадобятся лучшие клапаны. Поменяйте их местами, и вам понадобится более совершенный впускной и выпускной коллекторы для доставки и удаления всего воздуха. После того, как вы все это сделаете, вы сможете получить прибавку в 50-100 лошадиных сил, но в этот момент возникает вопрос, стоит ли вообще все это обновление своих денег.

Как заменить распределительный вал

Если вы читали руководства, которые я написал, вы, вероятно, многое узнали об обслуживании и ремонте своими руками. Однако вы также заметили, что я не учу тому, чего не знаю, или, по крайней мере, не знаю, как правильно передать.

Замена распределительного вала, безусловно, является одной из таких работ, вдвойне, когда задействован нестандартный распределительный вал. Если вы хотите обновить распределительный вал, найдите надежного механика и спросите его, будет ли хорошо работать найденный вами распределительный вал. Это руководство покажет вам, сколько работы и навыков требуется для замены распределительного вала.

Сколько стоит замена распределительного вала?

Стоимость распределительного вала послепродажного обслуживания зависит от марки и типа автомобиля. Общий диапазон составляет от 200 до 600 долларов, но при выборе лучших вариантов эта сумма легко может достигать нескольких тысяч. Вы также можете приобрести комплекты, включающие все детали, которые можно заменить вместе с распределительным валом. Что касается затрат на оплату труда, механики могут брать 1000-2000 долларов, потому что задача очень трудоемкая и сложная.

Цены взяты из Amazon Product Advertising API по адресу:

Цены и доступность товаров указаны на указанную дату/время и могут быть изменены. Любая информация о цене и доступности, отображаемая на [соответствующих сайтах Amazon, если применимо] во время покупки, будет применяться к покупке этого продукта.

 

Если вы поменяете распределительный вал

Замена распределительного вала исключительно для повышения производительности — очень дорогой и неэффективный способ получить больше лошадиных сил, особенно если вы управляете старым автомобилем.

Со временем силовой агрегат теряет мощность из-за износа и накопления грязи и нагара. Очистка системы вручную, где это возможно, и добавление топливных присадок вернет двигателю больше мощности, чем добавляет новый распределительный вал.

При этом, если вам все равно придется заменить распределительный вал, выбор высокопроизводительного послепродажного варианта вместо дорогих стандартных распределительных валов — неплохая идея.

Если вы нацелились на увеличение мощности двигателя, подумайте о том, чтобы пойти ва-банк и заменить несколько компонентов, от впускного до выпускного.В зависимости от того, что является законным в вашем штате, вы можете начать с удаления каталитического нейтрализатора выхлопных газов и установки нового выпускного коллектора.

Современным автомобилям мешают нормы выбросов, поэтому удаление всего, что можно по закону, позволит двигателю лучше дышать и выдавать больше мощности. Это тема, которую мы подробно рассмотрели в этой статье , поэтому обязательно ознакомьтесь с ней.

Часто задаваемые вопросы

Сколько л.с. добавляет распределительный вал Stage 2?

Этап 2 включает в себя модернизацию распределительного вала, но также требует обновления системы впуска и выпуска, а также переназначения ECU для завершения Этапа 1.Когда оба этапа завершены, вы можете получить от двигателя на 20-25% больше мощности.

Сколько HP добавляет кулачок Stage 3?

Stage 3 будет иметь на 40% больше мощности по сравнению со стандартной установкой, но для этого вам нужно будет выполнить модификации Stage 1 и 2 и слегка увеличить диаметр двигателя.

Увеличивает ли распределительный вал мощность?

Да, распределительный вал добавляет от 10 до 20 лошадиных сил в зависимости от настройки. Чтобы полностью раскрыть потенциал высокопроизводительного распределительного вала, вам придется заменить дополнительные компоненты, такие как воздухозаборник, выпускной коллектор, форсунки и головки клапанов.

Резюме

Замена распредвала очень дорогая, так как это не просто сделать в домашних условиях, а прирост мощности минимален. По этой причине я рекомендую не обновлять распределительный вал до тех пор, пока вам не понадобится заменить стандартный, а пока вы там, вы можете обновить несколько других деталей и получить желаемый прирост мощности. Сам по себе высокопроизводительный распределительный вал не даст вам увеличения мощности более чем на 10%.

Найдите другие связанные темы здесь:

Сколько лошадиных сил добавляет турбо?

Сколько л.с. добавляет холодный воздухозаборник?

Масло во впускном коллекторе: в чем причина и как это исправить?

Вертикальные долбежные машины

Ноу-хау, Простота использования, Точность

С.А.М.С. заключается в том, что она всегда была сосредоточена на исследованиях, чтобы найти идеальные решения, чтобы предложить оборудование высшего качества с гарантированным долговечностью, надежностью и безопасностью.

Прецизионная обработка и эксплуатационная гибкость

Прецизионная обработка и эксплуатационная гибкость — это функции, заложенные в станке C.A.M.S Slotting Machines и результат многолетнего технического опыта и опыта работы на этом рынке в сочетании с обоснованными предложениями по улучшению от некоторых из наших самых требовательных клиентов.

квалифицированных и

специалистов

КАМЕРЫ srl имеет команду квалифицированных и специализированных сотрудников, производственное оборудование с ЧПУ и производит почти 100% механических компонентов собственными силами, предлагая клиентам высокопроизводительные, надежные и точные долбежные станки.

лучшее качество

Важной особенностью и силой этой компании является то, что она всегда сосредоточивалась на исследованиях, чтобы найти идеальные решения, чтобы предложить оборудование высшего качества с гарантированным долговечностью, надежностью и безопасностью.

Решения для любого типа обработки.

Мы всегда фокусировались на исследованиях, чтобы найти идеальные решения, чтобы предложить оборудование высшего качества, гарантированную долговечность, надежность и безопасность.

с подъемным механизмом

Программируемый и реверсивный.

электронный проигрыватель

Программируемый и двусторонний с 4 сторон.

поворотный стол

автоматический поворот поворотного стола на любую необходимую глубину и диаметр паза

электронная подача

бесщеточный приводной двигатель

возможность программирования делений

1500 симметричных и
999 асимметричных делений

с 1,2,3 или 4 осями с ЧПУ

Вертикальные прорези с 1,2,3 или 4
Осью с ЧПУ

Следующие выставки B2B

ИМТС2022

IMTS 2022 – Чикаго, США – 12/17 сентября 2022 г.

С.А.М.С. SRL РАБОТАЕТ С 1975 ГОДА КОМПАНИЕЙ


В КАЧЕСТВЕ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПОСТАВЩИКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПАЗОВ

Присутствует в 45 странах мира

Более 40 лет опыта

в отрасли вертикально-долбежных станков

Свяжитесь с нами

Направляющая распределительного вала для крупнодюймового двигателя LS • Самодельный двигатель LS

Головки цилиндров могут быть самой важной частью двигателя с точки зрения производства лошадиных сил, но если что-то не откроет клапаны, через головки вообще не будет поступать воздух.А нулевой воздушный поток равен нулю лошадиных сил. Ответственность за открытие и закрытие клапанов через определенные промежутки времени ложится на распределительный вал, что делает его вторым по важности компонентом в общем уравнении мощности.

