Конструкция
Распредвалы изготавливаются методом литья из чугуна или штамповки из стали и представляют собой комбинацию из следующих функциональных элементов:
- опорные шейки;
- кулачки.
Опорные шейки служат для установки распредвала в корпус двигателя и работают в паре с подшипниками скольжения, функцию которых могут выполнять вкладыши или втулки, изготовленные из антифрикционных сплавов.
Основными рабочими элементами являются кулачки, которые непосредственно взаимодействуют с приводом клапана, выполненного в виде толкателя или гидрокомпенсатора. От профиля кулачка зависит время, скорость, а также высота подъема клапана.
Для обеспечения смазкой трущихся деталей, а также для создания масляного клина в парах скольжения, внутри распредвала выполняется полость, называемая масляным каналом. Через отверстия в кулачках масло поступает из полости, обеспечивая смазкой и сами кулачки и элементы привода клапана.
Поскольку фазы газораспределения связаны с рабочими тактами, привод распредвала производится непосредственно от коленчатого вала двигателя с использованием зубчатой, цепной или ременной передачи. Передаточное число выбирается таким образом, чтобы на два оборота коленвала приходился один оборот распредвала. Синхронизация обеспечивается на этапе сборки путем выставления приводных шестерен коленчатого и распределительного валов согласно меткам на блоке двигателя.
Устройство и конструкция конкретного двигателя определяет место установки распредвала. Так различают двигатели со следующими положениями распредвала:
- нижнее;
- среднее;
- верхнее.
От того, где находится распредвал, зависит устройство и состав всего газораспределительного механизма. Однако, чем дальше распредвал располагается от клапанов, тем больше деталей используется для их привода, тем самым увеличивая общую инерционность системы. Поэтому в современных двигателях используется верхнее расположение распредвала, что обеспечивает снижение масс и увеличение жесткости всей конструкции.
Отличаются двигатели и по количеству распредвалов. Так при использовании одной пары клапанов на цилиндр достаточно одного вала в ГБЦ рядного двигателя или в развале V-образного двигателя. Тогда как использование двух пар клапанов уже предполагает установку двух распредвалов в рядном или четырех в V-образном двигателе.
Как выбрать распределительный вал
Новый распредвал необходимо подбирать, исходя из причины замены:
- Замена испорченной детали на новую. В этом случае взамен вышедшей из строя модели подбирается аналогичная.
- Модернизация двигателя. Для спортивных автомобилей используются специальные распредвалы совместно с системой смены фаз газораспределения. Моторы для повседневной езды тоже модернизируют, например, повышая мощность за счет регулировки фаз при помощи установки нестандартных распредвалов. Если нет опыта в выполнении таких работ, то лучше это доверить профессионалам.
На что следует ориентироваться, подбирая нестандартный для конкретного двигателя распредвал? Основной параметр – кулачковый развал, максимальный подъем клапана и угол перекрытия.
Стоимость нового распределительного вала
По сравнению с капитальным ремонтом всего двигателя стоимость замены распредвала незначительна. Для примера, новый вал для отечественного автомобиля стоит в пределах 25 долларов. За настройку фаз газораспределения в некоторых мастерских возьмут 70 у.е. За капитальный ремонт мотора вместе с запчастями придется заплатить порядка 250 долларов (и это в гаражных СТО).
Как видно, лучше вовремя проводить техническое обслуживание и не подвергать мотор чрезмерным нагрузкам. Тогда он прослужит своему хозяину долгие годы.
Источник
Замена ремня ГРМ на механизме SOHC
Сначала рассмотрим, как производится замена ремня ГРМ с механизмом SOHC на примере ВАЗ-2108. Для выполнения замены потребуется набор ключей и отверток.
Итак, первым снимается защитный чехол ремня. У этого авто он закреплен болтами, у других могут быть обычные защелки. Сняв чехол, сразу получаем доступ к ремню. Поскольку ремень привода генератора установлен поверх ремня ГРМ, его нужно с автомобиля снять.
