Всичко за разпределителния вал на двигателя

Разпределителен вал на двигателя

За стабилната работа на двигателя с вътрешно горене всяка част играе важна функция. Сред тях е разпределителният вал. Помислете каква е неговата функция, какви неизправности възникват и в какви случаи трябва да се замени.

Какво е разпределителен вал

В двигателите с вътрешно горене с четиритактов тип работа, разпределителният вал е неразделен елемент, без който свеж въздух или смес въздух-гориво няма да навлиза в цилиндрите. Това е валът, монтиран в главата на цилиндъра. Необходимо е, така че всмукателните и изпускателните клапани да се отварят навреме.

Всеки разпределителен вал има гърбици (капковидни ексцентрици), които притискат последователя на буталото, отваряйки съответния отвор в камерата на цилиндъра. В класическите четиритактови двигатели винаги се използват разпределителни валове (може да има два, четири или един).

Принцип на действие

Задвижваща ролка (или звездичка, в зависимост от вида на задвижването) е фиксирана от края на разпределителния вал. Върху него се поставя колан (или верига, ако е монтирана звездичка), която е свързана към шайбата или зъбното коляно на коляновия вал. По време на въртенето на коляновия вал въртящият момент се подава към задвижването на разпределителния вал чрез ремък или верига, поради което този вал се върти синхронно с коляновия вал.

Напречното сечение на разпределителния вал показва, че гърбиците върху него са с форма на капка. Когато разпределителният вал се завърти, удължената част на гърбицата се притиска към клапата на клапана, отваряйки входа или изхода. При отваряне на всмукателните клапани в цилиндъра влиза свеж въздух или смес въздух-гориво. Когато изпускателните клапани се отворят, отработените газове се отстраняват от цилиндъра.

Дизайнерската характеристика на разпределителния вал ви позволява винаги да отваряте / затваряте клапаните в точното време, осигурявайки ефективно разпределение на газа в двигателя. Следователно тази част се нарича разпределителен вал. При изместване на въртящия момент на вала (например, когато коланът или веригата са разтегнати), клапаните не се отварят в съответствие с хода, извършен в цилиндъра, което води до нестабилна работа на двигателя с вътрешно горене или не му позволява да работа изобщо.

Къде се намира разпределителният вал?

Разположението на разпределителния вал зависи от конструктивните характеристики на двигателя. При някои модификации той се намира отдолу, под цилиндровия блок. По-често има модификации на двигатели, чийто разпределителен вал е разположен в главата на цилиндъра (отгоре на двигателя с вътрешно горене). Във втория случай ремонтът и настройката на газоразпределителния механизъм е много по-лесен, отколкото в първия.

Модификациите на V-образните двигатели са оборудвани със зъбен ремък, който се намира в колапса на цилиндровия блок, а понякога отделен блок е оборудван със собствен механизъм за разпределение на газ. Самият разпределителен вал е фиксиран в корпуса с лагери, което му позволява да се върти постоянно и гладко. При боксерни двигатели (или боксер) конструкцията на двигателя с вътрешно горене не позволява инсталирането на един разпределителен вал. В този случай от всяка страна е инсталиран отделен механизъм за разпределение на газ, но работата им е синхронизирана.

Функции на разпределителния вал

Разпределителният вал е елемент на времето (механизъм за разпределение на газа). Той определя реда на ходовете на двигателя и синхронизира отварянето / затварянето на клапаните, които подават въздушно-горивната смес към цилиндрите и изпускат отработените газове.

Механизмът за разпределение на газ работи съгласно следния принцип. В момента на стартиране на двигателя стартерът се върти манивелиия вал... Разпределителният вал се задвижва от верига, ремък над ролка на коляновия вал или зъбни колела (при много по-стари американски автомобили). Всмукателен клапан в цилиндъра се отваря и смес от бензин и въздух навлиза в горивната камера. В същия момент сензорът на коляновия вал изпраща импулс към бобината на запалването. В него се генерира разряд, който отива към свещ.

Когато се появи искрата, двата клапана в цилиндъра са затворени и горивната смес се компресира. По време на пожар се генерира енергия и буталото се движи надолу. Ето как коляновият вал се върти и задвижва разпределителния вал. В този момент той отваря изпускателния клапан, през който излизат газовете по време на горивния процес.

Разпределителният вал винаги отваря правилния клапан за определен период от време и до стандартна височина. Благодарение на формата си, този елемент осигурява стабилен цикъл на цикъла на цикъла в двигателя.