 


Этот технический совет взят из полной книги «КАК НАГНЕТАТЬ И ТУРБОНАГНАТЬ ДВИГАТЕЛИ GM СЕРИИ LS». Подробное руководство по этому вопросу можно найти по этой ссылке:
.
УЗНАЙТЕ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ ЗДЕСЬ

 

ПОДЕЛИТЕСЬ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ:  Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете.Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://lsenginediy.com/big-inch-ls-engine-camshaft-guide/


 

Контролируя, сколько, как долго и когда впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются, распределительный вал определяет, сколько лошадиных сил производит двигатель, и диапазон оборотов, в котором сосредоточена эта мощность. Распределительный вал также сильно влияет на расход бензина и качество выбросов, которые, вероятно, не очень важны для хот-роддеров, а также влияет на качество холостого хода и управляемость на низких оборотах, что является серьезной проблемой для любого уличного автомобиля.

Что делает правильный выбор распределительного вала настолько важным, так это то, что слишком большой или слишком маленький размер может разрушить идеальную комбинацию двигателя. Слишком консервативный распредвал не позволит двигателю в полной мере использовать возможности воздушного потока головок цилиндров. Слишком агрессивный кулачок может настолько сильно ухудшить управляемость на низких скоростях, что вы задаетесь вопросом, почему вы потратили столько времени и денег, в первую очередь, на то, чтобы максимизировать общее количество кубических дюймов. Как и в случае конструкции головки блока цилиндров, теория распределительных валов является чрезвычайно сложной наукой, включающей десятки взаимосвязанных переменных.Вполне возможно, что настоящих специалистов по распределительным валам даже меньше, чем гуру головок цилиндров, и это действительно о чем-то говорит.

 

Все малые блоки серии LS поставляются с завода с гидрораспределительным валом. Благодаря усовершенствованиям в современной технологии клапанного механизма он сочетает в себе удобство и низкие эксплуатационные расходы гидравлических подъемников с потенциалом высоких оборотов, который когда-то был зарезервирован для механических подъемников.


Хорошей новостью является то, что вам не нужно знать, как спроектировать идеальные профили кулачков, чтобы выбрать идеальный распределительный вал для вашего проекта поршневого двигателя.Простое изучение основ теории распределительных валов поможет вам приблизиться к цели, а консультации с производителями распределительных валов и двигателей помогут вам в этом.

Производители распредвалов потратили тысячи часов на разработку сотен готовых притирок распредвалов, которые дополняют подавляющее большинство двигателей. Часто готовая шлифовка из каталога работает замечательно хорошо, и примерно за 400 долларов не очень дорого экспериментировать с различными распределительными валами, если это необходимо.Если вам нужно заказать специальный кулачок, скорее всего, его конструкция основана на готовом шлифовальном станке, который был слегка изменен, чтобы соответствовать конкретным требованиям вашего приложения. В любом случае, потребители являются прямыми бенефициарами масштабных исследований и разработок крупных производителей распределительных валов, таких как Comp Cams, Lunati, Isky, GMPP и Edelbrock. Просто изучите основы, и вы будете на пути к выбору идеального распределительного вала для наращивания вашего хода.

 

Распределительный вал определяет, как долго клапаны остаются открытыми и насколько далеко они отходят от своих седел, а также когда происходят эти события.Эти факторы сильно влияют на то, сколько энергии вырабатывается, в дополнение к тому, где эта мощность сосредоточена в диапазоне мощности.

 

Хотя энтузиасты LS, ищущие максимальную мощность при высоких оборотах, обычно заменяют гидравлический роликовый кулачок цельным роликовым кулачком, цельный кулачок с плоским толкателем также очень эффективен. Он легче и обеспечивает превосходную стабильность клапанного механизма на высоких оборотах по сравнению с гидравлическим роликовым кулачком, что дает больший потенциал мощности. Точно так же его плоские носы обеспечивают более быстрое начальное ускорение подъема, чем роликовая конструкция, что делает его привлекательным вариантом для гоночных классов, которые накладывают ограничения на максимальную продолжительность или подъемную силу.(Фото предоставлено Comp Cams)

 

Кулачковые эффекты

Хотя динамика распределительного вала является чрезвычайно сложным вопросом, несколько основных универсальных истин теории кулачков могут помочь упростить понимание роли, которую кулачок играет в общих характеристиках двигателя. Замена стандартного распределительного вала на более крупный послепродажный узел, имеющий более длительный срок службы и большую подъемную силу, почти всегда приводит к увеличению мощности. Аналогичным образом, чем больше распределительный вал, тем выше в диапазоне оборотов двигатель выдает пиковую мощность и крутящий момент.А поскольку мощность — это просто крутящий момент, умноженный на число оборотов в минуту, перемещение пика крутящего момента выше в диапазоне оборотов каждый раз увеличивает мощность в лошадиных силах.

Недостатки больших распределительных валов заключаются в том, что они увеличивают выбросы и снижают крутящий момент на низких оборотах, реакцию дроссельной заслонки и разрежение во впускном коллекторе на холостом ходу. Опять же, выбросы выхлопных газов и расход бензина, вероятно, не являются большой проблемой для типичного хот-роддера, но скомпрометированный крутящий момент на низких оборотах требует более короткой передачи, а двигатель, который не создает достаточного вакуума на холостом ходу, не сможет привести в действие тормоз с усилителем. система.Кроме того, чрезвычайно агрессивный распределительный вал вызывает ускоренный износ остальных компонентов клапанного механизма. Борьба с этим с помощью более мощного клапанного механизма значительно увеличивает стоимость.

Тем не менее, как и в любом другом аспекте двигателестроения, выбор правильного распределительного вала зависит от баланса. Наличие иррациональной фобии в отношении продолжительности и подъемной силы — хороший способ гарантировать, что двигатель никогда не будет производить приличную мощность и крутящий момент. Например, нет никакого смысла вкладывать тысячи долларов в набор первоклассных головок цилиндров и кованый вращающийся узел, способный выдерживать 9000 об/мин, если комбинация деталей будет мешать изящному гидравлическому роликовому кулачку, который не работает. t способен полностью использовать воздушный поток двигателя и потенциал оборотов.Кроме того, разные драйверы имеют разные допуски на всплеск низких оборотов и прерывистое качество холостого хода, поэтому то, что считать агрессивным кулачком или ручным кулачком, чисто субъективно. Хотя старшеклассник может счесть раскачивающийся распредвал 230 на 0.050 очаровательным и опьяняющим в двигателе 346 куб.

Если оставить в стороне различные вкусы и допуски, то, что нельзя оспаривать, так это то, что двигатели с большим кубическим дюймом уменьшают неблагоприятное воздействие более агрессивного распределительного вала.Например, распределительный вал, который с трудом работает на холостом ходу и страдает от очень плохой реакции дроссельной заслонки в двигателе с малым рабочим объемом, работает на холостом ходу, как штатный, и дает сокрушительный крутящий момент на низких оборотах в двигателе, который на 100 кубических сантиметров больше.

