Распределительный вал
Распределительный вал или попросту распредвал в газораспределительном механизме обеспечивает выполнение основной функции – своевременного открытия и закрытия клапанов, за счет чего производится приток свежего воздуха и выпуск отработавших газов. В общем виде распределительный вал управляет процессом газообмена в двигателе.
Распределительный вал
Для уменьшения инерционных нагрузок, увеличения жесткости элементов газораспределительного механизма распределительный вал должен располагаться как можно ближе к клапанам. Поэтому стандартное положение распредвала на современном двигателе в головке блока цилиндров – т.н. верхнее расположение распределительного вала.
В газораспределительном механизме используется один или два распределительных вала на ряд цилиндров. При одновальной схеме обслуживаются впускные и выпускные клапаны (два клапана на цилиндр). вк.ком/карс.бест В двухвальном газораспределительном механизме один вал обсуживает впускные клапаны, другой – выпускные (два впускных и два выпускных клапана на цилиндр).
Основу конструкции распределительного вала составляют кулачки. На каждый клапан используется, как правило, один кулачок. Кулачок имеет сложную форму, которая обеспечивает открытие и закрытие клапана в установленное время, и его подъем на определенную высоту. В зависимости от конструкции газораспределительного механизма кулачок взаимодействует либо с толкателем, либо с коромыслом.
При работе распределительного вала кулачки вынуждены преодолевать усилия возвратных пружин клапанов и силы трения от взаимодействия с толкателями. На все это расходуется полезная мощность двигателя. Указанных недостатков лишена беспружинная система, реализованная в десмодромном механизме. Для уменьшения силы трения между кулачком и толкателем плоская поверхность толкателя может заменяться роликом. В отдаленной перспективе использование магнитной системы для управления клапанами, обеспечивающей полный отказ от распределительного вала.
Распределительный вал изготавливается из чугуна (литьем) или стали (ковкой). Распредвал вращается в опорах, которые представляют собой подшипники скольжения. Число опор на одно превышает число цилиндров. Опоры, в основном, разъемные, реже – неразъемные (выполнены как одно целое с головкой блока). В опорах, выполненных в чугунной головке, используются тонкостенные вкладыши, которые при изнашивании заменяются.
От продольного перемещения распредвал удерживают упорные подшипники, располагающиеся около приводной шестерни (звездочки). Распределительный вал смазывается под давлением. Предпочтительным является индивидуальный подвод масла к каждому подшипнику. Значительно повышается эффективность газораспределительного механизма с использованием различных систем изменения фаз газораспределения, которые позволяют добиться повышения мощности, топливной экономичности, снижения токсичности отработавших газов. Различают несколько подходов к изменению фаз газораспределения:
поворот распределительного вала на различных режимах работы;
использования нескольких кулачков с различным профилем на один клапан;
изменение положения оси коромысла.
Привод распределительного вала
Привод распределительного вала
Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала двигателя. В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания привод обеспечивает вращение коленчатого вала со скоростью в два раза медленнее коленчатого вала.
На двигателях легковых автомобилей привод распределительного вала осуществляется с помощью цепной или ременной передачи. Данные виды привода на равных используются как в бензиновых двигателях, так и дизелях. Ранее для привода использовалась шестеренная передача, но ввиду громоздкости и повышенного шума перестала применяться.
Цепной привод объединяет металлическую цепь, которая обегает звездочки на коленчатом и распределительном валу. Помимо этого в приводе используются натяжитель и успокоитель. Цепь состоит из звеньев, соединенных шарнирами. Одна цепь может обслуживать два распределительных вала.
Цепной привод распределительного вала достаточно надежный, компактный, может использоваться на больших межосевых расстояниях. Вместе с тем, износ шарниров при эксплуатации, приводит к растяжению цепи, последствия которого могут быть самые печальные для ГРМ. Не спасают даже натяжитель с успокоителем. Поэтому цепной привод требует регулярного контроля состояния.
В ременном приводе распределительного вала используется зубчатый ремень, который охватывает соответствующие зубчатые шкивы на валах. Приводной ремень оборудуется натяжным роликом. Ременный привод компактный, почти бесшумный, достаточно надежный, что делает его популярным у производителей. Современные зубчатые ремни имеют значительный ресурс — до 100 тыс. км пробега и более.
Привод распределительного вала может использоваться для привода и других устройств – масляного насоса, топливного насоса высокого давления, распределителя зажигания.
