Распределительный вал: описание, характеристика, ремонт

Комментарии

Где расположен распредвал?

Расположение распределительного вала зависит от особенностей конструкции мотора. В некоторых модификациях он находится внизу, под блоком цилиндров. Чаще встречаются модификации моторов, распредвал которых находится в головке блока цилиндров (сверху ДВС). Во втором случае ремонт и настройка механизма газораспределения намного легче, чем в первом.

Модификации двигателей V-образной формы оснащаются ГРМ, который расположен в развале блока цилиндров, а иногда отдельный блок оснащается своим газораспределительным механизмом. Сам распределительный вал фиксируется в корпусе подшипниками, что позволяет ему постоянно и плавно вращаться. В оппозитных моторах (или боксер) конструкция ДВС не позволяет установить один распредвал. В этом случае на каждую сторону устанавливается свой газораспределительный механизм, но их работа синхронизируется.

Как вал приводится в движение

Вращение распредвала осуществляется за счет передающегося момента от коленчатого вала. Встречаются следующие привода:

• Ременной. Внутренняя поверхность зубчатого ремня сцепляется с зубьями, находящими на шкивах, тем самым обеспечивая вращение. К примеру, в двигателях TDI устанавливается эллиптическая шестерня. С ней снижаются тяговые усилия. Также зубчатый ремень приводит в движение некоторые насосы : масляный, высокого давления, охлаждающей жидкости. Средний ресурс такого привода: 100-150 тысяч километров;
• Цепной. Такой привод крайней надежен. Он дополнительно оснащается натяжными роликами и успокоителями. Различают однорядные и двухрядные роликовые цепи.

Специалисты отдельно выделяют зубчатый привод. На деле зубцами могут быть оснащены и цепи, и ремни. При этом нельзя однозначно ответь на вопрос о том, каким образом лучше передавать крутящий момент. Обе разновидности имеют плюсы и минусы.

Установка нового распредвала

Для того чтобы поставить новый вал ГРМ, потребуются те же инструменты, что и для его демонтажа. Порядок монтажных работ следующий:

В обязательном порядке смазываем моторным маслом поверхности кулачков, опорных шеек и опор.
Устанавливаем распредвал в «постель».
Ключом на 10 мм закручиваем болты упорного фланца.
Проверяем, как вращается вал. Он должен легко проворачиваться вокруг своей оси.
Выставляем такое положение вала, при котором его штифт совпадал бы с отверстием на фиксирующем фланце.
Устанавливаем постель на шпильки, накручиваем гайки, производим их затяжку

При этом важно соблюдать установленный порядок. Момент затяжки — в пределах 18,3–22,6 Нм

Гайки закручиваются при помощи динамометрического ключа моментом 18,3–22,6 Нм

Клапанную крышку и звезду распредвала на место не устанавливаем, так как нужно будет ещё выставлять фазы газораспределения.

Как промывать форсунки

Доказано, что регулярное использование качественной химии раз в 5000 километров, которая заливается в бак с топливом для промывки топливной системы и удаления нагара обеспечивает длительную бесперебойную работу форсунок и топливной системы в целом, но это справедливо только для новых автомобилей и при регулярном использовании, а когда уже появляются признаки неисправности то прямая дорога в автосервис.

Сегодня в авто сервисах широко используют недорогие одноконтурные установки, которые представляют собой емкости, содержащие сольвент, располагающиеся на передвижной стойке рядом с двигателем или под капотом автомобиля. Рабочий принцип этой одноконтурной установки следующий.

К топливной рампе на входе присоединяется нагнетательный шланг. Сольвент, который служит и очищающим, и топливным средством, поступает из емкости посредством повышения давления, которое создает воздушный компрессор, присоединенный к емкости с сольвентом. Минус ее заключается в том, что очищающая жидкость минует регулятор давления, тем самым не очищая его запорного клапана и очень поверхностно промывая топливную рампу. Более того нет возможности проверить результат промывки с помощью диагностики, она полностью отсутствует на установках этого класса. Не редкость также применение сольвентов сомнительного происхождения с очень низкими очищающими способностями. Это делается с целью минимизации расходов и получения максимума прибыли. Можно привести в пример случай, когда работники известной СТО выполняли промывку форсунок с помощью самого обычного бензина, выдавая его при этом за специальную очищающую жидкость высокого качества. Естественно, никакой пользы от данной очистки не наблюдалось.