Подробности за фазите на отваряне и затваряне на клапаните, както и техните настройки, са показани в това видео:

Фази на разпределителните валове, кое припокриване трябва да бъде настроено? Какво е "фаза на разпределителния вал"?

В зависимост от модификацията на двигателя в него може да има един или повече разпределителни валове. В повечето превозни средства тази част е разположена в цилиндровата глава. Задвижва се от въртенето на коляновия вал. Тези два елемента са свързани чрез ремък, ангренажна верига или зъбно колело.

Най-често един разпределителен вал е оборудван с двигател с вътрешно горене с редова подредба на цилиндрите. Повечето от тези двигатели имат два клапана на цилиндър (един вход и един изход). Има и модификации с три клапана на цилиндър (два за вход, един за изход). Двигателите с 4 клапана на цилиндър са по-често оборудвани с два вала. В противоположните двигатели с вътрешно горене и с V-образна форма са монтирани и два разпределителни вала.

Двигателите с единичен разпределителен вал имат опростена конструкция, което води до намаляване на цената на агрегата по време на производствения процес. Тези модификации са по-лесни за поддръжка. Те винаги се инсталират на бюджетни автомобили.

При по-скъпи модификации на двигателя някои производители инсталират втори разпределителен вал, за да намалят натоварването (в сравнение с опциите за синхронизация с единичен вал), а в някои модели ICE да осигурят промяна във фазите на разпределение на газа. Най-често такава система се среща в автомобилите, които трябва да са спортни.

Разпределителният вал винаги отваря клапана за определен период от време. За да се подобри ефективността на двигателя при по-високи обороти в минута, този интервал трябва да се промени (двигателят се нуждае от повече въздух). Но със стандартната настройка на газоразпределителния механизъм, при увеличени обороти на коляновия вал, всмукателният клапан се затваря преди необходимото количество въздух да влезе в камерата.

В същото време, ако инсталирате спортен разпределителен вал (гърбиците отварят всмукателните клапани за по-дълго и на различна височина), при ниски обороти на двигателя има голяма вероятност всмукателният клапан да се отвори дори преди изпускателният клапан да се затвори. Поради това част от сместа ще попадне в изпускателната система. Резултатът е загуба на мощност при ниски скорости и увеличаване на емисиите.

Най-простата схема за постигане на този ефект е инсталирането на колянов вал под определен ъгъл спрямо коляновия вал. Този механизъм позволява ранно и късно затваряне / отваряне на всмукателните и изпускателните клапани. При обороти в минута до 3500 той ще бъде в едно положение и когато този праг бъде преодолян, валът се завърта малко.

Всеки производител, оборудвайки автомобилите си с такава система, посочва своя собствена маркировка в техническата документация. Например Honda посочва VTEC или i -VTEC, Hyundai определя CVVT, Fiat - MultiAir, Mazda - S -VT, BMW - VANOS, Audi - Valvelift, Volkswagen - VVT и т.н.

Към днешна дата, за да се повиши производителността на силовите агрегати, се разработват електромагнитни и пневматични газоразпределителни газоразпределителни системи. Въпреки че такива модификации са много скъпи за производство и поддръжка, така че все още не са инсталирани на серийни автомобили.

В допълнение към разпределението на ходовете на двигателя, тази част задвижва допълнително оборудване (в зависимост от модификацията на двигателя), например маслени и горивни помпи, както и разпределителния вал.

Дизайн на разпределителния вал

Разпределителните валове се произвеждат чрез коване, твърдо леене, кухо леене и по-скоро се появяват тръбни модификации. Целта на промяната на технологията на създаване е да се олекоти конструкцията, за да се получи максимална ефективност на двигателя.

Разпределителният вал е направен под формата на пръчка, върху която има следните елементи:

• Чорап. Това е предната част на шахтата, където е направен шпонковият канал. Тук е монтирана ремъчната шайба. В случай на верижно задвижване, на негово място е инсталирана звездичка. Тази част е фиксирана от края с болт.
• Шийка на салника. Към него е прикрепено уплътнение, за да се предотврати изтичането на мазнина от механизма.
• Поддържаща врата. Броят на такива елементи зависи от дължината на пръта. Върху тях са монтирани опорни лагери, които намаляват силата на триене по време на въртенето на пръта. Тези елементи са монтирани в съответните канали в главата на цилиндъра.
• Камери. Това са издатини под формата на замръзнала капка. По време на въртене те изтласкват пръта, прикрепен към клапанната клапа (или самия клапан на клапана). Броят на гърбиците зависи от броя на клапаните. Размерът и формата им влияят на височината и продължителността на отваряне на клапана. Колкото по-остър е върхът, толкова по-бързо ще се затвори клапанът. И обратно, плиткият ръб държи клапата малко отворен. Колкото по-тънък е разпределителният вал, толкова по-ниско ще слезе клапанът, което ще увеличи обема на горивото и ще ускори отстраняването на отработените газове. Типът на разпределението на клапаните се определя от формата на гърбиците (тесен - при ниски скорости, широк - при високи скорости). 
• Маслени канали. Вътре в шахтата е направен проходен отвор, през който маслото се подава към гърбиците (всеки има малък изходен отвор). Това предотвратява преждевременното изтриване на буталните пръти и износването на гърбичните равнини.

