Распредвал и коленвал разница: Автословарь: что такое распредвал? | Интернет магазин запчастей «Сибаль-Авто»

Всё про распредвал двигателя

Устройство распределительного вала (или распредвала, как его чаще всего называют) меняется по форме, но остается неизменным по своей сути. Независимо от того, какие модификации с ним происходят, распредвал остается неизменной деталью двигателей внутреннего сгорания.

Функции распредвала

В ДВС распредвал отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, то есть за газораспределение непосредственно в камере сгорания двигателя. От особенностей конструкции мотора и самого распредвала, а также корректной настройки ГРМ, зависит эффективность работы двигателя: мощность, динамика, КПД. Эволюция двигателей влечет за собой и некоторые изменения в форме и функциях распредвала: создаются системы, подстраивающие газораспределение под частоту оборотов, устанавливаются валы на впуск и выпуск по отдельности, и, конечно, меняются материалы и способы обработки металлов.

Конструкция распредвала

В большинстве случаев распредвал вытачивается из цельного металлического цилиндра, и только некоторые производители устанавливают накладки с кулачками на ось, делая не цельную, а сборную конструкцию (например, распредвал на Audi Valvelift System (AVS), на котором кулачки перемещаются на оси распредвала). Но пока в большинстве автомобилей используются цельнолитые конструкции распредвалов, изготовленные из чугуна или износостойких слоев стали. Дополнительную твердость готовые валы получают в результате закалки: азотирования, лазерной обработки, отбеливания и т.д.

Основными конструктивными элементами распредвала являются кулачки, которые открывают клапаны напрямую или через толкатели. Опорные элементы (шейки) устанавливаются в подшипники скольжения (вкладыши), на которых распредвал вращается благодаря эффекту масляного клина с минимальным трением.

При вращении вала кулачки в строгой очередности открывают клапаны (как правило, на один клапан – один кулачок, хоть есть и другие варианты конструкции), а закрытие их происходит за счет пружин.

Принцип работы распредвала

Особое внимание конструкторы уделяют форме и размерам кулачков, ведь именно от их параметров зависит, на какую высоту и на какое время откроются клапаны, а значит, насколько эффективно будет подаваться воздух и отводиться выхлопные газы.

Существует закономерность: чем дольше открыт клапан, тем больше воздуха поступает в камеру сгорания, а значит, можно подать больше топлива. С другой стороны, слишком длительное открытие клапана грозит «поцелуем» между ним и поршнем. Это противоречие и пытаются всеми силами решить инженеры.

Для спортивных двигателей разработаны особые распредвалы, с измененной геометрией кулачка, на более длительный срок открывающей клапан. Такая конструкция позволяет мотору развивать максимальную мощность, что и требуется для автогонок. Однако при этом на порядок вырастает потребление топлива даже на холостом ходу, что совершенно не подходит для повседневного вождения.

Сравнение профиля кулачков обычного (слева)

и спортивного (справа) распредвалов

Скорость вращения распределительного вала в два раза меньше, чем у коленвала: за один полный такт двигателя коленвал делает два полных оборота, но каждый из клапанов должен открыться только один раз (на такте сжатия и рабочем такте оба клапана закрыты). Для синхронизации скорости вращения коленвала и ГРМ используется ременная или цепная передача (зубчатый ремень или цепь ГРМ), и самым совершенным на сегодняшний день вариантом является разрезная шестерня, зафиксированная на одном конце распредвала, на которую передается вращение от двигателя. Конструкция шестерни для ремня и цепи отличается.

Разрезная шестерня для цепного (слева)

и ременного (справа) привода

Тонкости конструкции

От высоты и профиля кулачков зависит глубина и продолжительность открывания клапана.

На рисунке видно, что кулачок С больше по высоте, чем остальные, D имеет более тонкую ось и за счет этого опускает клапан ниже, а Е дольше всех продержит клапан в открытом положении (только теоретически, на практике такой профиль кулачков не используется).

На распредвалах, независимо, установлен он один на впуск и выпуск, или на разные клапаны ставятся отдельные валы, предусмотрена так называемая фаза перекрытия: момент, когда выпускной клапан еще не закрылся, а впускной уже открывается. Конструкторы называют это продувкой: поток отработанных газов, выходя, создает дополнительное разрежение, облегчающее поступление воздуха в камеру сгорания. Чем меньше угол перекрытия (примерно от 15 градусов), тем экономичней мотор и лучше приемистость на низких оборотах. И наоборот, чем дольше оба клапана остаются открытыми одновременно, тем лучше приемистость мотора на высоких оборотах, но теряется экономия топлива и экологические нормы.

Схема построения фаз на распредвале

Типы размещения распредвала в двигателе

В конструкции двигателя может присутствовать один, два или четыре распредвала, в зависимости от компоновки цилиндров и количества клапанов.

При линейном расположении и 2-3 клапанами на цилиндр устанавливается один распредвал, управляющий и впуском, и выпуском (система SOHC).

При 4 клапанах на цилиндр ставится 1 или 2 распредвала (система DOHC – отдельные валы на впуск и выпуск).

Для V-образных или оппозитных двигателей распредвал устанавливается на каждый из блоков цилиндров отдельно (один общий на ряд или по два на ряд), либо один общий распредвал на все цилиндры (ставится по центру, в развале двигателя). Конструкторы предпочитают разделять впускные и выпускные валы, чтобы уменьшить нагрузку на них и сложность конструкции.

Как правило, впускной и выпускной распредвал почти не отличаются: одинаковая длина и диаметр вала, одинаковая высота и профиль кулачков. Разница может заключаться в конструкции крайних опорных шеек и приводных шкивов.

На один из распредвалов устанавливается датчик положения, для которого выделяется отдельное посадочное место.

Расположение распредвала относительно клапанов может различаться в разных конструкциях двигателей. В старых или маломощных моторах вал устанавливают сбоку от клапанов, соединяя их с кулачками через рокеры (Т-образные коромысла) и штанги. Такая система называется боковым или нижним расположением распредвала «Cam-in-Block». Их преимущество в более простой системе смазки (зачастую распредвал устанавливается прямо в картере), а недостаток – в сложной доступности для замены.

Моторы более поздних конструкций делались в распредвалами непосредственно над клапанами, что облегчает обслуживание и ремонт. Такое расположение, когда кулачки вала давят непосредственно на толкатели, называют верхним или «Cam-in-Head». Смазывать верхний распредвал несколько сложней: система подачи масла должна работать бесперебойно, в том числе это касается масляных каналов и отверстий в самом распредвале.