 

Шлифование распределительных валов — это чрезвычайно точный процесс, в котором допуски выдерживаются с точностью до тысячных долей дюйма. Чтобы выдерживать более высокие давления клапанных пружин и более крутые скорости ускорения, сплошные роликовые распределительные валы обычно шлифуют из прочного сердечника заготовки.

 

В идеале эффекты изменения длительности и подъемной силы должны быть независимы друг от друга, но это невозможно, поскольку оба они определяются формой выступа кулачка. Увеличение подъемной силы увеличивает расстояние, которое подъемник должен пройти вокруг выступа кулачка, тем самым увеличивая продолжительность. Хорошее эмпирическое правило заключается в том, чтобы выбирать продолжительность на основе рабочего диапазона оборотов двигателя, а подъемная сила должна основываться на воздушном потоке головки цилиндров при высокой подъемной силе.


Расширяя этот пример, предположим, что есть два двигателя с одинаковыми распределительными валами, головками цилиндров, впускными коллекторами и степенью сжатия, но один имеет объем 383 кубических сантиметра, а другой — 427 кубических сантиметров.Пиковая выходная мощность у них одинаковая, но 427-й выдает гораздо больший крутящий момент на низких и средних оборотах и ​​вакуум в коллекторе, достигая пика при более низких оборотах. Это соответствует гораздо более удобному пакету, который оказывает меньшее давление на компоненты клапанного механизма, повышает долговечность и позволяет использовать более высокую передачу для увеличения расхода топлива. Следовательно, выбор распределительного вала должен точно соответствовать рабочему объему двигателя и предполагаемому использованию. Простая замена распределительного вала может изменить ходовые качества от реконструированного стандартного калибра до уличного круизера с низкими оборотами, до двойного назначения для улицы / полосы или гоночного двигателя с высокими оборотами.

 

Профиль выступа

Рискуя указать на очевидное, распредвал — это вал с эксцентриковыми кулачками, а подъем кулачка — это разница между радиусом окружности основания кулачка и высотой эксцентрика. В двигателе с верхним расположением клапанов, таком как смолл-блок серии LS, распределительный вал установлен внутри блока, и на каждый клапан отведено по одному лепестку, всего 16 лепестков. Эксцентричная форма кулачков позволяет им преобразовывать вращательное движение распределительного вала в возвратно-поступательное движение.Именно это возвратно-поступательное движение толкает подъемники, толкатели и коромысла, тем самым открывая и закрывая клапаны. То, насколько кулачки толкают клапаны, называется «подъемом», а продолжительность времени, в течение которого клапаны остаются открытыми, называется «длительностью».

Форма выступов кулачка определяет подъемную силу и продолжительность, и, следовательно, они взаимозависимы. Например, стачивание выступа кулачка для уменьшения подъемной силы также сокращает продолжительность. Точно так же максимальная величина подъемной силы, которая может быть придана кулачку, в конечном счете ограничена длительностью кулачка.Это связано с тем, что увеличение подъемной силы без увеличения продолжительности создает более крутой профиль лепестка, и существует физический предел скорости линейного ускорения, с которым могут справиться как распределительный вал, так и толкатели. В идеальных условиях конструкция распределительного вала позволила бы изолировать эффекты продолжительности и подъемной силы друг от друга с точки зрения того, как они влияют на мощность, но это просто не тот случай. Тем не менее, понимание взаимосвязи между продолжительностью и подъемной силой является полезным инструментом в процессе выбора распределительного вала.

 

Расстояние между вершинами впускных и выпускных кулачков определяет LSA распределительного вала. Хотя продолжительность и подъемная сила определяют, какую мощность будет производить двигатель, LSA является инструментом тонкой настройки, который изменяет, где в диапазоне оборотов концентрируются мощность и крутящий момент.

 

Если бы продолжительность, подъем и LSA были единственными факторами в динамике распределительного вала, влияющими на производительность, тогда один производитель мог бы реконструировать усилия другой компании в области НИОКР, просто продублировав их опубликованные спецификации распределительного вала.Правда в том, что при проектировании распределительного вала задействовано гораздо больше переменных. Два распределительных вала с одинаковой продолжительностью и подъемной силой могут иметь совершенно разные кривые ускорения. Задача производителей состоит в том, чтобы выяснить, насколько сильно кулачки могут толкать клапанный механизм, не вызывая чрезмерного отклонения и не допуская смещения клапана. (Иллюстрация предоставлена ​​Comp Cams)

 

Продолжительность

Из множества переменных, влияющих на конструкцию распределительного вала, продолжительность оказывает наибольшее влияние на выработку мощности.Поскольку распределительный вал вращается со скоростью, равной половине скорости кривошипа, продолжительность выражается в градусах вращения коленчатого вала. Это показывает, как долго клапаны остаются открытыми по отношению к вращению коленчатого вала. Например, кулачок, который имеет продолжительность 250 градусов при подъеме 0,050 дюйма, остается открытым примерно на 250 из 360 градусов, которые требуются кривошипу для совершения одного полного оборота. На низких оборотах, когда есть достаточно времени для заполнения цилиндров воздухом, очень хорошо работают короткоходные распределительные валы. Однако по мере увеличения оборотов и уменьшения времени, доступного для заполнения цилиндров, кратковременный кулачок буквально перекрывает подачу воздуха в двигатель, и мощность в лошадиных силах соответственно падает.

Понятие времени по отношению к наполнению цилиндра может сначала показаться неудобным, но на самом деле его очень легко осмыслить. Учтите, что при 2000 об/мин впускные клапаны открываются и закрываются примерно 17 раз в секунду. Однако при 6000 об/мин эта цифра увеличивается до 50, что дает поступающему воздуху гораздо меньше времени для заполнения цилиндров воздухом каждый раз, когда впускные клапаны открываются и закрываются. Поскольку распределительные валы с увеличенным сроком службы дольше удерживают впускной клапан открытым, тем самым улучшая наполнение цилиндров, они повышают мощность и крутящий момент на высоких оборотах.Кроме того, они также увеличивают число оборотов в минуту, при которых производится пиковая мощность. Например, замена кулачка 220 на 0,050 в двигателе 408 хода на кулачок 240 на 0,050 увеличивает пиковую мощность примерно с 5500 об / мин до 6000 об / мин.

С другой стороны, тот же распредвал с увеличенным сроком службы, который так хорошо работает при 5000 с лишним оборотах в минуту, жертвует крутящим моментом на низких и средних оборотах по сравнению с распредвалом с меньшим сроком службы. Чтобы максимизировать заполнение цилиндра, впускной клапан обычно остается открытым даже после того, как поршень проходит НМТ на такте впуска.В результате впускной клапан не закрывается до тех пор, пока поршень не начнет двигаться обратно вверх по отверстию во время такта сжатия. Поначалу это может показаться плохой идеей, но при высоких оборотах заряд всасываемого воздуха накапливает достаточно энергии и скорости, чтобы продолжать заполнять цилиндр даже после того, как поршень проходит НМТ.