Видео:Замена ремня ГРМ ВАЗ
Перед ослаблением ремня нужно будет выставить метки на коленвале и шестерне распределительного вала. На коленчатом валу метки находятся на маховике. За болт крепления шкива коленчатый вал проворачивается до тех пор, пока не совпадет метка на маховике с меткой, нанесенной на корпус. Затем следует проверить, совпала ли метка на шестерне распредвала со специальной выступающей меткой на двигателе. Если метки совпали можно приступать к послаблению и снятию приводного ремня.
У «восьмерки» натяжение производится направляющим роликом с эксцентриковым натяжителем. Для послабления ремня нужно ослабить фиксирующую гайку ролика и провернуть эксцентрик, тем самым убрав усилие, создаваемое им.
Для снятия ремня ГРМ с шестерни коленвала потребуется демонтаж шкива привода ГРМ. Для этого нужно будет авто поддомкратить и снять правое колесо, после чего появиться доступ к болту шкива. У некоторых шкивов имеются специальные отверстия, через которые производится фиксация колен. вала от проворачивания. Если же таких отверстий нет, зафиксировать его можно путем установки в венец маховика мощной отвертки с последующим ее упором в корпус. Зафиксировав колен. вал болт шкива откручивается и шкив снимается.
Теперь ничего не мешает снятию ремня ГРМ. На его место устанавливается новый ремень. Сначала он одевается на шестерню коленвала, затем заводиться в зацепление в водяным насосом, после одевается на шестерню распредвала. В последнюю очередь он заводится за натяжной ролик. Далее все собирается на место и ремень ГРМ натягивается натяжителем.
Перед запуском двигателя нужно сделать несколько оборотов коленчатого вала вручную. Делается это для того, чтобы проверить, что метки совпадают и после проворота вала. После этого можно двигатель запускать. Если прошел успешно и двигатель работает хорошо ничего делать не нужно. Если же он не запустился или работает с перебоями, следует еще раз проверить совпадение меток и при надобности по новой их выставить.
ГРМ в процессе эксплуатации
Чтобы при работе не возникло проблем, нужно периодически проверять газораспределительный механизм мотора. Нужно при помощи щупа контролировать тепловой зазор между клапаном и рычагом распредвала, а при необходимости производить регулировку.
Поскольку газораспределительный механизм предназначен для согласованной работы всех элементов двигателя, то нужно знать, что если в процессе его работы оборвется приводной ремень, то распределительный и коленчатый валы перестают работать синхронно. При этом распредвал может остановиться в положении, при котором один из клапанов останется полностью открытым и тогда двигающийся вверх поршень неизбежно ударит по клапану, который погнется, что приведет к выходу двигателя из строя и серьезному ремонту.
Чтобы избежать подобной ситуации, необходимо вовремя производить замену приводного ремня ГРМ. Периодичность замены указывается производителем в зависимости от конструктивных особенностей двигателя, но в большинстве случаев это рекомендуется делать при пробеге от 60 до 70 тыс. км. Это достаточно сложная операция, которую делают специалисты на СТО, но если у водителя есть нужные навыки, замену можно сделать и самостоятельно. Цепи ГРМ служат гораздо дольше, замена может потребоваться при пробеге от 300 до 400 тыс. км. Особенность двигателей с цепями: при их растяжении они начинают характерно греметь и позванивать, что позволяет определить необходимость замены.
Назначение газораспределительного механизма двигателя – обеспечить синхронную работу поршневой группы и клапанов. Каждый из его элементов должен работать в номинальном режиме, только тогда двигатель заведется. Иногда случается так, что ремень ГРМ не разрывается, а проскальзывает по шестерням, что будет видно по его меткам. В этом случае двигатель не заведется и потребуется замена ремня.
Печать
Замена цепи ГРМ
Сначала обеспечивается доступ к звездочке распределительного вала, для чего с авто снимается крышка клапанов.
Затем нужно выставить метки на двигателе. Для этого нужно проворачивать коленчатый вал за болт крепления шкива по часовой стрелке, пока не совместятся метки на шестерне привода распредвала с меткой на его корпусе, выполненной в виде отлива.
При этом метка на шкиву коленчатого вала должна совместиться с длиной меткой, нанесенной на крышке цепи ГРМ. Если они совпадают, можно продолжать работы, а если нет – вращать коленчатый вал, пока все метки не совпадут.