Оптимально применять двухконтурную систему очистки, которая в отличие от примитивного бачка со специальной очищающей жидкостью является высокопрофессиональным оборудованием. Практическое применение данного двухконтурного стенда гарантирует качественную очистку любого двигателя.

В таком стенде присутствует собственный насос который обеспечивает подачу специальной жидкости (сольвента) под давлением прямо в топливную рампу, а ее излишки проходят сквозь регуляторы давления по обратному пути в резервуар установки. Данная схема способствует наиболее эффективному очищению всех частей двигателя, т.е. не только форсунок, но и регулятор давления , и топливную рампу. Более того в электромеханической системе впрыска происходит очищение дозатора-распределителя. Посредством сольвента эффективно удаляются нагары и загрязнения впускных клапанов в двигателе, которые препятствуют движению топливной смеси, а также отложения и нагар на поршнях и камере сгорания. На двигателях использующих дизель идет эффективная промывка ТНВД (топливный насос высокого давления), в связи с тем, что очищающая жидкость поступает непосредственно на вход ТНВД.

Ременной привод ГРМ

Второй наиболее распространенный тип привода ГРМ – ременной. Также, исходя из названия, ставится ремень ГРМ. Конструкционная схема такова. На распредвале и коленвале есть шкивы либо зубчатые шестерни. На них натягивается ремень, обеспечивающий устойчивую связь и передачу определенного крутящего момента непосредственно от коленвала к распредвалу. Вращается коленвал, вращается его звездочка или шкив, следом ремень, который и задействует звездочку или шкив распредвала.

Тут два решения, если используется клиновый или поликлиновый ремень – предусмотрена установка шкива, а если установлен зубчатый ремень, то используются звездочки, находящиеся в сцеплении с зубьями ремня. Сразу отметим что профиль зубьев значительно отличается, это следует учитывать, когда выполняется замена ремня ГРМ.

Помимо ремня ременной привод ГРМ включает и дополнительные компоненты – ролики (два вида, первые опорные, вторые натяжные). Опорные отвечают за позиционирование, проще говоря, расположение ремня относительно других узлов ГРМ и КШМ, а натяжные обеспечивают необходимый уровень натяжения ремня, чтобы он не соскакивал с шкива или звездочки или не перескакивал на несколько подряд зубьев, если схема с зубчатым ремнем.

Нарушения в работе ременного привода, также как и в случае с цепным приводом ведут к рассинхронизации работы клапанов и поршней, далее ремонт двигателя. Самая большая беда может случиться в случае разрыва ремня ГРМ, когда поршни двигаются, а клапаны остаются на месте. Если в клапанах нет цековок, то они могут погнуться, пробить поршни или что еще хуже стенки цилиндров, повредив блок, порой гнет распредвал и случается множество других неприятностей. Все они во многом обусловлены изношенностью и повреждениями. Это ведет к появлению надрывов, разрывов, трещин и высокой вероятности обрыва. Помимо повреждений и изношенности есть и прочие факторы, ведущие к деформации ремня ГРМ.

Что делать? Прежде всего обратиться на автопортал Avto.Tatar и выбрать автосервис в Казани, где можно пройти техобслуживание. Каждый автопроизводитель указывает не только на необходимость проверки привода ГРМ при плановом ТО, но и период замены ремня через определенное время и пробег, в зависимости о того, какое событие наступит ранее. Также может быть и внеплановая, внеочередная замена. Затем подберите на нашем портале автомагазин, где можно приобрести ремень ГРМ. Один совет – покупать лучше ремкомплект, то есть проводить замену вместе с опорными, а также еще и натяжными роликами.