Немного о моторном масле

Долгая и бесперебойная работа ГРМ, и в том числе распредвала, напрямую зависит от качества смазки. Подача масла на подшипники скольжения (постели и вкладыши распредвала), а также на поверхность кулачков, должна быть бесперебойной. Отверстия внутри распредвала, предназначенные для подачи смазки к парам трения, достаточно тонкие и рассчитаны на моторное масло определенной вязкости и качества. Несвоевременная замена или неправильный подбор масла приводят к засорению каналов, после чего трение распредвала происходит не по слою жидкости (гидродинамическое планирование), а по поверхности металл-металл. Итог этого процесса печален, но предсказуем: быстрый износ кулачков (иногда до состояния идеальной окружности) и толкателей, а также шеек и вкладышей приводит к сбоям в работе двигателя. От чрезмерного трения распредвал может сломаться, а это уже чревато не только его заменой, но и капремонтом двигателя. Особенность конструкции распредвала в том, что даже минимальная выработка приводит к его вибрации и окончательному выходу из строя. В большинстве случаев основной причиной ремонта распредвалов является именно некачественное масло, несвоевременная его замена или неподходящая вязкость. При нормальном ТО ресурс распредвала будет столь же долгим, как и ресурс самого двигателя.

Другие причины неисправности распредвала

Помимо масляного голодания, причинами поломок может стать перегрев, от которого металл «ведет», естественный износ (рано или поздно всё изнашивается, как ни старайся), поломки смежных деталей (шкив, цепь или ремень ГРМ), а также изначально низкое качество распредвала (плохой металл, неточное изготовление). Признаки можно определить визуально или даже на слух: характерным симптомом неисправности именно распредвала будет стук при запуске холодного двигателя (в начале проблемы стук пропадает, когда мотор прогреется, а с ухудшением ситуации двигатель будет стучать постоянно).

Выработка и задиры на шейках, подшипниках, сальниках или кулачках – однозначный сигнал к замене детали.

Некачественный распредвал может искривиться (деформация, как правило, определяется не визуально, а только на специальном оборудовании) из-за прогиба опорных шеек. Для легковых автомобилей допустимая степень искривления распредвала составляет 0,05 мм, если больше – усиливается вибрация, выходят из строя смежные узлы двигателя.

При неправильной установке вала, а также некорректной сборке двигателя (недотянуты крепежные болты ГБЦ, распредвала, шкивов и шестерен) появляется вибрация во время работы. Вал срывает крепеж, после чего двигатель в большинстве случаев отправляется на капремонт. На самом распредвале могут появиться трещины, а пазы под штифты разбиваются под нагрузкой.

Ремонт распредвала проводить нецелесообразно: никакая шлифовка или напыление не вернет его первоначальных свойств. В случае выхода из строя деталь просто заменяют на новую, попутно устанавливая новые крепежные болты и проверяя цепь или ремень ГРМ.

Что будет дальше? Эволюция ГРМ

Технологии не стоят на месте, и сегодня можно уже говорить о том, как изменится работа газораспределительного механизма и в частности распредвала. Основные направления работы конструкторов – повышение экономичности двигателей, уменьшение вредных выбросов и увеличение отдачи мощности как на высоких, так и на низких оборотах. Для этой цели разработано несколько концептов, в которых либо используется измененный распредвал, либо не используется вообще.

Условно можно выделить несколько основных направлений работы:

  • изменения в работе распредвала: установка дополнительных кулачков, проворот распредвала для увеличения угла перекрытия и т.д.;
  • использование других систем управления открытием клапанов: электронное управление, магнитные или пневматические толкатели;
  • двигатели без клапанного механизма.

Концерн Honda предложил несколько вариантов улучшения распредвала. Например, это система DOHC i-VTEC, в которой подъемом клапанов управляют кулачки с низким профилем (на малых оборотах) или с высоким профилем (на режиме 5800 об/мин).

Очень похожий принцип использован в моторах Mitsubishi Pajero IV – система газораспределения MIVEC, управляющая высотой и продолжительностью открытия клапанов.

Второй вариант управления впуском – система VTEC-E от Honda, при которой на малых оборотах открывается только один впускной клапан, а на больших – оба. Это удалось реализовать с помощью системы VTC, при которой распредвал проворачивается относительно своей нулевой точки под давлением масла.

Похожий способ управления впуском создал и концерн Volkswagen: блок с кулачками крепится на валу с помощью шлицевого соединения, и под действием управляющего механизма может смещаться относительно продольной оси. Таким образом, над клапанами располагаются кулачки либо с низким, либо с высоким профилем, в зависимости от режима работы двигателя.

Разработка Volkswagen открывает широкие возможности: с помощью такого подхода можно управлять системой газораспределения в большом диапазоне, в том числе подключать или отключать цилиндры при необходимости.

Другой вариант предложила шведская компания Koenigsegg: управлять работой клапанов с помощью пневматических механизмов, а не распредвала, что в теории может дать прибавку мощности до 30% и увеличение крутящего момента до 20 тыс. об/мин. В 2015 году компания представила и реализацию этого принципа: автомобиль Regera с гибридным двигателем мощностью 1500 л.с. Насколько успешной будет эта разработка, покажет только время.

Двигатели без клапанов – тоже возможно! Это доказали в компании EcoMotors, которую возглавляет Петер Хофбауэр, бывший моторист концерна Volkswagen. В компании разработан двухцилиндровый оппозитный двигатель, превосходящий по своей мощности и экономичности современные турбодизели. Экспериментальный образец двигателя развивает мощность 325 л.с., а крутящий момент при 2100 об/мин составляет 900 Нм. Легкий, компактный и мощный мотор пока не запущен в серийное производство и находится в стадии доработки.

Несмотря на постоянно появляющиеся идеи и новинки, самым распространенным механизмом газораспределения остается старый-добрый распредвал, который может меняться по форме, но остается неизменным по сути.

О том, как выбрать новый распредвал и на что обращать внимание при выборе, читайте наш «Гид покупателя».

Спортивный распредвал двигателя авто — что это такое и для чего нужен

Установка спортивного распредвала для двигателя — основной вид тюнинга автомобиля. Расскажем — что такое валы «верховые» и «низовые», для чего нужны и какую прибавку мощности дают. Как влияет конструкция распредвала на повышение мощности.