Затем нужно открутить болт крепления шкива коленчатого вала. Для удобства его откручивания лучше на КПП включить 4 передачу, а также задействовать ручник.
После срыва болта следует еще раз проверить совпадение меток, а после уже выкрутить болт, и снять шкив.
После нужно выкрутить болты и гайки крепления крышки цепи и демонтировать ее. Чтобы послабить натяжение цепи можно действовать двумя способами, связанными с натяжителем.
Сам натяжитель представляет собой небольшой корпус, в котором располагается подпружиненный шток, автоматически натягивающий цепь. Чтобы послабить натяжение, можно утопить шток в корпусе, а после зафиксировать его. Но проще снять сам натяжитель вместе с башмаком.
После послабления натяжения, нужно открутить болты крепления звездочки распредвала и звездочки вспомогательного вала, предварительно отжав отверткой их стопорные шайбы.
| Отгибание стопорной шайбы | Откручивание гайки крепления звездочки |
| Отгибание стопорной шайбы | Окручивание болта звездочки |
Далее цепь снимается со звездочки вспомогательного вала, звездочка тоже снимается. Затем вместе с цепью снимается звездочка распредвала
Выполнять эти операции нужно осторожно, чтобы не провернуть валы
Сняв звездочку распредвала появиться возможность несколько опустить цепь, чтобы снять ее со звездочки коленчатого вала. На место снятой цепи надевается новая, после сборка производится в обратной последовательности. После установки всех звездочек нужно проверить совпадение меток, если они не сдвинулись, окончательно собрать двигатель.
Метка на звездочке коленвала должна совпадать с меткой на блоке
Видео на тему: «Замена цепи газораспределительного механизма»
Цепь привода распредвала — назначение, виды, устройство
Цепь распредвала автомобиля нужна для передачи вращения от коленчатого вала двигателя к распределительному валу. Газораспределительный механизм и его привод (ремень или цепь) имеется в любом современном автомобиле.
Для чего нужна цепь привода распределительного вала?
Как обеспечить синхронизацию открытия и закрытия клапанов двигателя с положением поршней при постоянно изменяющейся скорости вращения двигателя? В современном автомобиле эта задача решается путем объединения вращения коленчатого вала, на котором закреплены поршни и распределительного вала, который заставляет двигаться клапана. Синхронизации добиваются, установив на оба эти вала по специальному шкиву (звездочке) и натянув между ними зубчатый ремень или цепь. Если говорить о цепи, то это гибкая однорядная или двухрядная зубчатая цепь, сделанная из высокопрочной стали.
Установленная правильно цепь за счет своего натяжения и своей конструкции передает вращение от коленчатого вала к распределительному валу двигателя. Зубья цепи не дают ей проскальзывать и тем самым обеспечивают поворот распределительного вала строго в зависимости от угла, на который повернулся коленчатый вал. Тем самым достигается открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя в нужный момент в зависимости от положения поршней двигателя.
Для облегчения установки и компенсации изменения натяжения цепи на различных режимах работы двигателя, применяются специальные натяжные устройства.
Как часто менять цепь распредвала?
В целом цепь распредвала является достаточно надежной деталью, которая обладает необходимым соотношением прочности и гибкости. Однако, есть ряд факторов, которые могут привести к ее выходу из строя, например ослабление натяжения цепи из–за износа натяжителей, а также износ элементов цепи из-за недостатка смазки или неправильной установки.
Долговечность цепи распредвала изначально зависит от прочностных и нагрузочных характеристик, заложенных при конструировании, от качества материала, а кроме этого – от правильной установки цепи и внимательности владельца автомобиля. Основной причиной выхода из строя цепи распредвала является постепенный износ в процессе трения между зубьями цепи и зубьями звездочек. Усугубляет этот износ недостаток смазки, попадание грязи, слишком сильное натяжение или наоборот ослабление цепи.
В условиях воздействия всех ранее перечисленных факторов, цепь ГРМ изнашивается, и если это вовремя не заметить – цепь ГРМ неизбежно начнет деформироваться, растягиваться, что в конечном итоге приведет к ее смещению относительно звездочек (перескок цепи).