Маленькое отступление. Не отметили выше, упустили одну важную, ключевую деталь. В некоторых ДВС конструкционная схема предполагает применение привода ГРМ не только для передачи заданного крутящего момента между валами (коленвалом и распредвалом), но и обеспечения работы определенного навесного оборудования сопряженных систем. Например, классическая схема когда привод ГРМ отвечает еще и за работу помпы (водяного насоса) системы охлаждения, иногда масляного насоса в системе смазки, топливного насоса, устанавливаемого в топливной системе, и ряда иных. Часто встречается именно схема с водяной помпой. Так вот, желательно при замене ремня ГРМ использовать не только ремкомплект с опорными и натяжными роликами, шкивами или звездочками, но и менять одновременно помпу. На ряде моторов, особенно отечественных, одного из производителей, она заклинивает и это приводит к разрыву ремня ГРМ. Оттого лучше поменять.

Основные неисправности и их причины

Как и любая деталь в двигателе, распредвал может выйти из строя. Однако поломки обычно вызваны не естественным износом (от него должен защищать масляная пленка на поверхностях трения), а другими причинами:

1. Износ кулачков, опорных шеек или подшипников – прямое следствие масляного голодания или некачественного масла. Проблемой может стать и несменяемый масляный фильтр, который забился насмерть, и теперь весь нагар циркулирует в двигателе, засоряя тонкие каналы системы смазки;
2. Осевое биение, которое приводит к деформации и излому распредвала. Причиной часто становится рассинхронизация с системой подачи топлива.

Поскольку распредвал находится внутри двигателя (на двигатель может устанавливаться один или два распредвала, а на мощные V-образные моторы – до четырех), повлиять на его работу можно только опосредованно. Это в первую очередь своевременное ТО с заменой моторного масла и масляного фильтра.

Такая нехитрая процедура убережет все детали двигателя от преждевременного износа.
Замена распредвала обычно обходится недешево: сама деталь дорогая за счет качественного металла и точной обработки, плюс работа мастеров требует времени и денег. Лучше следить за состоянием двигателя и вовремя его обслуживать.

Расположение распредвала в двигателе

Распределительный вал газораспределительного механизма или «распредвал» отвечает за открытие и закрытие клапанов в четырехтактных двигателях внутреннего сгорания. От формы и исполнения распредвала сильно зависят конечные динамические показатели вашего автомобиля. Распредвалы устанавливаются на все типы ДВС. Во многих двигателях распредвал передает движения для работы масляного и топливного насосов.

Существует два вида двигателей внутреннего сгорания: двигатели с верхним расположением распредвала и с нижним. До 1950-х годов двигатели автомобилей в основном были нижнеклапанными. Распределительный вал располагался в нижней части двигателя, клапаны устанавливались тарелками вверх. Такие двигатели были более дешевыми в производстве, но и менее производительными. Затем от такой схемы отказались и пришли ко всем нам привычной головке цилиндров с установленным в ней распредвалом и клапанами, открывающимися вниз. Однако, на некоторых современных двигателях до сих пор действуют нижневальные системы с верхним расположением клапанов.

Нижневальный двигатель отличается тем, что в нем дополнительно устанавливаются штанги, компенсирующие расстояние от кулачков распредвала до толкателей клапанов в головках цилиндров.

а — с нижним расположением распределительного вала: 1 — распределительный вал; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — ось коромысел; 5 — коромысло; 6 — пружина; 7 — клапан;

б — с верхним расположением распределительного вала: 1 — винт; 2 — контргайка; 3 — коромысла; 4 — распределительный вал.

Более ранние модели двигателей имеют один распредвал, на котором расположены кулачки для открытия/закрытия клапанов на впуск и на выпуск. На современные производительные двигатели устанавливаются отдельно впускной и выпускной распредвал.

Число распредвалов

В двигателе может присутствовать как один, так и несколько распределительных валов

Если брать во внимание обычные четырехцилиндровые моторы 90-х годов, в них практикуется первая схема. В 2000-х годах на автомобили стали устанавливать моторы с двумя распредвалами

Кроме того, на этих двигателях увеличилось и число клапанов. Если говорить про четырехцилиндровые моторы, то вместо восьми их стало шестнадцать.