Для чего нужен

Распределительный вал — механический «мозг» двигателя, который формирует характер работы мотора. Причина замены стандартного вала авто на спортивный та же, что других деталей. Штатная деталь слишком усредненная, разработана в соответствии с запросами большинства водителей.

Основной характеристикой двигателя считают мощность. На деле влияние на характер автомобиля оказывают максимальная мощность и крутящий момент. Ведь наибольшую мощность можно реализовать только при определенных оборотах, близких к максимальным. «Горячему» водителю нужен приемистый двигатель, который при трогании с места и разгоне, не напрягаясь «идет» за педалью газа. Это обеспечивает крутящий момент, если он достаточно большой и постоянный на низких и средних оборотах.

Стандартные двигатели с точки зрения гонщиков имеют существенный недостаток — отсутствие тяги на низких оборотах вращения коленвала.

Гоночный распредвал обеспечивает оптимальную подачу смеси в цилиндр путем увеличения высоты подъема клапанов. Тюнинговые кулачки отличаются плавностью профиля, что обеспечивает надежную работу механизма газораспределения. Особенностью спортивных валов является то, что их применение отодвигает границу детонации (стук пальцев), в особенности на малых оборотах.

Влияние распредвала на мощность двигателя

Подъем клапана

Измеряется в миллиметрах и представляет максимальное расстояние, на которое он отходит от седла. Продолжительность открывания клапанов — отрезок времени, измеряемый в градусах поворота коленвала. Измеряется, как клапан поднялся от седла на малую величину, часто составляющую 0,5 или 1,2 мм.

Каждый из критериев спортивного распредвала связан с другими и модификация одного повлияет, как другие улучшат или ухудшат работу двигателя. Но увеличение подъема и времени открывания увеличивают мощность мотора в зоне максимальных оборотов. Если максимально их увеличить, то двигатель будет неспособен работать на оборотах ниже 2 000.

Гоночные распредвалы имеют низко-оборотный предел «холостого хода» (2 000 об/мин). Распредвалы для тюнинга можно сделать «цивилизованными» путем изменения моментов открывания и закрывания клапанов, но компромиссом будет максимальная мощность.

Продолжительность открывания

Известна конструкторам форсированных моторов из-за влияния на мощность двигателя автомобиля. Чем дольше удерживаются открытыми клапаны, тем большая максимальная мощность будет получена. Если время открывания клапана слишком большое, то дополнительная максимальная мощность приведет к нестабильной работе мотора на низких оборотах.

Для гонок максимальная мощность является единственной целью, а для «обычных» автомобилей с форсированными двигателями важными являются приемистость и крутящий момент снизу.

Увеличение подъема клапана

Полезна в увеличение мощности авто, т. к. может её добавить без существенного влияния на характеристики двигателя на низких оборотах. Теоретически это будет работать. Но механизмы привода клапанов не такие простые. Высокие скорости движения клапанов, обуславливаемые этими профилями, существенно уменьшают надежность мотора.

Когда продолжительность открывания клапана уменьшается, то на его перемещение из закрытого положения до полного подъема и возвращения обратно остается меньше времени. Потребуются клапанные пружины с увеличенным усилием и становится механически невозможным приводить в движение клапаны даже при относительно низких оборотах.

Что такое валы верховые и низовые

Существуют различные спортивные распредвалы, предназначенные для разных целей:

  • низовой моментный вал для городской езды;
  • универсальный вал «город — трасса»;
  • верховой вал «трасса».

Выбирая для двигателя машины распредвал с меньшим подъемом клапанов, то в наибольшей степени реализуем положительный эффект на низких оборотах вращения коленвала. Распредвал с большим подъемом кулачков позволяет повысить мощность на высоких частотах.

При подборе вала стараются изменить кривую крутящего момента или мощности в диапазоне рабочих режимов двигателя в зависимости от стиля вождения и пожеланий владельца. Максимальные значения смещают в область низких оборотов — тогда вал называют «низовым», если в область высоких оборотов — «верховым».

Какой ставить распредвал для тюнинга

Если хотим увеличить эффективность в заданных оборотах, придется жертвовать другими параметрами. Так, «низовые» валы проигрывают в зоне высоких оборотов, а «верховые» — на холостом ходу и при низких оборотах. Отвечает за изменения профиль кулачка. Для увеличения тяги на «низах» его делают более широким и плавным, если требуется мощность на «верхах» — более узким и острым.

Соответственно, если готовите машину к драг-рейсингу, стоит установить вал «низы—середина». Если не устраивает «тупизна» автомобиля на трассе — «верховой».

После установки спортивного распредвала надо отрегулировать клапаны с помощью разрезной шестерни. Если выставить распредвал на «опережение», то впускной клапан будет подниматься больше, чем выпускной, — это даст прирост мощности на высоких оборотах. Установка на «запаздывание» обеспечит больший подъем выпускного клапана, чем впускного, и увеличение тяги в области низких оборотов.

Для лучшего эффекта придётся делать чип-тюнинг «мозгов» двигателя авто и заново обучать работу мотора под новый распредвал.

Спортивные валы — полноценный тюнинг двигателя автомобиля. Они находят поклонников среди спортсменов, гонщиков и обычных автолюбителей. Всё благодаря оптимальному соотношению цены распредвала для тюнинга и установки с полученной отдачей двигателя машины. Некоторые способны увеличить мощность на 20% при стабильной работе на «низах».

Авторская статья «Балансировка распредвала» на сайте инженерной-технологической компании Механика


Все знают, что распределительный вал – это прецизионный узел двигателя, обработанный с очень малыми допусками, а его главная функция – открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны в точно «назначенные» моменты. Мы также знаем, что у производителей распредвалов работают конструкторы, чья главная обязанность состоит в разработке кулачков такого профиля, чтобы оптимизировать газообмен в двигателе. Но многие ли из вас знают, что качественная балансировка распредвала поможет увеличить мощность?





Рис. 1
Добавить мощности – вот главная цель!


Сейчас большинство производителей двигателей делают основной акцент на «высокотехнологичном покрытии» деталей и разнообразных химикатах для «снижения трения», считая их реальными способами увеличения мощности. На самом деле эти способы лишь сокращают потери на трение в автомобильном моторе, а не увеличивают реальную мощность.