Появлении дефектов цепи, требует как минимум регулировки ее натяжения, как максимум – замены цепи ГРМ на новую. На износ цепи ГРМ может указать повышенный шум в работе двигателя.
Механизмы газораспределения и взаимодействие их деталей
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Устройство автомобиля
Четырехтактные автомобильные двигатели имеют клапанные механизмы газораспределения, в которых впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов происходит при помощи впускных и выпускных клапанов. В двухтактных двигателях газораспределение осуществлено при помощи шатунно-кривошипного механизма или смешанной системы.
В зависимости от расположения клапанов различают газораспределительные механизмы с нижними клапанами, расположенными в блоке цилиндров, и с верхними клапанами, размещенными в головке блока. При размещении клапанов в головке блока камера сгорания имеет наиболее рациональную форму и меньшую поверхность теплоотдачи, что благоприятно отражается на рабочем цикле: улучшается наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом; удобнее регулировать клапаны. Однако такой газораспределительный механизм сложнее, более металлоемок и дороже, чем механизм с нижними клапанами. В карбюраторных двигателях применяют оба газораспределительных механизма, а в дизелях только механизм с верхними клапанами.
На большинстве автомобильных двигателей распределительные валы установлены в блоке цилиндров — нижнее расположение вала. Распределительные валы устанавливают и на головках блока — верхнее расположение вала (двигатели автомобилей «Москвич-2140», «Жигули» и др.). В этом случае газораспределительный механизм проще, но имеет довольно сложный цепной привод. Обычно газораспределительный механизм приводится в движение от коленчатого вала через соответствующие шестерни. При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель, который поднимается вверх и регулировочным болтом нажимает на стержень клапана. Головка клапана отходит от седла, и цилиндр соединяется с впускным или выпускным трубопроводом. Пружина клапана сжимается. После наполнения или очистки цилиндра кулачок выходит из-под толкателя, и клапан под действием пружины опускается на седло. Клапан передвигается в направляющей втулке, запрессованной в блок цилиндров. Пружина одним концом опирается на тарелку, соединенную с клапаном при помощи сухарей, а другим — в кольцевую проточку блока цилиндров. Положение регулировочного болта в толкателе фиксируется контргайкой (двигатели автомобилей ЗИЛ-130К и ГАЗ-52-04).
Во время такта сжатия и рабочего хода клапан неподвижен и под действием пружины плотно прижат к седлу. При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель и поднимает его вместе со штангой вверх. Штанга поворачивает на оси коромысло, которое нажимает на стержень клапана. Вследствие этого клапан опускается вниз и цилиндр двигателя соединяется с впускным или выпускным трубопроводом. При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок выходит из-под толкателя, и клапанный механизм под действием пружины возвращается в первоначальное положение. Толкатель, перемещающийся в отверстии блока цилиндров, опускается вниз. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт имеющий контргайку. Клапан с пружиной соединяется при помощи тарелки и сухарей. Под нижний конец пружины установлена опорная шайба.
Рис. 1. Газораспределительные механизмы: а — нижним расположением клапанов и распределительного вала; б — с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала; в — с верхним расположением клапанов и распределительного вала; 1, 15 и 39 — седла клапанов; 2, 16 и 35 — клапаны; 3, 17 и 38 — направляющие втулки; 4 и 19 — пружины; 5 и 13 — сухари; 6 и 12 — тарелки пружин клапанов; 7 — регулировочный болт; 8, 22 и 33 — контргайки; 9 а 27 — толкатели; 10, 28 и 29 — кулачки распределительных валов; 11 — маслоотражательный колпачок клапана; 14 — свеча зажигания; 18 — опорная шайба; 20 — крышка головки блока; 21 и 30 — коромысла; 23 и 32 — регулировочные винты; 24 и 31 — оси коромысел; 25 — штанга; 26 — блок цилиндров; 34 — наконечник; 35 — внешняя пружина; 37 — внутренняя пружина
При вращении распределительного вала, установленного на головке блока (рис. 1, в), кулачок набегает на плечо коромысла, и оно поворачивается на оси. Наконечник регулировочного винта нажимает на стержень клапана, пружины сжимаются, и клапан открывается. После выхода кулачка из-под коромысла клапан под действием пружин плотно садится на седло.