 

   
 

К сожалению, это не так при низких оборотах, когда набегающему воздушному заряду просто не хватает необходимой для этого скорости. Следовательно, часть заряда всасываемого воздуха выталкивается обратно через впускной клапан во впускной коллектор.Последующее падение давления в цилиндре объясняет потерю крутящего момента на низких оборотах в распредвале с длительным сроком службы. Чтобы компенсировать это, очень распространена практика увеличения статической степени сжатия для увеличения давления в цилиндре и минимизации потери крутящего момента на низких оборотах. В конце концов, продолжительность определяет как потенциал мощности двигателя, так и диапазон оборотов, при которых он производит эту мощность.

 

При максимальном подъеме клапана поршень не находится вблизи ВМТ. При очень агрессивном шлифовании кулачков поршень часто перемещается наполовину по отверстию при максимальном подъеме впускного клапана.В результате зазор между поршнем и клапаном больше зависит от продолжительности, чем от максимальной подъемной силы.

 

Перекрытие

Во время четырехтактного цикла есть короткий период, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. По мере того, как поршень движется вверх по отверстию во время такта выпуска, впускной клапан открывается до того, как он достигает ВМТ. Это дает всасываемому заряду больше времени для заполнения цилиндров при высоких оборотах и ​​увеличивает эффект продувки, создаваемый выходящими выхлопными газами.На высоких оборотах двигателя инерция продуктов сгорания, выходящих в выпускное отверстие, помогает втягивать дополнительный воздух через впускное отверстие в цилиндр.

С другой стороны, перекрытие не всегда хорошо. На низких оборотах эффект продувки выхлопа незначителен. Следовательно, когда впускной клапан открывается ближе к концу такта выпуска, когда в цилиндре все еще присутствует остаточное давление в цилиндре, выхлопной газ проходит мимо впускного клапана и возвращается обратно во впускной коллектор.Это то, что делает распределительные валы производительными на холостом ходу.

Перекрытие — это, по сути, расстояние в градусах кулачка между вершинами впускного и выпускного кулачков. Эти пики, известные как центральные линии впуска и выпуска, измеряются в градусах поворота коленчатого вала и определяют угол разделения лепестков (LSA) кулачка. Например, если кулачок имеет осевую линию впуска 108 градусов до ВМТ и осевую линию выпуска 112 градусов до ВМТ, усреднение суммы обоих значений дает LSA 110 градусов.Другими словами, расстояние между вершинами впускного и выпускного кулачков в таком кулачке будет равно 110 градусам поворота распределительного вала. Уменьшение разделения лепестков за счет сближения пиков впускных и выпускных лепестков увеличивает перекрытие. Как и в случае продолжительности и подъема кулачка, LSA распределительного вала нельзя изменить без переточки кулачков.

 

Регулируемые комплекты фаз газораспределения позволяют изменять установленную осевую линию распределительного вала, тем самым опережая или замедляя события клапана относительно вращения коленчатого вала.Регулируемый комплект синхронизации заготовки Comp Cams имеет девять шпоночных пазов в кривошипно-шатунном механизме с углом поворота до 8 градусов. (Фото предоставлено Comp Cams)


Хотя продолжительность распредвала определяет рабочие обороты двигателя, изменение LSA можно использовать для дальнейшей точной настройки рабочих характеристик двигателя в пределах его диапазона мощности. Это кажется достаточно простым, но ужесточение или расширение LSA как инструмента настройки может оказаться сложным, потому что его эффекты зависят от продолжительности.

На маленьком кулачке с продолжительностью впуска примерно 210 градусов при .050-дюймовый подъем, более плотный LSA улучшает максимальную мощность за счет качества холостого хода и крутящего момента на низких оборотах. Это связано с тем, что большое перекрытие улучшает очистку при высоких оборотах, но также увеличивает реверсию при низких оборотах. И наоборот, расширение перекрытия с помощью распределительного вала с коротким ходом имеет тенденцию улучшать качество холостого хода и крутящий момент на низких оборотах за счет максимальной мощности.

Однако измерение перекрытия исключительно с помощью LSA кулачка может быть немного обманчивым. По мере увеличения продолжительности увеличивается перекрытие, даже если LSA не изменяется.Например, кулачок 260 на 0,050 имеет гораздо большее перекрытие, чем кулачок 225 на 0,050, даже если оба они отшлифованы на 112-градусном LSA. Другими словами, фактическое перекрытие распределительного вала, измеряемое в градусах коленчатого вала, имеет приоритет над углом разделения лепестков.

Этот факт важно помнить, так как срок службы при подъеме толкателя 0,050 дюйма увеличивается. Тот же 112-градусный LSA, который так плавно работает на холостом ходу в кулачке с длительностью 210 при 0,050, даст очень прерывистый холостой ход в кулачке с длительностью 260 при 0,050. Существенное перекрытие в 260-ат-.050-duration cam не только пожертвует крутящим моментом на низких оборотах, но также может разбавить впускной заряд настолько, чтобы снизить мощность на высоких оборотах. Такой кулачок обычно по-прежнему выдает отличные пиковые значения мощности, но после этого кривая мощности резко падает. Следовательно, с распредвалами с большим сроком службы более широкий LSA может привести к более широкому и гибкому диапазону мощности, который падает гораздо более постепенно после пиковой мощности. А в соревновательных гоночных классах мощность после пика почти так же важна, как и пиковая мощность.

 

В период с 1997 по 2006 год во всех малых блоках серии LS использовались кулачковые сердечники, которые крепились к распределительному механизму тремя болтами. Тем не менее, GM начала поэтапно внедрять распределительные валы с одним болтом в 2006 году. Поскольку в малых блоках Gen IV, оснащенных VVT, используется один болт распредвала, который одновременно служит клапаном управления подачей масла, GM, по-видимому, начала поэтапно внедрять сердечники распредвалов с одним болтом во всей линейке LS, чтобы сократить издержки производства. Все двигатели LS, оснащенные VVT, имеют кулачок с одним болтом, но не все двигатели LS с кулачком с одним болтом имеют VVT.К счастью, заменить кулачок с тремя болтами на установку с одним болтом и наоборот так же просто, как соединить распределительный вал с соответствующим комплектом газораспределения с одним болтом.


Изучение спецификаций заводских распределительных валов Gen III/IV полностью подтверждает эту точку зрения. 5,7-литровый LS1, использовавшийся в 2001–2002 годах с кузовами F, был оснащен распределительным валом 196/207 с продолжительностью 0,050, шлифованным с углом разделения лепестков 116 градусов. С другой стороны, 7,0-литровый LS7 использует кулачок 211/230 на 0,050 с углом разделения лепестков 120,5 градусов.