Ако в конструкцията на двигателя се използва единичен разпределителен вал, тогава гърбиците в него са разположени така, че един комплект премества всмукателните клапани, а леко изместен комплект премества изпускателните клапани. Двигателите с цилиндри, оборудвани с два входящи и два изпускателни клапана, имат два разпределителни вала. В този случай единият отваря всмукателните клапани, а другият отваря изхода на отработените газове.

Видове

По принцип разпределителните валове не се различават фундаментално един от друг. Механизмите за разпределение на газа се различават коренно при различните двигатели. Например, в системите ONS, разпределителният вал е монтиран в главата на цилиндъра (над блока) и директно задвижва клапаните (или чрез тласкачи, хидравлични повдигачи).

При газоразпределителните механизми от типа OHV разпределителният вал е разположен до коляновия вал в долната част на блока на цилиндъра, а клапаните се задействат чрез тласкателни пръти. В зависимост от вида на времето, в главата на цилиндъра могат да бъдат монтирани един или два разпределителни вала на цилиндрова група.

Разпределителните валове се различават помежду си по вида на гърбиците. Някои имат по-удължени "капки", докато други, напротив, имат по-малко удължена форма. Този дизайн осигурява различна амплитуда на движение на клапана (някои имат по-дълъг интервал на отваряне, докато други се отварят по-дълго). Такива характеристики на разпределителните валове предоставят широки възможности за настройка на двигателите чрез промяна на въртящия момент и количеството на захранването на VTS.

Сред тунинг разпределителните валове има:

1. обикновени хора. Осигурява на двигателя максимален въртящ момент при по-ниски обороти, което е чудесно за градско шофиране.
2. Долно-средно. Това е златната среда между ниските и средните обороти. Този разпределителен вал често се използва при драг състезателни машини.
3. Кон. При двигатели с такива разпределителни валове максималният въртящ момент е наличен при максимални обороти, което има положителен ефект върху максималната скорост на автомобила (за шофиране по магистрала).

В допълнение към спортните разпределителни валове има и модификации, които отварят и двете групи клапани (както всмукателните, така и изпускателните клапани в подходящото време). За това на разпределителния вал се използват две групи гърбици. Системите за синхронизация DOHC имат индивидуални всмукателни и изпускателни разпределителни валове.

За какво е отговорен сензорът на разпределителния вал?

При двигатели с карбуратор към разпределителния вал е свързан разпределител, който определя коя фаза се изпълнява в първия цилиндър - всмукателна или изпускателна.

В разпределителните двигатели с вътрешно горене няма разпределител, следователно сензорът за положение на разпределителния вал е отговорен за определяне на фазите на първия цилиндър. Функцията му не е идентична с тази на сензора на коляновия вал. При един пълен оборот на синхронизиращия вал коляновият вал ще се завърти около оста два пъти.

DPKV фиксира TDC на буталото на първия цилиндър и дава импулс за образуване на разряд за запалителната свещ. DPRV изпраща сигнал до ECU в кой момент е необходимо да се подаде гориво и искра към първия цилиндър. Циклите в останалите цилиндри се извършват последователно в зависимост от конструкцията на двигателя.

Сензорът на разпределителния вал се състои от магнит и полупроводник. Има референтна маркировка (малък метален зъб) на разпределителния вал в областта на инсталацията на сензора. По време на въртене този елемент преминава покрай сензора, поради което магнитното поле в него се затваря и се генерира импулс, който отива към ECU.

Електронният блок за управление записва честотата на пулса. Той се ръководи от тях, когато горивната смес се подава и запалва в първия цилиндър. В случай на инсталиране на два вала (единият за всмукателния ход, а другият за изпускателната система), на всеки от тях ще бъде монтиран сензор.