Читать далее: Детали газораспределительного механизма
Категория: —
Устройство автомобиля
Ремонт распредвала
Обычно распределительный вал в двигателе автомобиля может служить весь срок службы автомобиля. Это означает, что распредвал может прослужить примерно 200 000-300 000 километров пробега автомобиля (именно такой средний срок службы устанавливают сегодня для большинства автомобилей многие автопроизводители). Тем не менее существуют случаи, когда распредвал выходит из строя намного раньше. Например, при заводском браке распредвала. Или же когда автовладелец использовал автомобиль в экстремальных условиях или часто ездил на высоких оборотах (как говорится, постоянно «винтил» свою машину).
Естественно, при появлении дефекта распредвала требуется его восстановительный ремонт или покупка нового компонента. Кстати, в прошлом восстановительный ремонт был популярным средством. Ведь помимо некоторой экономии денежных средств ремонт распредвала в некоторых автомобилях давал небольшой прирост мощности. Дело в том, что в свое время было модно растачивать распределительные валы, проводя их шлифовку и т. п. Сегодня же расточка и ремонт распредвала менее популярны.
замена ремня грм 2105. .
| Замена ремня ГРМ на ВАЗ 2104-05 |
|
Нажми для просмотра |
|
||||||||||
| Замена ремня ГРМ 2105. Ремень ГРМ 2105. |
|
Нажми для просмотра |
|
||||||||||
| Ремонт: Установка ГРМ на двигателе 2105. |
|
Нажми для просмотра |
|
||||||||||
| Замена ремня ГРМ на ВАЗ с 8ми клапанным двигателем mp4 |
|
Нажми для просмотра |
|
||||||||||
| Установка меток ГРМ ВАЗ 2105. Проверка системы зажигания. |
|
Нажми для просмотра |
|
||||||||||
| 2105. Можно ли выставить не правельно метки при установке ГРМ, |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Как заменить ремень генератора ваз 2107,2101,2106 |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Двигатель ВАЗ 2105 1.3 Ремень ГРМ Число зубцов: 122 ширина 19мм. |
|
Нажми для просмотра |
|
||||||||||
| Ролик ГРМ 2105, 2108, 2109, 21099 натяжной старого образца Вологда |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Ремень ГРМ ваз 2105 |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Натяжка ремня ГРМ. Чем грозит перетяжка ремня ГРМ? |
|
Нажми для просмотра |
|
||||||||||
| Замена сальника распредвала ВАЗ 2105 |
| Как самому выставить зажигание на ВАЗ Классике. |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Замена ГРМ на 8 кл двигателе Ваз 2108,2109,2110,2111,2113,2114,2115 |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Как быстро выставить метки грм на ваз 8кл |
|
Нажми для просмотра |
|
||||||||||
| Метки зажигания на инжекторе. Замена ремня ГРМ на 8кл моторе. Зазор между ДПКВ и шкивом зажигания. |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Установка зажигания !!! Это так просто |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Цепь или ремень ГРМ. Что лучше и надежнее. Просто о сложном |
|
Нажми для просмотра |
|
||||||||||
| ВАЗ 2105 – Пятерка | Редчайшие Жигули первой серии | Редкие Автомобили СССР | Pro Автомобили |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Теория ДВС: Почему рвёт, жрёт, сползает ремень ГРМ на 21083 |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Правильно натянуть ремень ГРМ ВАЗ 2108-21083 |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Метки грм 8 кл.ВАЗ! Установка ремня грм 8кл.ВАЗ! |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| замена ремня ГРМ |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Ремонт. Двигатель 2105. Как можно выставить коленвал при установке ГРМ если у вас нет меток. |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Финал сборки ВАЗ 2105 |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| ГТ (Гаражные Темы) Регулировка клапанов на ВАЗ 2105 (2101 2107) |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Определение стука в двигателе ваз 2105 и замена малой звездочки коленвала” rel=”spf-prefetch |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Перескочил ремень ГРМ на зуб. Симптомы и последствия. ВАЗ 8 кл.” rel=”spf-prefetch |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| ВАЗ 2105 двигатель 1,5 ременной.” rel=”spf-prefetch |
|
|
|
||||||||||
Нажми для просмотра| Замена ремня ГРМ 8 клапанный двигатель ВАЗ 2108-2109, 2114″ rel=”spf-prefetch |
Работа системы валов ГРМ
Распредвал приводится в движение посредством коленчатого вала, на конце которого находится шестерня специально подобранного диаметра. Другая шестерня устанавливается на распределительный вал. Передача крутящего момента от коленчатого вала к распределительному передается стальной цепью или ремнем с зубцами под шестерни, который изготовлен из прочной армированной резины. Работа газораспределительного механизма зависит от правильной установки цепи или ремня. В этом случае все клапана открываются в нужный момент, что позволяет воздушно-топливной смеси заходить в цилиндр, сгорать там и выводить отработанные газы. В этом состоит главный принцип работы газораспределительного механизма.