Мы четко понимаем, что, поскольку производители распредвалов разработали разные экзотические профили кулачков, прочие детали газораспределительного механизма также необходимо доработать, чтобы справляться с увеличением хода клапана и радикальной геометрией кулачка. Клапанные пружины, сухари, коромысла, штанги и толкатели тоже изменились очень сильно, благодаря новым видам конструкций и/или снижению веса.


Однако до сих пор оставалась незамеченной одна область: балансировка распредвала – или, что важнее, характеристика распредвала, когда он не сбалансирован. Большинство производителей двигателей полагают, что в силу высокого уровня проработки конструкции и точности обработки распредвалы обычно не требуется балансировать. Еще одно заблуждение – отсутствие понимания, какие силы и с какой частотой воздействуют на распредвалы. И, наконец, распредвал вращается лишь в два раза медленнее коленвала. Этому обстоятельству тоже придается мало значения, а то и вовсе никакого!


Поэтому утверждаем: теоретически, каждый распредвал изначально не сбалансирован. Мы проверили на балансировочном станке сотни распредвалов и у всех был больший или меньший дисбаланс. Даже два одинаковых распредвала различаются по величине дисбаланса. Вы можете сказать, что это неправда, в силу точности новых станков с ЧПУ для шлифования кулачков; но проблема дисбаланса, в целом, проистекает не из результатов обработки, а возникает еще при изготовлении (отливке или ковке) заготовки.


На заготовках распредвалов есть «базовые» поверхности – с каждого конца. Шейки подшипников и базовые окружности кулачков обрабатываются именно от этих поверхностей. В этом случае «центр масс» распредвал не совпадает с осью вращения и, поэтому, не избежать дисбаланса при вращении распредвала.


Когда распредвал не сбалансирован, нам нужно знать амплитуду и величину действующих сил и их расположение по отношению друг к другу. 60-миллиметровый распредвал Roller, показанный выше, проверили на балансировочном станке CWT Multi-Bal 5000.


И получилось, что слева дисбаланс составил 34,2 г, а справа – 47,4 г, причем «тяжелые» элементы распредвала не противоположны друг другу – угол между ними 87°. Поэтому при вращении распредвала возникает изгибающий момент. Обратите внимание на скорректированный отчет ниже, указывающий, что дисбаланс был практически устранен, и остаточный дисбаланс – парный, т. е. противолежащий на 180°, что компенсирует действие двух противоположных сил.





Рис. 2
Отбалансированный распредвал, с грузиком на болтах. Такой способ можно использовать, если есть свободное пространство между кулачками


Но вернемся к изначальному дисбалансу: при вращении распредвала со скоростью 4000 об/мин (половина от оборотов коленвала – 8000 об/мин), слева возникает сила в 15,57 кг, а справа – 21,61 кг, и обе они пульсируют с частотой более 66 Гц. Обычно этого достаточно, чтобы распредвал «вошел» в резонанс и роликовый толкатель начнет подскакивать на поверхности кулачка. И, скорее всего, это приведет к тому, что закон движения клапана окажется нарушен, т. е. детали привода клапана не будут следовать профилю кулачка. Причем клапанная пружина также начнет «резонировать», поэтому клапан будет открываться и закрываться ненадлежащим образом.


В итоге – в заранее неизвестный момент и с неопределенной скоростью вращения, двигатель потеряет мощность. Мы увидели это на внешней скоростной характеристике, при снятии показателей мощности и крутящего момента на динамометрическом стенде. Правда, некоторые производители двигателей утверждали, что подобные нарушения могут быть связаны со нарушением сгорания из-за некачественного топлива и/или плохо спроектированной системы впуска.


Впрочем, даже если впускная система переделана, то аномалия, связанная с вращением несбалансированного распредвала все равно никуда не денется и газораспределительный механизм все равно нуждается в доработке.


Следует учитывать, что балансировка распредвала не может решить все возможные проблемы газораспределительного механизма, та как в ГРМ существует множество других движущихся деталей, каждая со своей собственной частотой, возбуждаемой по иным причинам (вибрация коромысел, «плавающая» пружина клапана, деформация штанг и избыточные зазоры в приводе). Но балансировка распредвала устраняет одну из переменных, которая мешает нормальной работе вашего двигателя.


Для скептиков, которые до сих пор полагают, что дисбаланс распредвала никак не связан с увеличением мощности – мы согласны, что мощность не увеличится. Но качественная балансировка любой вращающейся массы в двигателе положительно влияет на его работу.

Балансировать распредвал можно разными методами:


— первый – это доработать распределительный механизм, сняв металл в нужном месте;


— второй – высверлить металл из области опорной шейки вала или, наоборот, добавить вес, сначала просверлив отверстия в теле вала, а затем залить их свинцом.


— и третий – добавить внешний грузик определенной массы к самому валу, с использованием специального адаптера, прикрепленного к нужному месту вала.


ХОТИТЕ СТАТЬ АВТОРОМ?


Пришлите свою статью

Зачем менять фазы газораспределения — ДРАЙВ

Качество работы двигателя — его КПД, мощность, крутящий момент и экономичность зависят от многих факторов, в том числе и от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

В обычном четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания клапаны приводятся в действие кулачками распределительного вала. Профиль этих кулачков определяет момент и продолжительность открытия (то есть ширину фаз), а также величину хода клапанов.

В большинстве современных двигателей фазы меняться не могут. И работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Дело в том, что характер поведения газов (горючей смеси и выхлопа) в цилиндре, а также во впускном и выпускном трактах меняется в зависимости от режимов работы двигателя. Постоянно изменяется скорость течения, возникают различного рода колебания упругой газовой среды, которые приводят к полезным резонансным или, наоборот, паразитным застойным явлениям. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.

Фазы газораспределения в поршневых двигателях внутреннего сгорания — это моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов (окон). Фазы газораспределения обычно выражаются в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов.

Так, например, для работы на холостом ходу уместны узкие фазы газораспределения с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия фаз (время, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Почему? Потому что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу.

Тюнеры часто мудрят со сдвигом фаз при помощи таких сборных звёздочек. Заменив штатный распредвал на «спортивный» с другими фазами, можно добиться существенной прибавки мощности.