Такое технические изменение способствует более лучшей наполняемости цилиндров и эффективному отводу газов. Поэтому восьмиклапанные моторы с одним распредвалом сейчас практически не используются.

Интересная особенность наблюдается на оппозитных двигателях и V-образных. Здесь может находится один распредвал в развале блока цилиндров, либо по два вала в головке блока. Почему верхнее расположение наиболее оптимально? За счет такой установки, намного проще менять сальники, а также регулировать зазоры клапанов (если отсутствуют гидрокомпенсаторы). Кроме того, легче выполнить и замену самого распредвала. Для этого достаточно лишь демонтировать клапанную крышку, после чего элемент станет доступен.

Элементы движения. Шатун

Шатун передает усилие движущих сил цилиндра на коленчатый вал. Он всегда нагружен осевой силой, которая определяет напряжения сжатия, и в конце такта выпуска 4-тактных ДВС — растяжения в теле шатуна. Кроме того, при движении шатуна возникают силы инерции, которые вызывают незначительный изгиб его стержня. При наличии значительных по величине осевых сил этот изгиб может явиться причиной поломки шатуна. Поэтому к конструкции шатуна предъявляется требование не только механической прочности, но и достаточной продольной жесткости.

Рис. 6 Шатун современного тронкового дизеля

Шатун состоит из нижней головки 1, стержня (или тела) 2 и верхней головки 3. У судовых дизелей шатуны изготавливаются исключительно из стали путем штамповки (для двигателей малой и средней мощности), отливки или поковки — для мощных судовых двигателей. Как правило, при штамповке тело шатуна имеет в сечении двутавр. У мощных двигателей тело шатуна имеет цилиндрическую форму.

У крейцкопфных двигателей как верхняя, так и нижняя головки шатуна — разъемные. В двигателях старых конструкций нижняя головка была отъемная, так называемая “морского” типа. В такой конструкции есть возможность регулировать объем камеры сжатия прокладками под подпятник шатуна. Верхняя головка может быть «вильчатого» или “безвильчатого” (рис. 5) типа. В большинстве случаев головной и мотылевой подшипники шатуна имеют вкладыши, залитые белым металлом. Однако встречаются конструкции с заливкой белого металла непосредственно в крышку головного и мотылевого подшипников (двигатели B&W старой конструкции). Для смазки подшипников предусмотрено сверление в теле шатуна.

В 2-тактных дизелях головной подшипник традиционно считается наименее надежным элементом, что определяется трудностями доступа смазки к трущимся поверхностям. Силы веса выше расположенных элементов движения и давление газов в цилиндреХарактеристика процесса сгорания топлива в цилиндре дизеля по индикаторной диаграмме постоянно прижимают цапфы поперечины к поверхности заливки подшипника, зазор отсутствует, что препятствует поступлению масла. Для решения этого вопроса обычно используется один из способов: 1) при доводке дизеля тщательно подбирают массы деталей и параметры рабочего процесса с тем, чтобы при работе дизеля в процессе сжатия рабочего тела сила инерции на каком-то угле поворота коленчатого вала превысили силу от давления сжатия, чтобы в нижней части головного подшипника появлялся зазор для доступа масла; 2) цапфы головного подшипника состоят из 2-ух частей, имеющих незначительный эксцентриситет, позволяющий доступ смазки к трущимся поверхностям при качательном движении шатуна; 3) в двигателях MAN старой конструкции к поперечине крейцкопфа крепился поршневой насос с приводом за счет качательного движения шатуна — для подачи смазки под давлением к головному подшипнику. В современных двигателях такое решение не применяется.

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.

Недостатки робота на Ладе Веста

Стук распредвала: что делать

Если распредвал начинает стучать в машину, водитель должен быть готов к значительным расходам. В то же время речь идет не о том, что речь идет о замене распределительного вала, так как неисправные гидравлические компенсаторы или подшипники также могут вызвать детонацию. Исходя из этого, мы можем сделать вывод, что если есть подозрение на стук в распределительном валу, вы должны отправить автомобиль на диагностику как можно скорее. Вполне возможно, что это выявит не только проблемы в узлах, отвечающих за синхронизацию часов двигателя, но и в других элементах.