В зависимости от конструкции нажатие на клапан осуществляется непосредственно кулачком на распределительном валу или через рычаг, называемый рокером, на который воздействует кулачок. Назначение и устройство газораспределительного механизма позволяет открывать нужные клапана в момент наступления нужного такта работы двигателя, что обеспечивает ее бесперебойность. Любое нарушение ведёт к сбою в работе вплоть до поломки силового агрегата.
Функции распредвала
Распредвал – элемент ГРМ (газораспределительного механизма). Он определяет порядок тактов мотора и синхронизирует открывание/закрывание клапанов, которые подают в цилиндры воздушно-топливную смесь и отводят отработанные газы.
Газораспределительный механизм работает по следующему принципу. В момент запуска двигателя стартер проворачивает коленчаты й вал . Распредвал приводится в движение при помощи цепи или ремня, посаженного на шкив коленвала. В цилиндре открывается впускной клапан, и в камеру сгорания поступает смесь бензина и воздуха. В этот же момент датчик коленвала подает импульс на катушку зажигания. В ней генерируется разряд, который идет на свечу зажигания .
К моменту, когда появляется искра, оба клапана в цилиндре закрыты, а топливная смесь сжата. Во время возгорания образуется энергия, и поршень перемещается вниз. Так коленвал проворачивается и приводит в движение распределительный вал. В этот момент он открывает выпускной клапан, через который выходят отработанные в процессе горения газы.
Распредвал всегда открывает нужный клапан на конкретный промежуток времени и на стандартную высоту. Благодаря своей форме этот элемент обеспечивает стабильный цикл смены тактов в моторе.
Подробно о фазах открытия и закрытия клапанов, а также об их настройках, показано в данном видео:
В зависимости от модификации двигателя в нем может стоять один или несколько распредвалов. В большинстве автомобилей эта деталь размещена в головке блока цилиндров. Она приводится в движение за счет вращения коленчатого вала. Эти два элемента соединяются при помощи ремня или цепи ГРМ.
Чаще всего одним распредвалом оснащены двс с рядным расположением цилиндров. Большинство таких двигателей имеет по два клапана на цилиндр (один впускной, а другой выпускной). Встречаются также модификации с тремя клапанами на цилиндр (два на впуск, один на выпуск). Двумя валами чаще комплектуются двигатели, в которых на один цилиндр приходится по 4 клапана. В оппозитных двс и с V-образной формой тоже устанавливается два распределительных вала.
Моторы с одним валом ГРМ имеют простую конструкцию, что приводит к снижению стоимости агрегата в процессе изготовления. Такие модификации легче обслуживать. Их всегда устанавливают на бюджетные автомобили.
На более дорогих модификациях двигателей некоторые производители устанавливают второй вал для снятия нагрузки на вал и в некоторых моделях ДВС для обеспечения сдвига фаз распределения газов. Чаще всего такая система встречается в автомобилях, которые должны отличаться спортивными характеристиками.
Распредвал всегда открывает клапан на конкретный промежуток времени. Чтобы улучшить эффективность мотора на повышенных оборотах, необходимо изменить этот интервал (двигателю нужно больше воздуха). Но при стандартной настройке газораспределительного механизма при повышенных оборотах коленвала впускной клапан закрывается раньше, чем в камеру поступит нужный объем воздуха.