Чем удерживается распределительный вал от продольных перемещений
Распределительный вал двигателя
Распределительный вал служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Для этой цели на нем имеются кулачки. Закрытие клапанов обеспечивается распределительным валом совместно с пружинами клапанов.
Распределительный вал вместе с кулачками штампуют из стали (двигатель ГАЗ -53А) или отливают из чугуна (двигатель ЗИЛ -130).
У четырехцилиндрового двигателя распределительный вал имеет восемь кулачков, у шестицилиндрового — двенадцать и у восьмицилиндрового — шестнадцать, т. е. по два кулачка на цилиндр. Каждый кулачок управляет одним клапаном — впускным или выпускным.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Рис. 1. Распределительный и уравновешивающий валы дизеля ЯАЗ -М206:
1 — болт; 2 — кулачок; 3 — листовая пружина; 4 — балансир; 5 — противовес; 6 и 10 — втулки; 7 — вкладыш; 8 — пружинные кольца; в — распределительный вал; 11 — шестерня; 12 — уравновешивающий вал; 13 — шайбы
В соответствии с порядком работы двигателя одноименные кулачки, т. е. кулачки всех впускных или всех выпускных клапанов, в четырехцилиндровом двигателе располагаются под углом 90°, в шестицилиндровом — под углом 60° и в восьмицилиндровом — под углом 45°. На распределительном валу может находиться также шестерня привода масляного насоса и распределителя зажигания и эксцентрик, приводящий в работу топливный насос. Эксцентрик может быть изготовлен как одно целое с распределительным валом или привернут к нему болтом (двигатель ГАЗ -5ЗА).
Рабочие поверхности кулачков, опорных шеек, эксцентриков и шестерен стальных распределительных валов подвергают термической обработке и шлифованию для увеличения их износостойкости. Для повышения износостойкости кулачков и шеек чугунных валов их отбеливают.
Распределительный вал может быть установлен в нижней части блока цилиндров (нижнее расположение вала) или в его верхней части (верхнее расположение вала). Верхнее расположение вала применяется, только при верхних клапанах, а нижнее — как при верхних, так и при нижних клапанах.
Распределительный вал дизеля ЯАЗ -М206 размещен в верхней части блока цилиндров. У V-образных дизелей ЯМЗ -236 и ЯМЗ -238 распределительный вал тоже установлен в верхней части блока, но между двумя рядами цилиндров.
Распределительные валы двигателей М-21, ГАЗ -5ЗА и ЗИЛ -130 имеют пять опор.
В качестве подшипников для распределительного вала чаще всего применяют запрессованные в картер двигателя стальные втулки, залитые баббитом. Диаметры опорных шеек распределительного вала могут быть одинаковыми (двигатель ГАЗ -5ЗА) или разными (двигатели М-21 и ЗИЛ -130), уменьшающимися от переднего конца вала к заднему. Так, у двигателя М-21 диаметр первой шейки распределительного вала равен 52 мм, второй — 51 мм, третьей — 50 мм, четвертой — 49 мм и пятой — 48 мм. Вследствие этого создаются благоприятные условия для монтажа и демонтажа вала.
Наличие на распределительном валу шестерни с косым зубом приводит к возникновению силы, стремящейся сдвинуть вал вдоль его оси. В двигателях М-21, ГАЗ -5ЭА и ЗИЛ -130 вал от осевых перемещений фиксируется с помощью упорного фланца, установленного с зазором между ступицей шестерни и торцом передней опорной шейки распределительного вала. Зазор обеспечивается тем, что толщина упорного фланца на 0,1—0,2 мм у двигателей М-21 и ГАЗ -53А и на 0,08—0,208 мм у двигателя ЗИЛ -130 меньше толщины распорного кольца. Упорный фланец стальной; рабочие поверхности его термически обработаны и фосфатированы для улучшения приработки. Он крепится двумя болтами к передней стенке блока цилиндров.
Шестерня установлена на распределительном валу на шпонке и удерживается от смещения болтом, ввернутым в торец вала.
Распределительный вал двухтактного дизеля ЯАЗ -М206 несколько отличается от распределительных валов четырехтактных дизелей. На каждый цилиндр приходится по три кулачка. Два крайних кулачка действуют на толкатели коромысел выпускных клапанов, а средний кулачок приводит в движение толкатель коромысла насос-форсунки. Распределительный вал вращается на семи опорных шейках, для чего используются подшипники скольжения двух типов: взаимозаменяемые вкладыши из алюминиевого сплава (промежуточные подшипники) и втулки, залитые свинцовистой бронзой (концевые подшипники). Вкладыши удерживаются от смещения пружинными кольцами и стопорными винтами. В чугунные втулки запрессовано по две стальные втулки, залитые свинцовистой бронзой. На заднем конце распределительного вала установлена распределительная шестерня, на переднем — противовес и балансир.