При работе на максимальной мощности ситуация сильно меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов закономерно сокращается, но для обеспечения высоких крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать куда больший объём газов, нежели на холостом ходу. Как решить столь непростую задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими. При этом для лучшей продувки цилиндров фазу перекрытия обычно делают тем шире, чем выше обороты.

Хондовская VTEC (Variable Valve Timing and Electronic Control) так же, как и тойотовская VVT-I (Variable Valve Timing with intelligence), позволяет плавно изменять фазы газораспределения фазовращателем с гидравлическим управлением. Это достигается путём поворота распределительного вала впускных клапанов относительно вала выпускных клапанов в диапазоне 40—60° (по углу поворота коленчатого вала).

Так что при разработке и доводке двигателей конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на сложные компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фиксированными фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. И плюс ко всему устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным и экологичным. Вот так задачка!

Но конструкторы такие задачи уже давно щёлкают как семечки и способны при помощи сдвига и изменения ширины фаз газораспределения менять характеристики двигателя до неузнаваемости. Поднять момент? Пожалуйста. Повысить мощность? Не вопрос. Снизить расход? Не проблема. Правда, подчас получается так, что при улучшении одних показателей приходится жертвовать другими.

Doppel-VANOS (Doppel Variable Nockenwellen Steuerung) от BMW умеет двигать фазы плавно от начального до конечного значения. При помощи гидравлики система заведует как процессами впуска, так и выпуска.

А что если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя? Запросто. Благо способов для этого придумана масса. Один из них — применение фазовращателя — специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. Наиболее часто такая система устанавливается на впуске. С повышением оборотов муфта проворачивает вал по ходу вращения, что ведёт за собой более раннее открытие впускных клапанов и как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.

Механизм газораспределения 3,2-литровой «шестёрки» FSI от Audi приводится цепями со стороны маховика. У каждого распределительного вала свой фазовращатель.

Но неуёмные инженеры не остановились на этом и разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но и расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами. Например, в тойотовской системе VVTL-i после достижении определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обычного кулачка в работу начинает вступать дополнительный — с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт иной закон движения клапана, более широкие фазы и, кстати, обеспечивает больший ход. При раскрутке коленчатого вала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000—6500 об/мин у двигателя словно открывается второе дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.

Система Valvetronic позволила отказаться от дроссельной заслонки, система меняет и степень открытия клапанов и фазы. Применяется она на моторах BMW с 2001 года. Ход клапана меняется при помощи электродвигателя и сложной кинематической схемы и пределах 0,2–12 мм.

Изменять момент и продолжительность открытия — это замечательно. А что если попробовать изменять высоту подъёма? Ведь такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм (ГРМ).

Аналогичная система от немецкой компании Mahle.

Чем вредна заслонка? Она ухудшает наполнение цилиндров на низких и средних оборотах. Ведь во впускном тракте под прикрытым дросселем при работе двигателя создаётся сильное разрежение. К чему оно приводит? К большой инертности разреженной газовой среды (топливовоздушной смеси), ухудшению качества наполнения цилиндра свежим зарядом, снижению отдачи и уменьшению скорости отклика на нажатие педали газа.

Система Variable Valve Event and Lift System (VEL), разработанная Ниссаном, напоминает баварский Valvetronic. Специальный эксцентрик, который приводится от электродвигателя, смещает точку опоры коромысла, и за счёт этого изменяет ход клапана. Высота подъёма варьируется в пределах 0,5–2 мм.

Поэтому идеальным вариантом было бы открывать впускной клапан только на время, необходимое для достижения нужного наполнения цилиндра горючей смесью. Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и, соответственно, продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. По разным данным, экономия от применения системы бездроссельного управления может составлять от 8% до 15%, прирост мощности и момента в пределах 5—15 %. Но и это не последний рубеж.

Так работает «трёхступенчатый» i-VTEC (Intelligent Variable Valve Timing and Lift Electronic Control). На низкой частоте вращения топливо экономится благодаря тому, что половина впускных клапанов практически дезактивирована. При переходе на средние обороты ранее «дремавшие» клапаны включаются в работу, но их амплитуда не максимальна. На мощностных режимах впускные клапаны начинают работать от единственного центрального кулачка. Он обеспечивает максимальный подъём клапанов, кроме того, его профиль специально заточен под мощностные режимы. Управление режимами осуществляется гидравликой и электроникой.

Несмотря на то что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать ещё выше. За счёт чего? За счёт скорости открытия клапанов. Правда, механический привод здесь сдаёт позиции электромагнитному.

Осенью 2007 года Toyota запустит в производство моторы с газораспределительным механизмом Valvematic, который будет изменять не только фазы газораспределения, но и высоту подъёма впускных клапанов. Не секрет, что многие производители достаточно давно применяют подобные системы. Но Toyota в серию такую систему запускает впервые. Мощность двухлитрового атмосферника 1AZ-FE, благодаря новому газораспределительному механизму, удалось поднять со 152 до 158 сил, а момент — с 194 до 196 Нм.

В чём ещё плюс электромагнитного привода? В том, что закон (ускорение в каждый момент времени) подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия клапанов позволяется менять в очень широких пределах. Электроника согласно прописанной программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Зачем? В целях экономии, например, на холостом ходу, при движении в установившемся режиме или при торможении двигателем. Да что режимы — прямо во время работы электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный. Интересно, скоро ли появятся такие системы на конвейере?

А это схема работы механизма VVTL-i, предложенная компанией Toyota. Здесь высота подъёма и продолжительность открытия обоих впускных клапанов изменяются скачкообразно. При работе двигателя на частотах вращения коленчатого вала до 6000 об/мин высота подъёма и продолжительность открытия обоих клапанов задаются кулачком (1), который через рокер (5) воздействует на оба клапана. На оборотах выше 6000 закон движения клапанов задаётся более высоким кулачком (2). Чтобы ввести его в строй, нужно переместить сухарь (3) вправо (сухарь перемещается под давлением масла, которое в нужный момент повышается в управляющей магистрали). После того как сухарь переместился вправо, кулачок (2) через шток (4), который до этого времени свободно качался, начинает воздействовать на клапаны через рокер.

Опытный образец четырёхцилиндрового мотора с электромагнитным приводом клапанов и непосредственным впрыском был создан компанией BMW. Здесь количество воздуха, поступающего в цилиндр, регулируется продолжительностью открытия клапана, ход при этом не регулируется. Якорь подпружиненного клапана помещён между двумя мощными электромагнитами, которые призваны удерживать его только в крайних положениях. Чтобы предотвратить ударные нагрузки, каждый раз при приближении к крайнему положению клапан тормозится. Положение и скорость перемещения клапана фиксируются специальным датчиком.