По сравнению с обычным кулачком вторичного рынка, заводские распределительные валы серии LS имеют гораздо более широкий угол разделения кулачков, что улучшает качество холостого хода и снижает выбросы вредных веществ. Это особенно важно для LS7, поскольку его характеристики продолжительности довольно агрессивны в мире заводских кулачков, что было необходимо инженерам GM для достижения своей целевой мощности и рабочего диапазона оборотов. Чтобы компенсировать неотъемлемое увеличение перекрытия, которое дает его характеристики с более длительным сроком службы, кулачок LS7 отшлифован на значительно более широком LSA, чем LS1.Более широкий LSA LS7 также помогает маскировать пагубное влияние на качество холостого хода и выбросы, которые естественным образом создает его более длительная продолжительность. Поскольку холостой ход и качество выбросов не являются серьезными проблемами при использовании хот-родов, вторичные кулачки могут обойтись гораздо большим перекрытием и более узкими углами разделения кулачков.

 

Продолжительность измерения

Производители распределительных валов публикуют как заявленные значения продолжительности, так и продолжительность для 0,050-дюймового толкателя. Заявленная продолжительность всегда больше, и хотя это кажется странным, есть веская причина, по которой необходимы две разные спецификации продолжительности.

Из-за скорости ускорения аппарели кулачка трудно определить точный момент, когда подъемник начинает подниматься по аппарели. В результате производители распределительных валов начинают измерять продолжительность при заданной величине подъема толкателя или толкателя. Например, Comp Cams начинает измерять продолжительность, когда атлет поднимается на 0,006 дюйма над базовым кругом. Очевидно, что чем ниже эта цифра, тем длиннее кажутся характеристики длительности, хотя на самом деле она не изменилась.Из-за этого камера на бумаге выглядит больше, чем она есть на самом деле. Поскольку производители распределительных валов могут измерять заявленную продолжительность эксплуатации в любой выбранной ими точке подъема, сравнение заявленных характеристик продолжительности работы разных производителей является очень неточным. Признавая эту проблему, производители распределительных валов согласились использовать продолжительность подъема подъемника на 0,050 дюйма в качестве отраслевого стандарта для измерения продолжительности. Это позволяет производителям двигателей и энтузиастам точно оценивать срок службы распределительных валов у разных производителей.В результате широко признано, что рекламируемые значения длительности не так важны, как длительность в цифрах 0,050.

Хотя это может быть так, это не означает, что значения длительности подъема толкателя ниже 0,050 дюйма совершенно неуместны. Значения низкого подъема от 0,001 до 0,020 дюйма говорят изготовителю двигателя многое о вакууме двигателя и приемистости, а значения высокого подъема более 0,200 дюйма более показательны для потенциальной мощности. Число 0,050 дюйма относительно легко измерить с помощью циферблатного индикатора и градусного колеса, что объясняет, почему это универсальный отраслевой стандарт.Кроме того, он лучше всего справляется с прогнозированием рабочего диапазона данного лепестка в конкретном приложении.

Однако важно помнить, что продолжительность подъема толкателя на 0,050 дюйма не совпадает с фактическим количеством времени, в течение которого клапан остается открытым. На фактическую продолжительность работы впускного клапана или на то, как долго клапан остается незакрытым между событиями открытия и закрытия, влияет подъем толкателя ниже 0,050 дюйма, а также передаточное отношение коромысла. Это одна из причин, по которой два распределительных вала с одинаковой продолжительностью, подъемной силой и LSA могут совершенно по-разному работать на динамометрическом стенде и на улице.

 

Лифт

По сравнению с продолжительностью подъем кулачка относительно прост. Подъем кулачка — это просто разница между радиусом окружности основания кулачка и высотой эксцентриковой части кулачка. Например, заводской кулачок LS6 2001 года имеет радиус базовой окружности 0,760 дюйма, а расстояние между осевой линией базовой окружности и самой высокой точкой кулачка впускного кулачка составляет 1,068 дюйма. Вычитание радиуса базовой окружности 0,760 дюйма из высоты кулачка 1.068 дюймов сети 0,308 дюйма подъема кулачка. Эта простая иллюстрация объясняет, почему распределительные валы с высоким подъемом обычно имеют меньшие окружности основания.

Уменьшение размера базовой окружности при неизменной высоте кулачка увеличивает подъемную силу кулачка. Это связано с тем, что уменьшение диаметра базовой окружности увеличивает расстояние между вершиной выступа кулачка и радиусом базовой окружности. Используя этот подход, давайте представим, что радиус базовой окружности кулачка LS6 2001 года был уменьшен с 0,760 дюйма до 0,720 дюйма, а его 1.Высота кулачка 068 дюймов осталась неизменной. Это эффективно увеличило бы подъемную силу лепестка с 0,308 дюйма до 0,348 дюйма. Кроме того, меньшие базовые окружности также необходимы для предотвращения контакта шатунов с распределительным валом в двигателях с поршневыми коленчатыми валами.

 

Распредвалы с одним болтом

также используются в новых двигателях серии LS без VVT. Компании вторичного рынка предлагают распределительные валы и комплекты ГРМ как для трех-, так и для одноболтовых конфигураций. Двигатель, оснащенный распределительным валом с одним болтом, можно преобразовать в распределительный вал с тремя болтами и наоборот, заменив его на соответствующий комплект ГРМ.(Фото предоставлено Comp Cams)


В приведенном выше примере незначительное увеличение подъемной силы лепестка может показаться довольно незначительным. Однако динамика клапанного механизма говорит об обратном. Когда выступ кулачка давит на подъемник и толкатель, коромысло действует как качели и преобразует это движение вверх в движение вниз. Во время этого процесса он также увеличивает подъемную силу лепестка. Следовательно, подъем клапана является произведением подъема кулачка на передаточное отношение коромысла. За исключением LS7, все заводские малые блоки Gen III/IV используют 1.Передаточное число коромысла 7:1. Следовательно, увеличение подъема кулачка с 0,308 дюйма до 0,348 дюйма увеличивает подъем клапана с 0,524 до 0,591 дюйма, что существенно для любого человека.

В то время как характеристики продолжительности основаны на целевом рабочем диапазоне оборотов двигателя, подъемная сила основана на потоке воздуха через головки цилиндров. Это позволяет очень легко выбрать правильную величину подъема распределительного вала. Например, если головка блока цилиндров достигает максимального воздушного потока при подъеме 0,650 дюйма, она должна быть согласована с распределительным валом, имеющим по крайней мере .650-дюймовый подъем клапана. Однако в экстремальных приложениях все может стать сложнее. Некоторые производители двигателей утверждают, что иногда можно увеличить мощность, открыв клапаны выше точки, в которой головки цилиндров возвращаются назад. Такое приложение может иметь 0,800-дюймовый кулачок подъема, даже если воздушный поток головки блока цилиндров начинает падать при подъеме 0,700 дюйма. Обоснование заключается в том, что после определенного момента расходомер не может точно воспроизвести условия работы внутри двигателя.Другими словами, в условиях экстремально сильного воздушного потока и высоких оборотов поршень всасывает всасываемый заряд гораздо сильнее, чем электродвигатель в Flowbench может всасывать воздух через отверстия.

