Распредвал что такое: Что такое распредвал (распределительный вал) в автомобиле, как он устроен и как работает

Что такое распредвал (распределительный вал) в автомобиле, как он устроен и как работает

Распределительный вал – это функциональный элемент топливной системы автомобиля, ответственный за правильное последовательное открывание и закрывание клапанов мотора. От правильности его функционирования зависят расход топлива, развиваемая мощность, стабильность его работы, другие ездовые характеристики. Давайте рассмотрим, что такое распредвал в автомобиле, в чём заключается его принцип действия и как неправильная работа сказывается на машине.

Что такое распредвал

Как выглядит распредвал.
Распределительный вал представляет собой стержень, на котором располагается несколько так называемых кулачков. Это детали неправильной формы, вращающиеся на оси вала. Они соответствуют количеству впускных клапанов цилиндров и располагаются точно напротив них. Комплект кулачков подобран так, что вращение гарантирует стабильное и равномерное сжигание топлива в цилиндрах. А работа всего распредвала чётко синхронизирована с другими механизмами двигателя.

По обеим сторонам от кулачков на вал надеты опорные шейки, удерживающие его в подшипниках. Одним из важнейших узлов вала являются масляные каналы. От их состояния зависит физический износ деталей, мощностные характеристики мотора и стабильность его работы. Для подвода масла в оси распредвала сделано сквозное отверстие с выводами к опорным подшипникам и кулачкам.

Как устроен распредвал

Распредвалы в головке блока цилиндров.

Распределительный вал – это ключевой функциональный компонент газораспределительного механизма, который определяет порядок открытия клапанов для запуска воздушно-топливной смеси внутрь цилиндров. Синхронная работа этого механизма обеспечивает непрерывное поочерёдное сгорание порций топлива в камерах двигателя. В некоторых моделях автомобилей газораспределительный механизм имеет несколько распредвалов.

Конструкция, расположение, состав и характеристики кулачков распределительного вала полностью зависят от модели двигателя. В некоторых машинах распредвал размещается в головке блока цилиндров, а в других – в его основании. Верхнее расположение на данный момент считается оптимальным, так как облегчает ремонт и обслуживание. Распредвал ремённой или цепной передачей связывается с коленчатым валом двигателя, потому что именно им приводится в движение.

Как работает распредвал

При поперечном рассмотрении кулачок имеет форму капли. При вращении вытянутая часть кулачка наживает на толкатель клапана и приводит к открыванию клапана. Это провоцирует подачу воздушно-топливной смеси для сжигания. При дальнейшем вращении кулачок «отпускает» толкатель, и тот под действием пружинного механизма возвращает клапан в закрытое положение.

В шестерне распределительного вала располагается в два раза больше зубьев, чем у коленчатого. Это связано с тем, что за один рабочий циклы двигателя коленвал совершает 2 оборота, а распредвал – 1.

Конфигурация двигателя может включать два распределительных вала. Компоновка газораспределительного механизма с одним валом применяется в бюджетных машинах, где цилиндры имеют по 1 паре клапанов. Два распредвала нужны в моделях с двумя парами клапанов на цилиндрах.

За что отвечает датчик распредвала

Датчик положения распределительного вала определяет угловые положения ГРМ относительно коленчатого вала и генерирует соответствующие сигналы в системе электронного управления двигателем. В результате корректируются зажигание и впрыск топлива. На бензиновых автомобилях сбой в работе данного прибора блокирует работу ЭБУ и не позволяет завести мотор. В дизельных моделях пуск возможен, но все равно сложен.

Как и датчик коленвала, датчик распредвала работает на основе принципа Холла – магнитное поле в приборе изменяется при замыкании магнитного зазора специальным зубцом, который находится на валу или задающем диске. Когда зубец проходит рядом с датчиком, формируется сигнал, отправляемый в электронный блок управления. Частота импульсов напрямую связана с темпом вращения распредвала, исходя из чего ЭБУ и вносит корректировки в работу двигателя. За счёт постоянного получения данных о позиции поршня первого цилиндра обеспечивается последовательный и своевременный впрыск.