Важно отметить, что, задерживая диагностику, водитель рискует увеличить стоимость ремонта. Если гидравлические домкраты начинают выходить из строя, распредвал может работать неправильно

Исходя из этого, чем раньше будет поставлен диагноз и определена причина детонации распределительного вала, тем меньше вероятность его отказа.

Автомобили, которые не оснащены гидравлическими компенсаторами, могут проехать с ударом, исходящим от распредвала более 50 тысяч километров, но после этого вам может потребоваться полная замена или капитальный ремонт двигателя.

Устройство и принцип работы распредвала

1 – распредвал для впускных клапанов; 2 – распредвал для выпускных клапанов; 3 – упор; 4 – рабочая (верхняя) часть кулачка; 5 – шейка распредвала; 6 – нижняя часть кулачка.

Конструкция распредвала обычно цельная, весь он выточен из одной металлической заготовки. Можно выделить несколько важных элементов:

1. Кулачки. Так называют выступы в форме капли, «нанизанные» на ось вала. Их функция – постоянный контакт с толкателями клапанов, причем для каждого клапана предназначен свой отдельный кулачок. При повороте вала выступ «капли» нажимает на толкатель, открывая клапан в строго определенный момент на заданное время.
2. Опорные шейки. Это участки вала, оснащенные подшипниками, на которые он, собственно, и опирается при установке на двигатель. Торцы вала оснащены сальниками для герметизации стыка с корпусом двигателя.
3. Масляные каналы. Это отверстия, через которые моторное масло подходит к элементам распредвала, испытывающим самое большое трение: опорным подшипниками и кулачкам. Без моторного масла в таком режиме работы распредвал прослужил бы совсем недолго.

В редких случаях кулачки «нанизаны» на вал, так что получается не цельная, выточенная из одной болванки конструкция, а сборная система. В настоящее время такие распредвалы встречаются редко.

Принцип работы

Принцип работы распредвала в ГРМ

Распредвал – компонент системы ГРМ (газораспределительного механизма) двигателя. Он приводится в движение ременной, цепной или зубчатой передачей от коленвала двигателя, а значит, работает синхронно с поршнями и другими элементами мотора.

Существует закономерность: на два полных оборота коленвала приходится один оборот распредвала. Причина – в механизме открытия клапанов. В двигателе два цикла из четырех проходят при закрытых клапанах, поэтому нужен один оборот распредвала для их открытия.

Вращаясь синхронно с оборотами двигателя, распредвал открывает клапана подачи воздуха и выхода выхлопных газов на определенное время, которое зависит от настроек двигателя. Дополнительные регулировки того, как работает двигатель, реализуются с помощью дроссельной заслонки, управления системой впрыска и т.д.

Ниже, на видео-уроке, детально описано принцип работы газораспределительного механизма (ГРМ) и роль распредвала в нем.

Функції розподільчого вала

В ДВЗ розподільчий вал відповідає за відкриття і закриття впускних і випускних клапанів, тобто за газорозподіл безпосередньо в камері згоряння двигуна. Від особливостей конструкції мотора і самого розподільчого вала, а також коректного налаштування ГРМ, залежить ефективність роботи двигуна: потужність, динаміка, ККД. Еволюція двигунів тягне за собою і деякі зміни в формі і функціях розподільчого вал: створюються системи, що підлаштовують газорозподіл під частоту обертів, встановлюються вали на впуск і випуск окремо, і, звичайно, змінюються матеріали і способи обробки металів.

Почему стоит выбрать шлем harley davidson

Список работ при четвёртом ТО (44500-45500 км или три года эксплуатации)

За что отвечает датчик распредвала

В двигателях с карбюратором к распредвалу подсоединяется трамблер, который определяет, какая фаза выполняется в первом цилиндре – впуск или выпуск.

В инжекторных ДВС трамблера нет, поэтому за определение фаз первого цилиндра отвечает датчик положения распредвала. Его задача не идентична функционалу датчика коленвала. За один полный оборот вала ГРМ коленвал провернется вокруг оси дважды.