 

Поскольку гладкая система VVT от GM приводится в действие гидравлически, она требует подачи масла через центр распределительного вала. Для облегчения этого в сердечниках кулачков VVT просверлены полые отверстия.


Тем не менее, один аспект подъемной силы, который не может быть оспорен, заключается в том, какая ее часть теперь может быть упакована в распределительный вал с относительно коротким сроком службы.По сравнению с кулачками, выпущенными всего 20 лет назад, современные отбойники обеспечивают гораздо большую подъемную силу за гораздо более короткие циклы. В прошлом распределительные валы относительно длительного срока службы были необходимы для достижения целевого подъема клапана и снижения нагрузки на клапанный механизм. Это связано с тем, что более крутые кулачки создают большую нагрузку на толкатели, толкатели, коромысла, клапанные пружины и сами кулачки. Головки цилиндров того времени редко поднимались выше 0,500 дюймов, так что это не имело большого значения. Однако по мере совершенствования технологии головки блока цилиндров, о чем свидетельствуют заводские отливки серии LS, которые текут намного дольше.600-дюймовый подъем, возникла необходимость в повышении долговечности клапанного механизма. К счастью, производители распределительных валов и клапанных механизмов удовлетворили спрос, и теперь можно набивать тонны подъемной силы на крутом кратковременном лепестке. Это дает как управляемость, которая когда-то отсутствовала в больших кулачках, так и мощность, которую было трудно достичь с кулачками с коротким ходом.

 

Зазор между поршнем и клапаном

При планировании сборки нового двигателя или модернизации до более крупного кулачка в существующем комбо очень важно проверить достаточный зазор между поршнем и клапаном.Как следует из этого термина, между клапанами и днищем поршня около ВМТ должен быть достаточный зазор, чтобы предотвратить серьезное повреждение клапанного механизма, головок цилиндров и короткого блока.

Как правило, производители поршней рекомендуют минимальный зазор 0,080 дюйма между впускными клапанами и днищем поршня и зазор 0,100 дюйма для выпускных клапанов при использовании стальных шатунов. Из-за увеличенного растяжения алюминиевых стержней им требуется дополнительный зазор 0,030 дюйма. Хот-роддеры инстинктивно исследуют максимальные значения подъемной силы кулачка, чтобы попытаться определить, будет ли достаточный зазор между поршнем и клапаном, но рассматриваемая проблема больше связана с продолжительностью, чем с подъемной силой.Причина этого просто в том, что, когда поршень находится в ВМТ, впускной клапан находится далеко не на пике подъема. Фактически в ВМТ впускной клапан только начинает сходить со своего седла.

Подтвердить это так же просто, как посмотреть угол центральной линии впуска в опубликованных спецификациях кулачка. Чтобы проиллюстрировать это, давайте взглянем на один из самых агрессивных распредвалов серии LS в каталоге Comp Cams, его шлифовка XFI286R113. Этот чудовищно твердый роликовый кулачок может похвастаться продолжительностью 251/256 ат-.050 и 0,660/0,655 дюйма подъема клапана. Несмотря на то, что он обеспечивает огромную подъемную силу, особенно для малого блока, быстрый взгляд на угол центральной линии впускного клапана показывает, что впускной клапан не достигает пиковой подъемной силы до 110 градусов ATDC. В этот момент поршень не находится близко к ВМТ и фактически опустился примерно на полпути по каналу ствола. Это означает, что даже со стандартным 3,622-дюймовым кривошипом LS1 поршень будет находиться почти на 1,811 дюйма ниже отверстия. Беспокойство о том, будет ли пиковый подъем кулачка — в данном случае .660 дюймов — этого достаточно, чтобы врезаться в поршень — это ужасно глупо, учитывая, что поршень будет находиться почти на 1,811 дюйма в отверстии. И это еще до того, как вы примете во внимание угловатость впускного клапана. Это убедительно подтверждает тот факт, что зазор между поршнем и клапаном имеет очень мало общего с пиковым подъемом клапана.

 

Для подачи масла в узел фазовращателя системы VVT масло направляется из канавки, прорезанной в шейке кулачка номер 2, к клапану управления маслом, который крепится болтами внутри выступа кулачка.Эта простая компоновка позволяет подавать гидравлическое давление для приведения в действие системы без каких-либо модификаций блока, что упрощает модернизацию VVT на двигатели без VVT.


С другой стороны, можно с уверенностью предположить, что кулачок с продолжительностью впуска 251 градус, независимо от подъемной силы, вероятно, вызовет проблемы со столкновением поршня с клапаном, если только в поршне не будут вырезаны большие клапанные клапаны. За время, необходимое коленчатому валу для совершения одного полного оборота на 360 градусов, кулачок с углом поворота 251 градус оставляет впускной клапан открытым примерно на 70 процентов этого цикла.Это означает, что впускной клапан закрывается всего на 109 градусов, или 30% времени, при каждом обороте кривошипа. Кроме того, фактический срок службы клапана даже больше, чем срок службы при подъеме толкателя 0,050 дюйма.

К сожалению, несмотря на то, что распределительные валы с длительным сроком службы увеличивают вероятность взаимодействия поршня с клапаном, не существует единой спецификации, которая дает окончательный ответ на вопрос, будет ли это проблемой. Различия в высоте блока цилиндров, допусках на отливку головки блока цилиндров, толщине прокладки головки блока цилиндров, глубине камеры сгорания и форме поршня влияют на зазор между поршнем и клапаном.Следовательно, единственный способ точно проверить его — в процессе сборки двигателя. Строитель проверяет это, кладя кусок глины поверх поршней, прикручивая головки цилиндров, а затем несколько раз поворачивая кривошип рукой. Снятие головок цилиндров и осмотр глины ясно показывают, присутствует ли помеха между поршнем и клапаном.

 

   
 
 

События клапана

Длина кулачка и подъем определяют, как долго и насколько открываются клапаны.Конечно, это две самые важные переменные в уравнении лошадиных сил, когда речь идет о распределительных валах, но они не дают никакого представления о том, когда клапаны открываются и закрываются. В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания происходит четыре события клапана: открытие впускного клапана (IO), закрытие впускного клапана (IC), открытие выпускного клапана (EO) и закрытие выпускного клапана (EC). Когда происходит каждое из этих событий, оно в совокупности известно как фаза газораспределения, и каждое из них играет роль в форме кривой мощности.

Поскольку подъемную силу и продолжительность нельзя изменить без переточки распределительного вала, единственный параметр, который можно легко настроить после того, как профили кулачков будут окончательно доработаны, — это синхронизация кулачка.Хотя когда события клапана происходят по отношению к положению коленчатого вала и, следовательно, поршней, может показаться довольно несущественным, производители двигателей доказали обратное на протяжении десятилетий. Из четырех событий клапана закрытие впускного клапана наиболее сильно влияет на выходную мощность. На самом деле, некоторые производители двигателей говорят, что закрытие впуска более важно, чем три других события клапана вместе взятые.

