Распределительный вал: что это

Перспективы развития

Несмотря на элегантность и простоту решения задачи управления газораспределительным механизмом, предложенную инженерами еще полторы сотни лет назад, дальнейшее развитие двигателей внутреннего сгорания наталкивается на серьезные ограничения. Дело в том, что распредвал, являясь элементом механической системы не обеспечивает должной гибкости регулирования. Жестко заданные фазы газораспределения подбираются опытным путем на заводе-изготовителе и являются неким компромиссным вариантом, рассчитанным на усредненный режим работы двигателя.

Читайте также: Как притереть клапана в домашних условиях

На деле, в различных условиях работы двигателя оптимальными являются разные алгоритмы управления клапанами. Так, в режиме холостого хода узкие фазы более приемлемы, а при увеличении оборотов фазам следует расширяться, входя в перекрытие. Высота подъема клапана также ограничена высотой кулачка и влечет за собой использование «костыля» в виде дроссельной заслонки.

Крупные производители постоянно разрабатывают и патентуют различные системы, позволяющие адаптировать работу ГРМ к внешним условиям. В большинстве своем такие доработки касаются совершенствования формы распредвала и систем его привода. Однако, наиболее вероятным является полный отказ от распредвала и возложение функции управления клапанами на независимые системы линейного перемещения, управляемые электронным блоком управления. Один из опытных образцов такого двигателя был установлен на серийный автомобиль Saab, продемонстрировав увеличение мощности с одновременных снижением расхода топлива.

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:

etlib.ru

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

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

  • Ремень ГРМ
  • Головка блока цилиндров
  • Гидрокомпенсатор

Описание

Распределительный вал является важным компонентом системы управления двигателем. Он редко выходит из строя, но если это произошло, то ремонт часто оказывается очень дорогим. Особенно если не следить за техническим состоянием двигателя и вовремя не распознать признаки неисправности распределительного вала. Вот самая подробная информация об этом важном компоненте двигателя.Распределительный вал

OHC и DOHC — что это значит

Распределительный вал Volkswagen Beetle: Кулачок (слева) передает движение через длинный плунжер на коромысло клапана

В современных двигателях используются только верхние распределительные валы (OHC = верхний распределительный вал). Часто в современных моторах установлено два распредвала. Один служит для впускных клапанов, второй отвечает за выпускные клапана (DOHC = двойной верхний распределительный вал).

В старых моторах двигатели были сконструированы, как правило, с одним распредвалом. Также в них клапаны в головке блока управлялись плунжерами. Эта конструкция моторов приводит к большому механическому трению, что делает силовые агрегаты этого типа менее эффективными и менее мощными.Распределительный вал

Ниже в графической анимации вы можете увидеть, как два распредвала работают в современном четырехцилиндровом двигателе (принцип DOHC).

Конструкция распределительного вала

Существуют различные материалы, из которых изготавливаются распределительные валы. В основном в автопромышленности прижились кованые кулачковые валы. Но также есть и литые распредвалы, которые еще называют «полые литые валы». В том числе есть еще новые распредвалы, которые только начали появляться в автомире. Речь идет о трубчатых валах из трубчатой стали.

Как и все части автомобиля, инженеры при проектировании распредвала стараются сделать его как можно легче без ущерба качеству и надежности. Это касается и всех других движущихся компонентов двигателя и других частей машины. Уменьшение движущихся масс в двигателе оказывает гораздо большее влияние на общую эффективность силового агрегата транспортного средства, чем, например, снижение веса других компонентов авто.Распределительный вал

Как обнаружить дефект распредвала

При верхнем расположении распределительных валов первый же визуальный осмотр механика поможет быстро выявить возможные дефекты детали. Ведь при этом расположении распредвалов, после демонтажа клапанной крышки, доступ к распределительным валам становится свободным. Различные дефекты на распредвале могут быть видны невооруженным взглядом. Естественно, перед демонтажем клапанной крышки опытный мастер проверит работу двигателя с целью выявления характерных шумов в работе распредвала. Единственное, что часто тяжело выявить даже визуально эти дефекты кулачков, которые при износе не имеют заметных меток повреждения.