ДПКВ фиксирует ВМТ поршня первого цилиндра и подает импульс на формирование разряда для свечи зажигания. ДПРВ подает сигнал на ЭБУ, в какой момент нужно подать топливо и искру в первый цилиндр. Циклы в остальных цилиндрах происходят поочередно в зависимости от конструкции двигателя.

Датчик распредвала состоит из магнита и полупроводника. На валу ГРМ в районе установки датчика имеется репер (небольшой металлический зуб). Во время вращения этот элемент проходит мимо датчика, благодаря чему магнитное поле в нем замыкается и образуется импульс, идущий на ЭБУ.

Электронный блок управления фиксирует скорость импульсов. По ним он ориентируется, когда в первом цилиндре выполнить подачу и воспламенение топливной смеси. В случае установки двух валов (один на такт впуска, а другой – выпуска), будут установлены по датчику на каждом из них.

Что произойдет, если датчик выйдет из строя? Этому вопросу посвящено данное видео:

Если мотор оснащен системой смещения фаз газораспределения, то от частоты импульсов ЭБУ определяет, в какой момент нужно выполнить задержку открытия/закрытия клапанов. В этом случае двигатель будет оснащен дополнительным устройством – фазовращателем (или гидроуправляемой муфтой), которое проворачивает распредвал для изменения времени открытия. Если датчик Холла (или распредвала) неисправен, то фазы газораспределения не будут меняться.

Принцип работы ДПРВ в дизелях отличается от применения в бензиновых аналогах. В этом случае он фиксирует положение всех поршней в верхней мертвой точке в момент сжатия топливной смеси. Это позволяет точнее определить положение распредвала относительно коленвалу, что стабилизирует работу дизеля и облегчает его запуск.

В конструкцию таких датчиков добавлены дополнительные реперы, положение которых на задающем диске соответствует наклону конкретного клапана в отдельном цилиндре. Устройство таких элементов может отличаться в зависимости от фирменных разработок разных производителей.

Можно ли перевозить лодку на обычном прицепе и как это сделать

Навигация по записям

Типы размещения распредвала в двигателе

В зависимости от типа двигателя в нем может находиться один, два и даже четыре вала газораспределительного механизма. Чтобы легче было определить тип ГРМ, на крышку головки блока цилиндров наносится следующая маркировка:

SOHC. Это будет рядный или V-образный мотор с двумя или тремя клапанами на один цилиндр. В нем распредвал будет один на ряд. На его стержне имеются кулачки, управляющие фазой впуска, а немного смещенные – отвечающие за фазу выпуска. В случае моторов, выполненных в форме V, таких валов будет два (по одному на ряд цилиндров) или один (помещается в развал между рядами).

DOHC. Эта система отличается от предыдущей наличием двух распредвалов на один ряд цилиндров. В этом случае каждый из них будет отвечать за отдельную фазу: один – за впуск, а другой – за выпуск. На однорядных моторах валов ГРМ будет два, а на V-образных – четыре. Такая технология позволяет уменьшить нагрузку на вал, что увеличивает его ресурс.

Газораспределительные механизмы также отличаются по размещению валов:

Боковое (или нижнее) (двигатель OHV или «Толкателя»). Это старая технология, которая использовалась в карбюраторных моторах. Среди преимуществ такого типа – простота смазки движущихся элементов (размещается прямо в картере двигателя). Основной недостаток – сложность обслуживания и замены. В этом случае кулачки давят на толкатели коромысла, а те передают движение на сам клапан. Такие модификации моторов малоэффективны на повышенных оборотах, так как в них присутствует большое количество элементов управления моментом открывания клапанов. Из-за повышенной инерции страдает точность фаз газораспределения.

Верхнее (OHC). Такая конструкция ГРМ используется в современных моторах. Этот узел легче обслуживать и ремонтировать. Один из недостатков – сложная система смазки. Масляный насос должен создавать стабильное давление, поэтому необходимо пристально следить за интервалами замены масла и фильтра (о том, на что ориентироваться, определяя регламент таких работ, рассказывается здесь). Такое устройство позволяет использовать меньше дополнительных деталей. В этом случае кулачки воздействуют непосредственно на толкатели клапанов.