 

Узел фазовращателя в двигателях VVT заменяет кулачковую шестерню.Он имеет внутренний узел ротора и статора, который позволяет распределительному валу двигаться вперед или назад. Масляный регулирующий клапан, который выполняет функцию болта распредвала, регулирует гидравлическое давление в узле фазовращателя, который перемещает распределительный вал вперед или назад.


Открытие и закрытие впускных клапанов определяют, сколько воздуха может быть втянуто в цилиндры на такте впуска. С типичным рабочим распределительным валом впускной клапан нередко закрывается до 60 градусов ABDC. Кулачки с чрезвычайно длительным сроком действия еще больше задерживают закрытие впуска.Это не идеально на низких оборотах, так как поршни проталкивают воздушно-топливную смесь обратно через впускной клапан во впускной коллектор, что ухудшает крутящий момент на низких оборотах и ​​качество холостого хода.

С другой стороны, отсрочка закрытия впуска — это именно то, что нужно двигателю на высоких оборотах, и простая физика диктует, почему это так. Хотя поршень пытается протолкнуть воздушно-топливную смесь обратно через впускной клапан, когда она движется вверх по отверстию, при высоких оборотах инерция и скорость всасываемого заряда превышают восходящее давление, создаваемое поршнем.Таким образом, хотя поршень движется вверх по отверстию после НМТ во время такта впуска, инерция всасываемого заряда продолжает заполнять цилиндр воздухом. По своей природе распределительные валы с большим сроком службы задерживают точку закрытия впускного клапана, что в значительной степени отвечает за увеличение мощности, которую они выдают по сравнению с кулачками с меньшим сроком службы.

 

Одним из недостатков системы GM VVT является то, что чрезмерное давление пружины клапана может превысить гидравлическое давление внутри узла фазовращателя, приводя его к полному механическому замедлению.Чтобы этого не произошло, Comp Cams и Mast Motorsports предлагают ограничители, которые можно установить в узел фазера, чтобы ограничить движение его внутреннего ротора на 20-30 градусов.

 

Крышку газораспределительного механизма VVT легко узнать по большому выступу в ее верхней части, в котором находится электрический соленоид, контролирующий поток масла через узел фазовращателя. Соленоид, который взаимодействует с датчиком положения распределительного вала, работает посредством широтно-импульсной модуляции, поскольку он должен мгновенно реагировать на входные данные, полученные PCM.

 

Масляный клапан устанавливается за электромагнитным клапаном, установленным в крышке ГРМ. Когда соленоид оказывает давление на клапан, масло выходит из многочисленных отверстий клапана в узел фазера. Управляя давлением, соленоид может оказывать большее давление на одну сторону узла фазера, чем на другую, заставляя его вращаться.


Чтобы понять, насколько поздно может быть отложена точка закрытия впускного клапана в распределительном вале с длительным сроком службы, давайте еще раз рассмотрим шлифовку твердых валков Comp Cams XFI286R113.Этот кулачок 251/256 на 0,050 имеет точку закрытия впускного клапана 74 градуса ABDC. Это означает, что впускной клапан не закрывается до тех пор, пока поршень не окажется почти наполовину в канале цилиндра во время такта сжатия. Расширяя этот пример, многие кулачки, предназначенные только для гонок, имеют продолжительность более 280 градусов при подъеме толкателя 0,050 дюйма, отодвигая точку закрытия впускного клапана еще дальше в такт сжатия. Короче говоря, с огромным потенциалом воздушного потока современных головок цилиндров и потенциалом высоких оборотов сегодняшних коротких блоков и оборудования клапанного механизма никогда не недооценивайте эффекты заполнения инерционным зарядом и дивиденды в лошадиных силах, которые они предлагают.

Напротив, три других события клапана также влияют на выработку энергии, но они не так важны. Точка открытия выхлопа чаще всего считается вторым наиболее важным событием клапана, поскольку она определяет LSA распределительного вала. Запаздывание выпускного отверстия улучшает крутящий момент на низах, а его увеличение позволяет отработавшим газам быстрее выходить из цилиндров, что обычно повышает мощность на высоких оборотах. Поскольку впускной клапан открывается перед ВМТ во время такта выпуска, это влияет на перекрытие.Более ранний IO увеличивает перекрытие, тем самым жертвуя низким крутящим моментом ради максимальной мощности. Задержка ввода-вывода делает прямо противоположное. Точно так же выпускной клапан закрывается после ВМТ во время такта впуска. Следовательно, ранний EC уменьшает перекрытие и увеличивает крутящий момент на низких оборотах, но не дает достаточного времени для выхода выхлопных газов из цилиндра на высоких оборотах, уменьшая верхний предел. — конечная мощность. Поздний ЭК имеет противоположный эффект. Хотя IO, EO и EC каким-то образом изменяют мощность и крутящий момент, их эффекты в значительной степени несущественны по сравнению с IC.

 

Тайминги

Как и в случае продолжительности и подъема, четыре события клапана не могут быть изменены независимо друг от друга без переточки распределительного вала. Однако их можно изменить одновременно. Во время сборки двигателя или настройки динамометрического стенда продвижение кулачка включает его поворот на несколько градусов по часовой стрелке по отношению к коленчатому валу, тем самым продвигая его, когда происходят события клапана; замедление кулачка включает поворот его на несколько градусов против часовой стрелки, чтобы задержать события клапана.Другими словами, перемещение кулачка вперед или назад просто изменяет установленную осевую линию впуска по отношению к кривошипу.

 

В системе GM VVT используется на удивление мало деталей, специфичных для VVT. Все, что вам нужно для дооснащения VVT на любой малогабаритный блок Gen III или IV, — это крышка ГРМ, узел фазера, 58-зубчатое тормозное колесо и клапан управления маслом от L92/L99, все это можно приобрести по цене ниже 300 долларов. Другие требования включают распределительный вал, специфичный для VVT, и компьютер от автомобиля с VVT, оборудованного на заводе, который имеет необходимые таблицы программирования для управления узлом фазовращателя.Модернизация VVT вполне оправдана, если вы собираете двигатель LS с нуля, чтобы поставить его на маслкар, поскольку большую часть оборудования для модернизации вам все равно придется покупать.

 

Для программирования системы VVT требуется получить PCM от автомобиля, оборудованного VVT, и перепрограммировать его с помощью программного обеспечения от HP Tuners или EFI Live. Другой альтернативой является использование автономного M-90 PCM от Mast Motorsports и жгута проводов, в котором есть необходимые таблицы для управления заводской системой VVT.

