Распределительный вал

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.

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.

vse-pro-raspredval-raspredelitel-nyy-val-14.jpg

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.

vse-pro-raspredval-raspredelitel-nyy-val-16.jpg

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).

vse-pro-raspredval-raspredelitel-nyy-val-18.jpg

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.

Мнение экспертаРуслан КонстантиновЭксперт по автомобильной тематике. Окончил ИжГТУ имени М.Т. Калашникова по специальности «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Опыт профессионального ремонта автомобилей более 10 лет.Современные двигатели редко имеют один распредвал, чаще всего их два, что обеспечивает более тихую работу двигателя, повышается КПД и увеличивается мощность за счёт большего количества клапанов (ускоряется цикл впуск-выпуск). Один распредвал отвечает за работу впускных, а другой выпускных клапанов. Для более мощных автомобилей с V-образными моторами используется четыре распределительных вала из-за конструктивных особенностей силовой установки. Газораспределительный механизм с одним распределительным валом получил название Single OverHead Camshaft (SOCH), система с двумя валами называется Double OverHead Camshaft (DOCH). При правильной эксплуатации распределительные валы редко выходят из строя, основная их неисправность это естественный износ трущихся деталей или деформация узла из-за трещин. Износ значительно ускоряется в следующих случаях:

  • низкое давление масла (недостаточный уровень);
  • попадание в масло антифриза или топлива;
  • прогар клапанов или неисправности гидрокомпенсаторов;
  • нарушение фаз газораспределения.

Успехов вам в изучении устройства двигателя своего автомобиля.

Поделитесь с друзьями в соц.сетях:

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.

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

Видео: Принцип работы ГРМ

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

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