Какво се случва, ако сензорът откаже? Това видео е посветено на този брой:

ФАЗЕН СЕНЗОР ЗАЩО Е НЕОБХОДИМИ СИМПТОМИ НА НЕЙНИЯ НЕИЗПЪЛНЕНИЕ DPRV

Ако двигателят е оборудван с променлива система за синхронизация на клапаните, тогава ECU определя от честотата на импулсите в кой момент е необходимо да се забави отварянето / затварянето на клапаните. В този случай двигателят ще бъде оборудван с допълнително устройство - фазов превключвател (или хидравличен съединител), който завърта разпределителния вал, за да промени времето за отваряне. Ако сензорът на Хол (или разпределителният вал) е повреден, времето на клапана няма да се промени.

Принципът на действие на DPRV в дизеловите двигатели се различава от приложението при бензиновите аналози. В този случай той фиксира позицията на всички бутала в горната мъртва точка в момента на компресия на горивната смес. Това дава възможност за по-точно определяне на положението на разпределителния вал спрямо коляновия вал, което стабилизира работата на дизеловия двигател и улеснява стартирането.

Към конструкцията на такива сензори са добавени допълнителни референтни марки, чието положение на главния диск съответства на наклона на определен клапан в отделен цилиндър. Устройството на такива елементи може да се различава в зависимост от собствените разработки на различни производители.

Видове разположение на разпределителния вал в двигателя

В зависимост от типа на двигателя той може да съдържа една, две или дори четири газоразпределителни шахти. За да се улесни определянето на вида на синхронизирането, върху капака на цилиндровата глава се нанасят следните маркировки:

• SOHC. Това ще бъде редови или V-образен двигател с два или три клапана на цилиндър. В него разпределителният вал ще бъде по един на ред. На неговия прът има гърбици, които контролират фазата на всмукване, а леко компенсирани са отговорни за фазата на изпускане. В случай на двигатели, направени под формата на V, ще има два такива вала (по един на ред цилиндри) или един (поставен в гърбицата между редовете).

• DOHC. Тази система се различава от предишната по наличието на два разпределителни вала на банка цилиндри. В този случай всеки от тях ще отговаря за отделна фаза: едната за входа, а другата за освобождаването. Ще има два разпределителни вала на едноредови двигатели и четири на V-образни. Тази технология позволява да се намали натоварването на вала, което увеличава ресурса му.

Механизмите за разпределение на газ също се различават по разположение на шахтата:

• Отстрани (или отдолу) (OHV или двигател „Pusher“). Това е стара технология, използвана в карбураторните двигатели. Сред предимствата на този тип е лекотата на смазване на движещи се елементи (разположени директно в картера на двигателя). Основният недостатък е сложността на поддръжката и подмяната. В този случай гърбиците притискат тласкачите на кобилицата и те предават движение на самия клапан. Такива модификации на двигатели са неефективни при високи скорости, тъй като съдържат голям брой контроли за времето за отваряне на клапаните. Поради повишената инерция, точността на времето на клапана страда.

• Топ (OHC). Този дизайн на синхронизацията се използва в съвременните двигатели. Този уред е по-лесен за поддръжка и ремонт. Един от недостатъците е сложната система за смазване. Маслената помпа трябва да създава стабилно налягане, следователно е необходимо внимателно да наблюдавате интервалите за смяна на маслото и филтъра (казва се на какво да се съсредоточи при определяне на графика за такава работа тук). Тази подредба позволява да се използват по-малко допълнителни части. В този случай гърбиците действат директно върху повдигачите на клапаните.

Как да намерим дефект на разпределителния вал

Основната причина за повредата на разпределителния вал е масленият глад. Може да възникне поради лошо състояния на филтъра или неподходящо масло за този мотор (за какви параметри е избрана смазката, прочетете в отделна статия). Ако спазвате интервалите за поддръжка, разпределителният вал ще продължи толкова дълго, колкото целият двигател.

Типични проблеми с разпределителния вал

Поради естественото износване на частите и надзора на автомобилиста могат да възникнат следните неизправности на вала на газоразпределителя.

• Неизправност на прикрепените части - задвижваща предавка, ремък или ангренажна верига. В този случай шахтата става неизползваема и трябва да бъде заменена.
• Изземване на лагерни списания и износване на гърбици. Чиповете и каналите са причинени от прекомерно натоварване, като неправилно регулиране на клапана. По време на въртенето, увеличената сила на триене между гърбиците и крановете създава допълнително нагряване на модула, счупвайки маслен филм.