 

Например, если кулачок отшлифован на осевой линии впуска под углом 109 градусов, но он установлен на осевой линии впуска под углом 112 градусов, он запаздывает на три градуса. Чтобы облегчить быструю и легкую регулировку фаз газораспределения, большинство наборов фаз газораспределения на вторичном рынке имеют несколько прорезей для шпоночных пазов, притертых к звездочке кривошипа. Выдвижение кулачка обычно улучшает крутящий момент на низких оборотах и ​​реакцию дроссельной заслонки, жертвуя пиковой мощностью, а замедление кулачка снижает крутящий момент на низких оборотах при увеличении пиковой мощности.Это связано с тем, что продвижение кулачка закрывает впускной клапан раньше, а замедление кулачка задерживает точку закрытия впуска.

Теоретически одновременное изменение всех четырех событий клапана не является идеальной ситуацией. В идеале впускные и выпускные лепестки должны быть сфазированы независимо, но для этого требуется либо клапанный механизм DOHC, либо хитрая компоновка распредвала, как в Dodge Viper V-10 2008 года и новее. К счастью, остальные три события клапана настолько несущественны по сравнению с закрытием впуска, что не о чем мудрить.

Например, открытие выпускных клапанов считается вторым наиболее важным событием клапана, поскольку оно определяет LSA распределительного вала. Запаздывание выпускного отверстия улучшает нижний крутящий момент, а его увеличение позволяет отработавшим газам быстрее выходить из цилиндров, что обычно повышает мощность на высоких оборотах с долговечными распределительными валами. Это прямо противоположно тому, что происходит при опережении или замедлении закрытия впуска, а это означает, что оптимизация закрытия впуска фактически ставит под угрозу точку открытия выхлопа.Тем не менее, эффект закрытия впуска настолько серьезнее, что на самом деле это не имеет большого значения.

 

Изменяемая фаза газораспределения

Очевидным ограничением регулировки фаз газораспределения является то, что после того, как двигатель собран и установлен в автомобиль, единственный способ внести дополнительные корректировки — это снова врезаться в двигатель. Кроме того, комплекты синхронизации послепродажного обслуживания обычно ограничивают диапазон регулировки примерно шестью градусами. Производители новых автомобилей давно осознали эту проблему, и в результате системы изменения фаз газораспределения (VVT) используются в серийных автомобилях уже более 20 лет.GM также приняла участие в акции, выпустив в 2007 году малый блок Gen IV L92. L92 был первым серийным малым блоком GM, в котором использовалась система изменения фаз газораспределения, и с тех пор эта система была установлена ​​​​на L99 и LY6.

Прелесть системы в ее простоте. Установка GM VVT включает в себя фазер с гидравлическим приводом, встроенный в кулачковую шестерню. По сути, это ротор, который вращается внутри статора, узел фазера использует давление масла для перемещения распределительного вала относительно цепи привода ГРМ и коленчатого вала.Используя инструкции от компьютера управления двигателем и датчика положения кулачка, электрический соленоид, установленный внутри крышки привода ГРМ, давит на гидравлический клапан, прикрепленный болтами к передней части кулачка. Это управляет потоком масла в узел фазовращателя, чтобы продвигать или замедлять кулачок. Система GM VVT очень гибкая и позволяет выдвигать кулачок на 7 градусов и задерживать его на 45 градусов, всего 52 градуса широты.

Хотя GM использует технологию VVT как средство повышения экономии топлива и очистки выбросов, в приложениях для повышения производительности ее основной целью является оптимизация точки закрытия впуска.Это позволяет продвигать кулачок на низких оборотах для увеличения крутящего момента и замедлять его на высоких оборотах для увеличения максимальной мощности, обеспечивая невероятную гибкость при расширении кривых мощности и крутящего момента.

Возможно, ключом к бесперебойной работе системы являются достижения в области современной электроники, которые делают ее технологию возможной. Поскольку узел фазера представляет собой ротор, который движется внутри статора, гидравлическое давление — единственное, что предотвращает хаотичное вращение кулачка. Даже когда фазировка кулачка заблокирована в одном положении, программное обеспечение управления двигателем постоянно регулирует давление масла в фазорезе, чтобы удерживать кулачок в фиксированном положении.В противном случае давление, действующее на фазер со стороны клапанных пружин, может вызвать его полное механическое замедление, поскольку система полагается на гидравлическое давление для преодоления силы, создаваемой клапанными пружинами. Фактически, как только давление клапанной пружины превышает 380 фунтов открытого давления, системы VVT начинают терять контроль над фазировкой кулачка после 5000 об/мин. Следовательно, существует практический предел тому, насколько агрессивными могут быть продолжительность кулачка и давление клапанной пружины при использовании системы GM VVT в сборке двигателя с высокими характеристиками.Тем не менее, хот-роддеры уже использовали заводскую систему VVT в сборках строк, производя более 600 л.с. со сверхшироким диапазоном мощности, о котором двигатели без VVT могут только мечтать.

 

При установке распределительного вала рекомендуется покрыть его обильным слоем монтажной смазки. Хотя роликовые кулачки не требуют периода обкатки, смазка помогает контролировать трение до тех пор, пока масло не начнет течь через двигатель во время начального периода запуска.

 

Одноместный по сравнению с одноместнымДвойной шаблон

В серийных головках цилиндров поток через выпускные каналы всегда меньше, чем через впускные. В отличие от впускных каналов, которые зависят от перепада давления, создаваемого поршнем для всасывания воздуха во время такта впуска, выпускные каналы извлекают выгоду из того, что поршни физически выталкивают выхлопные газы из цилиндров во время такта выпуска. Следовательно, просто не обязательно, чтобы выпускные каналы текли так же, как и впускные. Тем не менее, чтобы компенсировать это несоответствие в воздушном потоке, производители двигателей часто используют распределительные валы с большей продолжительностью выпуска, чем продолжительность впуска.Их называют кулачками с двойной конфигурацией, а отбойники, которые имеют одинаковую продолжительность и характеристики подъема как на впускном, так и на выпускном патрубках, известны как кулачки с одинарной схемой.

Неудивительно, что GM использует двойные кулачки на всех малых блоках серии LS. Тем не менее, существует большая разница между величиной разделения длительности, используемой для головок соборного порта и прямоугольного порта GM. Например, стандартный LS2 имеет распредвал 204/211 при 0.050, а стандартный LS7 имеет размеры 211/230 при 0.050. Причина, по которой LS7 нуждается в 19-градусном разделении впуска/выпуска по сравнению со скудными 7-ю степенями разделения в LS2, заключается в том, что выхлоп LS7 относительно слабый.Стандартная головка блока цилиндров LS2/LS6 пропускает примерно 183 кубических фута в минуту на стороне выпуска и 260 кубических футов в минуту на стороне впуска при соотношении выхлопных/впускных газов 70 процентов. Для сравнения, штатная головка LS7 пропускает около 220 кубических футов в минуту через выпускные отверстия и 370 кубических футов в минуту через впускные отверстия при соотношении выхлоп/впуск 60 процентов. Как показывают две головки, величина разделения продолжительности в двойном шаблоне всегда должна соответствовать расходу как впускного, так и выпускного отверстий.

 

 

 
 

Написано Барри Ключиком и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СКИДКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга.Нажмите кнопку ниже, и мы вышлем вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.