Поломки и их причины

Неисправный распределительный вал чаще всего выдаёт своё состояние характерным стуком, который возникает из-за износа подшипников или кулачков, деформации вала, механической поломке одного из элементов. Такие поломки возникают, как по причине заводского брака, так и в результате естественного износа.

Стук распредвала также возникает при использовании плохого моторного масла или из-за неотрегулированной подачи топлива. Из-за этого клапана цилиндров и кулачки работают несинхронно – двигатель теряет мощность, расходует слишком много топлива и работает нестабильно.

Источник

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Ключевые теги: устройство автомобиля, распредвал, двигатель

Распредвал и его функции.

Search — Remove Shortcode

Поиск материалов

plg_search_jcomments

Войти

Регистрация

2. Главная
3. Техничка
4. Распредвал и его функции.

Вторник, 12 января 2016

• Принцип работы распределительного вала. Рассмотрим поподробнее.

  Распределительный вал или в сокращении распредвал — является одним из основных составляющих газораспределительного механизма. Выглядит как длинный вал с выступами, так называемыми «кулачками» по всей своей длине и занимает очень важное место в работе двигателя. Именно благодаря ему происходит формирование характера вашего мотора.

  Теперь рассмотрим поподробнее:

  Распределительный вал служит синхронизатором тактов работы двигателя, выполняет функцию своевременного закрытия и конечно открытия выпускных и впускных клапанов. Как же ему это удается? Мы уже упоминали ранее о «кулачках» расположенных на распредвале, они и продавливают клапан, нажимая на его толкатель. После этого «кулачек» продолжая вращение, высвобождает толкатель, и он закрывается под мощным давлением пружинки клапана.

  Стоит упомянуть, что сверху на пружине устанавливается тарелка пружины клапана и фиксируется специальным фиксатором, а сверху устанавливается толкатель. Распредвал для каждого мотора тоже выбирается не случайно, как правило, в серийных автомобилях он имеет усредненные показатели. Что в свою очередь может сказываться на тяге мотора при эксплуатации на низких оборотах. Количество «кулачков» (технически лучше будет сказать эксцентриков) всегда будет соответствовать количеству клапанов впуска и выпуска.

  Распредвалов не бывает мало, скажет обыватель. Тут мы внесем ясность. Действительно в вашем автомобиле может быть установлен как один, два, так и четыре распредвала. Все зависит от конструкции, а вследствие и стоимости автомобиля.

  Рассмотрим на примере распространенного в Москве и Московской области автомобиля BMW X6. Модификация xDrive 50i мотор N63B44A с объемом двигателя 4,4 литра и 408 л.с. Мотор V-образный с двумя головками блока цилиндров, установлено:

  И еще:

  8 поршней, по 4 в каждой головке.

  32 клапана из которых 16 на впуск и 16 на выпуск

  2 впускных распредвала с 1 по 4 и с 5 по 8 цилиндр

  2 выпускных распредвала с 1 по 4 и с 5 по 8 цилиндр

  Внушительно, не правда ли? Это означает, что конструкция мотора прямым образом влияет на его содержание. Чем мощнее и тяговитее мотор, тем сложнее его устройство. Тем большего ухода и контроля он потребует от своего владельца.

  Распределительный вал вращается коленвалом при помощи ременной или цепной передачи. Рабочий процесс осуществляется в головке блока цилиндров, как с применением подшипников, так и без них.