От осевого смещения распределительный и урановешивающий валы удерживаются двумя бронзовыми шайбами, соприкасающимися с одной стороны с торцом бурта распределительного или уравновешивающего вала, а с другой — со ступицей противовеса. Рабочий зазор в упорном подшипнике равен 0,10—0,32 мм.
При вращении распределительного и уравновешивающего валов возникают крутильные колебания. Чем длиннее валы, тем больше колебания. Для уменьшения колебаний валов на них устанавливают специальные гасители, состоящие из листовых пружин, охватывающих с обеих сторон кулачок, сидящий на болту противовеса. Пружины с кулачками находятся в фигурных вырезах балансиров и концами опираются на них. Колебания валов гасятся вследствие наличия трения между листовыми пружинами.
Рис. 2. Упорный фланец распределительного вала:
1 и 5 — болты; 2 — шестерня; 3 — упорный фланец; 4 — распорное кольцо; б — распределительный вал; 7 — шпонка
Чем удерживается распределительный вал от продольных перемещений?
Распределительный вал двигателя (ЗМЗ-53, ЯМЗ, ЗИЛ-130, А-01, Д-240, СМД-60) фиксируется от осевых перемещений посредством упорных фланцев.
Как удерживается от осевых перемещений коленчатый вал?
Вкладыши коренных и шатунных подшипников одинаковы. От осевого перемещения вал удерживается упорными шайбами переднего коренного подшипника. В местах выхода коленчатого вала из картера установлены уплотняющие устройства, препятст- вующие вытеканию масла наружу.
Чем предотвращается осевое смещение распределительного вала?
Осевое перемещение распределительного вала предотвращается упорным фланцем, который прикреплен болтами к блок-картеру. Нормальный зазор между упорным фланцем и торцом шейки распределительного вала должен быть в пределах 0,08—0,25 мм.
Как приводится в действие распредвал?
Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала двигателя. В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания привод обеспечивает вращение коленчатого вала со скоростью в два раза медленнее коленчатого вала. … Данные виды привода на равных используются как в бензиновых двигателях, так и дизелях.
Какой деталью устанавливается осевое перемещение вала?
Коренные шейки КВ в картере двигателя располагаются в опорных коренных подшипниках (по количеству коренных шеек). Во избежание осевого перемещения КВ относительно картера в двигателе применяется дополнительно установочный подшипник (один на двигатель). …
Что удерживает коленвал от осевого смещения?
Полукольца или полумесяцы, шайбы — называют их по-разному, имеют особое предназначение. Они удерживают коленвал от осевого смещения или продольного люфта.
Как смазывается распредвал?
Шатунные и коренные подшипники коленвала, подшипники распредвала, винтовые шестерни масляного насоса смазываются под давлением. Все остальные детали смазываются с помощью разбрызгивания. Насос масленый, односекционный, шестеренчатого типа, приходит в движение от привода вала масляного насоса двумя винтовыми шестернями.
Как изготавливается распредвал?
Распредвалы изготавливаются методом литья из чугуна или штамповки из стали и представляют собой комбинацию из следующих функциональных элементов:
- опорные шейки;
- кулачки.
Как работает система изменения фаз газораспределения?
Системы с эксцентриковым приводом кулачков работают посредством эксцентрикового дискового механизма, который уменьшает и увеличивает угловые скорости профиля кулачков при их вращении. Уменьшение этой скорости во время, когда клапан открыт, соответствует увеличению длительности открытия клапана.
Какие функции выполняет коленчатый вал?
Коленчатый вал – один из наиболее ответственных и дорогостоящих конструктивных элементов двигателя внутреннего сгорания. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршней в крутящий момент. … Противовесы уравновешивают вес шатунов и поршней, тем самым обеспечивают плавную работу двигателя.
Чем отличается коленвал от распредвала?
Если коленвал — это вал, который находится внутри двигателя и приводит в движение поршни,то распредвал — это вал для синхронизации и управления движением впускных и выпускных клапанов двигателя. На распределительном валу расположены разнонаправленные кулачки и элементы фиксации вала.