• Изтичане на уплътнение. Това се случва в резултат на продължително престой на двигателя. С течение на времето гуменото уплътнение губи своята еластичност.
• Деформация на вала. Поради прегряване на двигателя металният елемент може да се огъне при голямо натоварване. Такава неизправност се разкрива от появата на допълнителни вибрации в двигателя. Обикновено такъв проблем не трае дълго - поради силно разклащане съседните части бързо ще се провалят и двигателят ще трябва да бъде изпратен за основен ремонт.
• Неправилна инсталация. Само по себе си това не е неизправност, но поради неспазване на нормите за затягане на болтовете и регулиране на фазите, двигателят с вътрешно горене бързо ще стане неизползваем и ще трябва да се "капитализира".
• Лошото качество на материала може да доведе до повреда на самия вал, поради което при избора на нов разпределителен вал е важно да се обърне внимание не само на цената му, но и на репутацията на производителя.

Как визуално да се определи износването на гърбиците - показано във видеото:

Износване на разпределителния вал - как да се определи визуално?

Някои шофьори се опитват да отстранят някои неизправности в разпределителния вал, като опесъчат повредени зони или инсталират допълнителни облицовки. Няма смисъл от подобни ремонтни дейности, тъй като при тяхното извършване е невъзможно да се постигне точността, необходима за безпроблемната работа на блока. В случай на проблем с разпределителния вал, експертите препоръчват незабавно да го замените с нов.

Как да изберем разпределителен вал

Трябва да се избере нов разпределителен вал въз основа на причината за подмяна:

• Подмяна на повредена част с нова. В този случай се избира подобен вместо неуспешния модел.
• Модернизация на двигателя. За спортни автомобили се използват специални разпределителни валове заедно с променлива система за синхронизация на клапаните. Моторите за ежедневно шофиране също се модернизират, например, увеличавайки мощността чрез регулиране на фазите чрез инсталиране на нестандартни разпределителни валове. Ако няма опит в извършването на такава работа, тогава е по-добре да го поверите на професионалисти.

На какво трябва да се съсредоточите, когато избирате разпределителен вал, който е нестандартен за даден двигател? Основният параметър е извивка на гърбицата, максимално повдигане на клапана и ъгъл на припокриване.

За това как тези индикатори влияят върху работата на двигателя, вижте следното видео:

Как да изберем разпределителен вал (част 1)

Разходи за нов разпределителен вал

В сравнение с цялостния ремонт на двигателя, разходите за подмяна на разпределителния вал са незначителни. Например, нов вал за домашен автомобил струва около 25 долара. За регулиране на времето на клапаните в някои работилници ще са необходими $ 70. За основен ремонт на двигателя, заедно с резервни части, ще трябва да платите около $ 250 (и това е в гаражните сервизи).

Както можете да видите, по-добре е да извършвате поддръжка навреме и да не излагате двигателя на прекомерни натоварвания. Тогава той ще служи на господаря си дълги години.

На кои марки да се даде предпочитание

Работният ресурс на разпределителния вал директно зависи от това колко висококачествен материал използва производителят при създаването на тази част. Мекият метал ще се износва повече и прегрятият метал може да се спука.

Най-висококачествената и най-надеждна опция е компанията OEM. Това е производител на различно оригинално оборудване, чиито продукти могат да се продават под различни търговски марки, но документацията ще посочва, че частта е OEM.

Сред продуктите на този производител можете да намерите част за всяка кола. Вярно е, че цената на такъв разпределителен вал ще бъде много скъпа в сравнение с аналозите на конкретни марки.

Ако трябва да останете на по-евтин разпределителен вал, тогава добър вариант са:

• Немска марка Ruville;
• Чешки производител ET Engineteam;
• Британска марка AE;
• Испанска фирма Ajusa.

Недостатъците при избора на разпределителен вал от изброените производители е, че в много случаи те не създават части за определен модел. В този случай ще трябва или да купите оригинала, или да се свържете с доверен стругар.

Въпроси и отговори:

Как работят коляновия и разпределителния вал? Коляновият вал работи чрез натискане на буталото в цилиндрите. Чрез ремък към него е свързан разпределителен вал. За два оборота на коляновия вал се получава едно завъртане на разпределителния вал.

Каква е разликата между колянов и разпределителен вал? Коляновият вал, въртящ се, задвижва маховика във въртене (след това въртящият момент отива към трансмисията и към задвижващите колела). Разпределителният вал отваря / затваря разпределителния клапан.

Какви са видовете разпределителни валове? Има масови, езда, тунинг и спортни разпределителни валове. Те се различават по броя и формата на гърбиците, които задвижват клапаните.