Если причиной повреждения распредвала являются подшипники, то обнаружить это можно только после разборки верхней части двигателя. Например, на изношенных подшипниках распредвалов легко обнаружить абразивные метки. В этом случае нужно заменить подшипники на новые.

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.

Видео: Принцип работы ГРМ

Определяем необходимость замены распредвала

Необходимость ремонта или замены распределительного вала можно узнать только после его дефектовки, которая возможна только при снятом распредвале и наличии специальных инструментов.

Прежде чем вынуть распредвал из постели, нужно проверить его на осевое смещение. Для этого нужно несильно стукнуть по постели и если появится стук, то, скорее всего, распредвал неисправен.

Дефекты распредвала

В целом, диагностику распределительного вала можно провести без специального инструмента, визуально. Однако такой способ позволяет выявить только визуальные дефекты (царапины, задиры, трещины, износ кулачков в виде «огранки»), тогда как

При помощи микрометра проверьте диаметр опорных шеек и опор корпуса распредвала. При отклонении размеров от допустимых их можно отремонтировать, но очень часто проще купить новые запчасти, так как восстановление ремонтных размеров обходится дороже.

Пока доступ к частям газораспределительного механизма открыт (снят распредвал), то обязательно осмотрите и другие его составляющие: коромысла, маслосъемные колпачки, пружины и других детали.

Видео

Немного о распредвале

К счастью многих, распределительный вал не относится к числу узлов, которые позиционируются как капризные, часто и быстро выходящие из строя. Ресурс во многом зависит от качества детали и условий эксплуатации.

У распредвала есть ограничения по сроку службы. Бесперебойная работа может длиться от 50 до 150 тысяч километров пробега. Это достаточно усредненные показатели, поскольку каждая ситуация все же индивидуальная. Уже сейчас ведутся активные работы над тем, чтобы из конструкции двигателя убрать этот элемент. Причем эксперты утверждают, что в будущем распредвал полностью может перестать быть частью мотора. Ему на замену придут электромагнитные актуаторы.

Насколько это эффективно и реально в ближайшей перспективе, пока говорить сложно. Плюс некоторые скептики сомневаются в правильности перехода от механической детали к актуатору, управляемого компьютером.

распредвал стук

Что требуется делать

Водителям приходилось сталкиваться с тем, что изредка после старта начинал появляться непонятный стук, но при разгоне и прогреве мотора он исчезал. Как мы уже разобрались, вероятнее всего на двигателе вышел из строя распределительный вал.

Теперь другой вопрос. А что делать в такой ситуации?
Если начал стучать именно распределительный вал, следует быть готовым к тому, что придется потратить немалую сумму денег. Но это не 100% вероятность, поскольку иногда начинают стучать гидрокомпенсаторы, либо стуки издает изношенная шестерня, подшипники. Не во всех ситуациях решением проблемы становится замена всего распредвала. Если возникли подозрения на стук от этого агрегата, лучше сразу отправиться на диагностику. В рамках комплексной проверки можно узнать, где находится источник проблем и что с ним нужно делать.

Тянуть с диагностикой точно не стоит. Если выйдут из строя компенсаторы, и проблемы была в них, то далее цепная реакция приведет уже к поломке самого вала. А это совершенно иные траты. Так что проверить гидрокомпенсаторы точно будет не лишним.

На авто без гидрокомпенсаторов со стуком от распредвала можно ездить и более 50 тысяч км, но затем наверняка придется полностью менять мотор или проводить капитальный ремонт.

Как видите, затягивать с проверкой точно не в ваших интересах.

стук в распредвале

Расположение распредвала в двигателе

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.

ГБЦ с верхним расположением распредвалов

ГБЦ с верхним расположением распредвалов

Разрез двигателя с нижним расположением распредвалов

Разрез двигателя с нижним расположением распредвалов

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

Газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов: 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.

Газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов:
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.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...