Пожалуй, дальнейшее увеличение эффективности работы мотора за счёт ГРМ уже невозможно. Выжать ещё больше мощности и момента с того же объёма при меньшем расходе можно будет только с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия, других видов топлива. Но это — уже совсем другой разговор.

Тюнинговые и спортивные распредвалы


Каждый из нас старается всячески улучшить свой автомобиль, и путей к этому находится великое множество. Когда же речь заходит о двигателе, все в один голос твердят об увеличении его мощности. Хотя, если более серьёзно подойти к вопросу, то прежде надо обратить внимание на его крутящий момент.


Мы знаем, что выжать наибольшую мощность возможно при стабильных максимальных оборотах, но такой режим двигателя применяется редко. Обычному водителю более важна приёмистость автомобиля, который послушно отзывается на педаль газа как в режиме хода с места, так и при его разгоне. Такое поведение машины обеспечивается большим и относительно постоянным крутящим моментом на низких и средних оборотах, чем и «грешат» ВАЗовские двигатели. На низкой частоте вращения коленчатого вала у них отсутствует достаточная «тяга».


Владельцы автомобиля ВАЗ часто жалуются на дёрганье машины в начале движения, заметные провалы при резком нажатии на «газ», у многих быстро «летит» сцепление и практически все отмечают неэффективность пятой передачи. Действительно, при оборотах двигателя менее 3000 об./мин. наблюдается его недостаточная приёмистость. Кривая крутящего момента зависит от параметров газораспределения, так называемых «фаз распредвала», а также «время-сечения» открытия клапанов, которые задаются профилем кулачков распредвала. В зависимости от его угла поворота и получается разная величина открытия клапана. Для лучшего функционирования автомобиля на низких оборотах добиваются быстрой подачи в цилиндр необходимого объёма рабочей смеси, то есть заметно сужают фазу открытия впускного клапана.




В отличие от обычных распредвалов, в спортивных моделях используются кулачки с другими геометрическими размерами. Их более высокая и широкая форма приводит к тому, что клапан поднимается на большую высоту и дольше находится в открытом состоянии, что обеспечивает подачу полноценной смеси. Профиль кулачков отличается плавностью форм, что делает работу механизма газораспределения более надёжной на широких фазах.



Из всего вышесказанного следует, что максимальная мощность двигателя и его крутящий момент могут иметь различные величины. И если использование стандартного распредвала предполагает увеличенный крутящий момент на средних оборотах, то спортивный обеспечивает максимальную отдачу на высоких оборотах двигателя. Спортивный распредвал на автомобили ВАЗ устанавливается с разрезной шестерней (звёздочка или шкив распредвала), с помощью которой становится возможна более точная регулировка и настройка фаз. С её помощью настраивается наибольшая мощность на необходимых оборотах двигателя.



Применением тюнинговых распредвалов можно добиться работы двигателя под нагрузкой без заметных перебоев даже при снижении оборотов до предельного уровня. При этом отодвигается граница детонации, то есть перестают «стучать пальцы» на малых и средних оборотах коленвала. Заметно снижение расхода топлива и уменьшение токсичности выхлопных газов. Как следствие, уменьшается склонность двигателя к детонации, а значит, увеличивается его ресурс.



Распредвалы на ВАЗовских двигателях довольно чувствительны к регулировке зазоров, поэтому на тюнинговых распредвалах заметно увеличен участок сбега кулачков на стороне закрытия клапана. Это облегчает регулировку зазоров и в несколько раз снижает их количество. Проследим этот факт на следующем примере: после установки тюнингового распредвала регулировка клапанных зазоров требуется после 60 000 км пробега двигателя. При использовании обычного распредвала потребовалось бы не менее четырёх регулировок. Это заметно увеличивает срок эксплуатации изделия и экономит средства и время, необходимые на каждую регулировку клапанов. Посчитайте сами: грамотная регулировка занимает не менее 3,5 часов и стоит порядка 20 у.е.

Классификация распредвалов


Тюнинговые модели распредвалов можно разделить на две группы: низовые и верховые. По названию видно, что одни увеличивают момент на низких оборотах двигателя, а другие на высоких оборотах. Это достигается при помощи изменения высоты подъёма и особого профиля кулачков, а также определёнными фазами открытия/закрытия клапанов.

Низовые распредвалы


Этот вид изделий имеет небольшую высоту подъёма при отсутствии зоны перекрытия клапанов. Такой режим предотвращает выбрасывание рабочей смеси на низких оборотах обратно во впуск. Конечно, малая высота подъёма вызывает потерю наполнения на высоких оборотах и это ведёт к уменьшению максимальной мощности двигателя. Поэтому, в основном, они применяются при езде по городу. Не забывайте, что мощность двигателя, в основном, влияет только на максимальную скорость вашего автомобиля, что не является критическим показателем. Для примера можно привести следующие цифры: уменьшение мощности двигателя ВАЗ-2109 на 10 л.с. снизит максимальную скорость всего на 6 км/ч.

К достоинствам низовых валов можно отнести повышение крутящего момента на «низах». Именно это позволит вам резко ускориться со светофора, не включая пониженную передачу. На средних оборотах эти распредвалы ничем не лучше серийных, а на высоких даже хуже их.

Верховые распредвалы


Эти изделия, наоборот, имеют высокие подъёмы, большую зону перекрытия клапанов и широкие фазы. Такой режим увеличивает наполнение на «верхах», что происходит из-за увеличения проходного сечения в зонах клапанов и благодаря использованию эффекта инерционного наддува. Это ведёт к увеличению мощности двигателя, причём максимальный крутящий момент смещается в зону высоких оборотов. К сожалению, заметен провал на «низах», что происходит вследствие более широкой фазы, во время которой рабочая смесь обратно выталкивается во впускной коллектор при низких частотах вращения. И чем лучшие характеристики имеет верховой распредвал, тем сильнее этот эффект.

Тюнинговые и спортивные распредвалы


Верховые распредвалы дополнительно делятся на тюнинговые и спортивные. Их различие, в основном, касается фазовой характеристики, подъёма клапанов и высоты перекрытия. Чем больше высота подъёма, тем выше момент и, как правило, мощность на высоких оборотах.