В то же время, если установить спортивный распредвал (кулачки на дольше открывают впускные клапаны), на низких оборотах двигателя есть большая вероятность, что впускной клапан откроется еще до того, как закроется выпускной. Из-за этого часть смеси попадет в выхлопную систему. Как результат – потеря мощности на низких скоростях и повышение токсичности выхлопов.
Самая простая схема для достижения такого эффекта – установить распредвал с функцией проворачивания на определенный угол относительно коленвала. Этот механизм позволяет осуществить раннее и позднее закрытие/открытие впускных и выпускных клапанов. На оборотах до 3500 он будет находиться в одном положении, а когда этот порог преодолевается, вал немного проворачивается.
На сегодняшний день с целью повышения производительности силовых агрегатов разрабатываются электромагнитные и пневматические бескулачковые системы газораспределения. Пока такие модификации очень дорогие в производстве и обслуживании, поэтому их еще не устанавливают на серийные автомобили.
Помимо распределения тактов двигателя данная деталь приводит в движение дополнительное оборудование (зависит от модификации мотора), например, масляный и топливный насосы, а также вал трамблера.
Повреждение распределительного вала
Распределительные валы считаются износостойкими деталями двигателя и обычно служат весь срок службы автомобиля. Именно поэтому повреждение распредвала является редким явлением. Особенно если речь идет о старых автомобилях. В более современных моторах распредвал имеет больше рисков повреждения, но тем не менее дефекты этой детали также редки.
Правда, если современное авто использовать в нормальном режиме. Если же часто ездить на высоких оборотах двигателя («винтить» машину), то распредвал в современном моторе выйдет из строя намного раньше, чем в старой машине. Но опять же это касается не всех автомобилей. Все зависит от того, какой распредвал использует автопроизводитель и какая конструкция ГРМ в моторе.
Значительные следы износа на вкладышах подшипников распределительного вала: если поверхности подшипников распределительного вала повреждены, то достаточно заменить вкладыши.
Распределительный вал, как правило, имеет подшипники, в корпусах которых есть небольшие отверстия. Эти отверстия соединены с масляным контуром двигателя, благодаря чему между рабочими поверхностями распределительного вала и вкладышами подшипников есть постоянная смазочная пленка, которая уменьшает трение между этими компонентами. Однако некоторые двигатели спроектированы так, что распредвалы работают без вкладышей подшипников.
В таких моторах при отсутствии подачи масла или чрезмерного напряжения двигателя (например, при больших скоростях) начинается ускоренный износ распредвала. Также в таких моторах при большой нагрузке на двигатель кулачки, постоянно вынужденные прижимать клапаны сопротивляясь силы прижимной пружины), при недостаточной смазки могут изменять время вывода клапанов. Из-за того, что клапаны открываются и закрываются в неподходящее время, они больше не достигают своего максимально предусмотренного хода.
В итоге это отражается на плавности хода и мощности, которая падает. Также подобную проблему несвоевременного открытия и закрытия клапанов можно заметить по работе двигателя на холостых оборотах. К сожалению, неправильная работа клапанов двигателя может привести к его повреждению.
Описание работы ГРМ
Работу газораспределительного механизма сложно рассматривать отдельно от рабочего цикла двигателя. Его основная задача — вовремя открывать и закрывать клапаны на определенный промежуток времени. Следовательно, на такте впуска — открываются впускные, а на такте выпуска — выпускные. То есть фактически механизм должен реализовывать рассчитанные фазы газораспределения.
Технически это происходит следующим образом:
- Коленчатый вал передает крутящий момент через привод на распределительный вал.
- Кулачок распределительного вала давит на толкатель или коромысло.
- Клапан перемещается внутрь камеры сгорания, открывая доступ свежему заряду или выхлопному газу.
- После того, как кулачок прошел активную фазу воздействия, клапан возвращается на место под действием пружины.
Также следует отметить, что за полный рабочий цикл распредвал делает 2 оборота, поочередно открывая клапаны на каждом цилиндре в зависимости от порядка их работы. То есть, например, при схеме работы 1-3-4-2 одновременно будут открываться впускные клапаны на первом цилиндре и выпускные клапаны на четвертом. Во втором и третьем клапаны будут закрыты.
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.