  Все о распределительном вале (видео):

  Как делают распредвал (видео):

  Замена распредвалов на Шкода Суперб 1.8Т (видео):

Автор

Super User

Комментируют

Топ блоги

Chevrolet Traverse II 2017

Первые официальные фото Opel Insignia II

Honda презентовала WR-V 2016-17

Новый автомобиль Bentley Continental GT проходит обкатку на дорогах

Обзор Mazda VI (GH)

Распределительный вал — обучение энергетике

Обучение энергетике

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рис. 1. Вращающийся кулачок. ^[1]

Распределительный вал представляет собой стержень, который вращается и скользит по механизму для преобразования вращательного движения в поступательное. Это изменение движения достигается за счет того, что распределительный вал перемещается все дальше и ближе от оси вращения по мере того, как механизм толкает распределительный вал. ^[2] Эти движущиеся части вала представляют собой кулачки. Пройденное линейное расстояние называется «броском», и его можно увидеть на рисунке 1.

Распределительный вал теплового двигателя внутреннего сгорания представляет собой устройство, которое регулирует как подачу топлива, так и выброс выхлопных газов. Он состоит из нескольких радиальных кулачков, каждый из которых смещает впускные или выпускные клапаны. Этот распределительный вал соединен с коленчатым валом через ремень, цепь или шестерни. Это обеспечивает постоянную синхронизацию клапанов по отношению к движению поршней. ^[3]

Рис. 2. Схема 4-тактного двигателя внутреннего сгорания. Кулачки вверху рисунка 2, обратите внимание, как они превращают свое вращательное движение в линейное движение клапанов. ^[4]

Работа распределительного вала зависит от того, как работает клапан, и от функции самого кулачка. Клапан на головке блока цилиндров состоит из двух основных частей: штока и головки (см. рис. 2). Головка закрывает форсунку, которая обеспечивает впуск топлива или выпускной поток и требует линейного движения. ^[5] Кулачок, в его простейшем определении, представляет собой механическое звено, которое преобразует вращательное движение в поступательное или наоборот. ^[2] Кулачки на распределительном валу достигают этого смещения за счет вращения радиальной схемы и толкателя, который перемещается перпендикулярно оси вращения. Рисунок кулачка на распределительном валу некруглый с одним кулачком. Толкатель соответствует смещению кулачка при его вращении. Затем это смещение передается штоку клапана, позволяя головке подниматься, когда выступы кулачка проходят через толкатель. ^[5]

Поскольку автомобильный двигатель имеет несколько поршней, таких как поршень на рис. 2, одного кулачка недостаточно для всех этих поршней. Необходимо использовать весь стержень, покрытый кулачками. Это распределительный вал, показанный на рис. 3. Обратите внимание, что точное расположение кулачков вдоль вала обеспечивает точную синхронизацию открытия и закрытия соответствующих клапанов. Это точное время необходимо, поскольку двигатель автомобиля работает на тысячах оборотов в минуту. ^[3] Обеспечение правильного газораспределения в двигателе автомобиля — один из самых простых способов сэкономить деньги и энергию.

Рис. 3. Распределительный вал рядного четырехцилиндрового двигателя. Обратите внимание, как каждый набор из четырех кулачков разделен, что делает это для 16-клапанного двигателя. ^[6]

Для дальнейшего чтения

• Кулачок
• Поршневой двигатель
• Двигатель внутреннего сгорания
• Энергия вращения
• Бензиновый двигатель
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

1. ↑ MsC Technology. (2011). Эксцентриковый кулачок [Онлайн]. Доступно: http://msc-technology.wikispaces.com/Mechanical+Design#Cams
2. ↑ ^{2.0 2.1} MsC Technology. (2011). Механический дизайн [Онлайн]. Доступно на http://msc-technology.wikispaces.com/Mechanical+Design#Cams
3. ↑ ^{3.0 3.1} Основы двигателя. (2009). Общие сведения о распределительных валах [онлайн]. Доступно: http://www.enginebasics.com/Engine%20Basics%20Root%20Folder/Basic%20Camshaft%20Understanding.html
4. ↑ Зефирис. (2010). 4-тактный двигатель [Онлайн]. Доступно: http://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine#mediaviewer/File:4StrokeEngine_Ortho_3D_Small. gif
5. ↑ ^{5.0 5.1} Д. Фюллер. (2014). Часто задаваемые вопросы о распределительном валу: что такое разделение лепестков? Что такое осевые линии впуска и выпуска? (и многое другое) [онлайн]. Доступно: http://www.onallcylinders.com/2014/02/07/camshaft-faqs-lobe-separation-intake-exhaust-centerlines/
6. ↑ Д. Фуллер. (2014). Распределительный вал [Онлайн]. Доступно: http://www.onallcylinders.com/2014/02/07/camshaft-faqs-lobe-separation-intake-exhaust-centerlines/