Спортивные распредвалы практически непригодны для использования в городских условиях вождения. Они имеют заметный провал при низких оборотах и довольно неустойчивые повышенные обороты холостого хода. Максимальная отдача у них происходит только в области почти предельных частот вращения двигателя, что неприемлемо при обычных условиях вождения.

Одним из ярких представителей спортивного класса изделий можно назвать Вал распределительный ВАЗ 2101-2107, Нива «НУЖДИН» 12,70 мм/12,40 мм (292°/290°).

Также стоит обратить внимание на следующие изделия:

  • — Вал распределительный 8V ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта «НУЖДИН» 13,70 мм (287°/284°);
  • — Вал распределительный 8V ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта «НУЖДИН» 12,36 мм (286°);
  • — Валы распределительные 16V ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта «НУЖДИН» 10,65 мм (306°);
  • — Валы распределительные 16V ВАЗ 2108-21099, 2110-2112, 2113-2115, Калина, Приора, Гранта «НУЖДИН» 12,00 мм (310°/304°).

Теперь вы можете выбрать необходимый вид распредвала для своего автомобиля, исходя из предполагаемых режимов его использования.

21080100501700 Шпонка ВАЗ-2108 4х5 шкива распредвала,коленвала АвтоВАЗ — 21080-1005017-00 21080100501700 2108-1005017

21080100501700 Шпонка ВАЗ-2108 4х5 шкива распредвала,коленвала АвтоВАЗ — 21080-1005017-00 21080100501700 2108-1005017 — фото, цена, описание, применимость. Купить в интернет-магазине AvtoAll.Ru








Распечатать

317

1

Применяется: ВАЗ

Артикул:
21080-1005017-00еще, артикулы доп.: 21080100501700, 2108-1005017скрыть

Код для заказа: 008482

Есть в наличии

Доступно для заказа — >10 шт.Данные обновлены: 30.04.2021 в 19:30

Код для заказа
008482

Артикулы
21080-1005017-00, 21080100501700, 2108-1005017

Производитель
LADA

Каталожная группа:

..Двигатель
Двигатель

Ширина, м:

0.01

Высота, м:

0.005

Длина, м:

0.015

Вес, кг:

0.002

Отзывы о товаре

Где применяется

Сертификаты

Обзоры

Статьи о товаре

Наличие товара на складах и в магазинах, а также цена товара указана на 30.04.2021 19:30.


Цены и наличие товара во всех магазинах и складах обновляются 1 раз в час.
При достаточном количестве товара в нужном вам магазине вы можете купить его без предзаказа.

Интернет-цена — действительна при заказе на сайте или через оператора call-центра по телефону
8-800-600-69-66. При условии достаточного количества товара в момент заказа.


Цена в магазинах — розничная цена товара в торговых залах магазинов без предварительного заказа.


Срок перемещения товара с удаленного склада на склад интернет-магазина.

Представленные данные о запчастях на этой странице несут исключительно информационный характер.

aa3aa70a6f2b21b93674831e1693d7ab



Добавление в корзину

Доступно для заказа:

Кратность для заказа:

Добавить

Отменить

Товар успешно добавлен в корзину


!

В вашей корзине
на сумму

Закрыть

Оформить заказ

Honda Civic ГРМ — механизм газораспределения, распредвал

Случайная статья узнай что то новое



Тяга или мощность

Механизм газораспределения осуществляет впуск в цилиндры свежих порций горючей смеси и выпуск из них продуктов сгорания, отработавших газов. Эти процессы происходят в соответствии с принятым для данного двигателя порядком работы цилиндров, то есть 1-3-4-2. С отсчетом от шкива распредвала.
К механизму газораспределения (ГРМ) относится ремень распределительного вала, сам распределительный вал, выпускные и впускные клапана, пружины клапанов, винты толкатели и коромысла. Кулачок распредвала действует на клапан через коромысло, как качели. Каждому из клапанов соответствует 1 индивидуальный кулачок. В системе VTEC на кулачки впускных клапанов дополненные еще одним кулачком с большей высотой клапана и большей длительностью открытия клапана.
Внешняя пара кулачков в распредвале системе SOHC для открытия выпускных клапанов, внутренняя пара для впускных клапанов. Дополнительный кулачок VTEC ставится между впускными кулачками.

Работа газораспределительного механизма

Характеристики кулачков

Кулачок имеет несколько характеристик это подъем, база, высота, профиль, длительность или продолжительность и крутизна.
База База это диаметр вала, размер при котором коромысло и клапана находится в 0 состояние, обычно является шириной кулачка (распредвала) X.
Высота Высота это самый большой размер на кулачке, обычно меряется, Y.
Подъем, вычтите из Базы Высоту (Y-X) И получите подъем кулачка. Размер на который предположительно будет подниматься клапан. Подъем можно увеличить двумя способами, либо уменьшением базы, либо заменой распредвала с высотой кулачка больше раннего. Пример, база распредвала 30мм, высота 40мм. 40-30 и клапан опустится (идеально) на 10 мм. Сточите базу на 4мм в диаметре (2мм по радиусу), и получите 38-26 уже 12 мм.

Высота, углы на кулачке распредвала

Пропускная способность и подъем

Во впускном канале ГБЦ имеется сечение S которое перекрывается клапаном S1. При закрытом клапане S1=1 то есть ничего не проходит, при начале движение клапана S1 начинает расти и в какой то момент, обычно полностью открытый клапан, S1=S. Это идеально событие которое необходимо для впуска и выпуска, далее клапан закрывается и S1 начинает уменьшаться до 0.
Как вы понимаете эта система похожа на водопровод, у вас есть входная труба и кран, напор увеличивается по мере открывания крана. В какой то момент выходящий напор сравнивается с поступающим, то есть фактически нет сопротивления потоку. Если у вас есть ход крана, то покрутив его вы можете не добиться ничего. Впускная труба имеет четко заданную пропускную способность. Поэтому опускать клапана в MAX не нужно и не имеет смысла.
Другое дело попробовать поддержать клапан в открытом положение на много дольше, для это профиль кулачка делают менее острым и тогда клапан как бы «зависает» на время его фазы. Ниже я представил анимацию разных типов (даже не реальных) как ведет себя клапан при разных профилях.