ЧТО ТАКОЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ВАЛ И ЧТО ОН ДЕЛАЕТ?

Функция распределительного вала заключается в открытии и закрытии клапанов в верхней части каждого цилиндра двигателя. Каждый цилиндр имеет как минимум два клапана, один из которых всасывает горючую смесь воздуха и топлива, которая при воспламенении толкает поршень вниз в цилиндре. Когда поршень возвращается в цилиндр, другой клапан открывается, чтобы выпустить выхлопные газы, оставшиеся от этого сгорания.

Сам распределительный вал представляет собой металлическую планку из железа или стали, которая находится над цилиндрами в верхней части двигателя. Вал отмечен яйцевидными выступами, известными как выступы кулачка, которые расположены с интервалами по его длине и совпадают с клапанами. Когда распределительный вал вращается, заостренный конец каждого кулачка соприкасается с рычагом, называемым «коромыслом», который открывает клапан для двигателя. Когда вершина лепестка проходит мимо коромысла, рычаг возвращается в исходное положение, и клапан закрывается.

Довольно просто.

За исключением того, что, как и в большинстве случаев, на самом деле это не так. Физическая механика может быть достаточно простой, но взаимодействие распределительного вала с другими компонентами имеет решающее значение для производительности двигателя и должно поддерживаться умело.

Движение распределительного вала очень точно синхронизировано с движением коленчатого вала — компонента в основании двигателя, который вращается благодаря вертикальному движению поршней. В большинстве двигателей открытые клапаны и поршни занимают одно и то же пространство внутри цилиндра в разное время, поэтому жизненно важно, чтобы время их движения было точным. Если они соприкоснутся, то может быть нанесен серьезный, возможно, непоправимый ущерб.

ЧТО МОЖЕТ ПОЛУЧИТЬСЯ НЕ ТАК?

Как и любой движущийся компонент, все может пойти не так. Лепестки на распределительном валу со временем могут изнашиваться, и если система вокруг распределительного вала не обслуживается должным образом — если из системы вытекает масло или внутрь попадают грязь и мусор — может произойти повреждение. Проблемы могут проявляться в виде хлопков из выхлопной трубы или тиканья в месте расположения распределительного вала,

Другая проблема может исходить от датчика положения распределительного вала. Это электронное устройство, используемое системой управления двигателем автомобиля для контроля положения распределительного вала по отношению к коленчатому валу. Система использует эти данные для помощи в управлении системой впрыска топлива и зажигания. Если датчик распредвала неисправен, у автомобиля могут возникнуть проблемы с зажиганием; потеря или всплеск мощности; глохнет двигатель; и снижение производительности и экономии топлива.

Самый разрушительный ущерб наносится, когда синхронизация между движением коленчатого и распределительного валов отключена. Когда это происходит — и виновником здесь обычно является ремень ГРМ — тогда поршни и клапаны могут хрустеть внутри цилиндра, и эффект домино может включать не только поврежденные клапаны, но и поврежденные лепестки, погнутые или сломанные коромысла и даже погнутый, треснувший или сломанный распределительный вал. Если это произойдет, двигатель потенциально может быть списан.

ЧТО МОЖНО СДЕЛАТЬ С ПОВРЕЖДЕННЫМ РАСПРЕДВАЛОМ?

Если сам распределительный вал поврежден, его замена может оказаться столь же рентабельной, как и ремонт, если ремонт действительно возможен.