  • A — нормальный кулачок распредвала
  • B — кулачок со сточеной кромкой подъема, меньше длительность
  • C — кулачок распредвала в большим подъемом
  • D — нормальный кулачок с той же высотой, но со шлифованной базой. Экстремальное опускние клапана
  • E — широкий профиль кулачка, большая длительность

Анимация работы распредвала с разными кулачками, с одним клапаном

Количество зубов на ремне и шкиве

На большинстве Шкивов распредвала в двигателях D-Серии D15B-D14-D16 на шкиве 38 зубов, тоесть по 9.47 градусов на зуб, или 18.97 градусов на полный цикл работы двигателя. Длина ремня бывает 103, 104, 106 зубов. Причем на одном и том же блоке в зависимости от количества зубов, высоты блока и ГБЦ количества зубов меняется. Так для D14A4 38 на шкиве и 103 на ремне, а вот на D14A2 на ремне 106 зубов.

Распредвал проекта h5WK с разрезной шестерней

Опыт со шприцом

Для понимания наполнения смесью цилиндра можно использовать модель которая есть наверное у всех дома.
RPM, Количество оборотов минуту. Чем выше обороты, тем выше скорость движения поршня по цилиндру и тем меньше времени на открытие клапанов.

Возьмите шприц, я серьезно, найдите новый чистый шприц без иглы и опустите его в воду. В первом случае медленно потяните за поршень. Естественно вода заполнит почти весь объем. Вылейте воду. Теперь попробуйте сделать тоже самое только более резким движением… Сколько вы набрали? Только половину? Меньше? Тоже самое и в двигателе. Конечно, в двигателе поршень не останавливается на середине, объем остается прежним, а плотность уменьшается.

Мало воздуха, значит мало топлива. Значит, смеси получится мало. К примеру VTEC-E (с 12 клапанами до 2500 оборотов) мало того что на трассе потребляет 6 литров, так еще и со старта выигрывает у многих соперников, ввиду своей «тяговитости и задушености».

Еще один пример, зима лед, вы застряли. Если вы раскрутите двигатель до максимальных оборотах то не сдвинетесь не с места, наоборот же на низких оборотах сыграет не мощность, а именно момент.

Газораспределительный механизм в цифрах

Я советую либо себе зарисовывать для понимания.
4х тактовый двигатель называется так, потому что полный цикл составляет 4 действия: Впуск, сжатие, воспламенение и выпуск. Коленвал совершает 1 оборот, тоесть 360 градусов. 180 градусов на опускание поршня, 180 градусов на поднятие поршня. Но так как тактов (действий) 4, а не 2 то коленвалу придется повторить цикл. Тоесть полный цикл работы двигателя в 4 такта составляет 2 оборота или 720 градусов.
Распредвал, который делает полный оборот (360) является «схемой» работы впускных и выпускных клапанов и задает очередность работы цилиндров. В нашем случае 1-3-4-2 со стороны шкива. Распредвал крутится в 2 раза медленнее нежели коленвал, 1 градус на распредвале это 2 градуса полного цикла коленвала. Кстати датчик тахометра располагающийся в распределители меряет именно оборот распредвала и путем механического «умножения» на два выводит обороты на консоль.
Если работу двигателя (Впуск, сжатие, воспламенение и выпуск) нарисовать в виде четвертей круга то получится что впускной клапан и выпускной клапан работает только в 1 и 4 четвертях. Но не думайте что клапаны работают только 90 градусов (180 коленвала), ведь клапану нужно время на открытие и закрытие. Поэтому есть дополнительные градусы относительно Нижней Мертвой Точки (НМТ) и Верхней Мертвой Точки (ВМТ) относительно коленвала. Этот угол в пределах 180 — 240 Градусов определяется рабочей поверхностью профиля кулачка.
Угол между центрами кулачков впуска и выпуска называется углом перекрытия, в работе двигателя являющимся продувкой. В последнем 4 такте, выпуск, когда выпускной клапан в процессе закрытия, и отработавшие газ выходят через него, открывается впускной клапан. Тем самым новая смесь уже начинает заходить в цилиндр, а выходящие газы меньше нагревают двигатель, и как бы выходя из цилиндра пытаются через впускной коллектор затянуть новую смесь. Вообще двигатель это большой воздушный насос с кузовом, ваша задача обеспечить оптимальную работу насоса, и как можно эффективней перекачать воздух с меньшим уменьшением ресурса.

Примерные длительности фаз, что для чего

Mike Kojima, приводит пояснение длительностей фаз, которые обычно используется в построение двигателя, градусы приведены для коленвала.

  • 240 градусов, с углом перекрытия 15 — обычное стоковое значение для работы в пределах 700-6500 оборотов, очень экономично.
  • 265 гр, с перекрытием в 30 градусов, работает в диапазоне 4000-7500 оборотов, ХХ нужно поднять до 900RPM, подходит для начального тюнинга и уличных «покатушек».
  • 280 гр, 4500-8000 оборотов, еще проходит экологичные нормы но ХХ уже на 950RPM подходит для гонок по кольцу к примеру.
  • 290 гр, с поднятием около 11мм, обычно такие кулачки ставятся на VTEC. Работа идет на уже на высоких оборотах 5500-8500. ХХ уже 1200 оборотов, экологические нормы уже не проходит и конечно больше предназначены для гонок нежели другие предыдущие примеры.
  • 305 гр, с высоким поднятием около 13мм, работает в диапазоне 7000-9500 оборотов, ХХ на этих кулачках около 1400 RPM. С таким распредвалом уже нужно перерабатывать и ГБЦ, и заменять впускной коллектор, можно работать с поршнями СЖ в 12:1. Имеются кстати варианты в 320 градусов фазы… Но это уже профессиональный спорт.

Лирика:Цель

Я всегда говорю, что вам нужно поставить для себя цель. Что вы хотите получить. От этого все и идет, понимаете что инженеры Honda пытались найти оптимальную работу для среднего пользователя и сделали за 10 лет 150 минимум комбинаций двигателей, с разными поршнями, системами ГРМ, и объемами от 1.2 до 1.7 литра. И не пришли к единому выбору.
Хотите мощность, и большую скорость уходите в верха, будете «жужжать» на 9000 оборотах. Немного доработок и правильная настройка и у вас получится отличный снаряд. Хотите больше машину на каждый день в бюджетном виде, уходите в низы. Хороший момент даст хороший старт, и экономность в городе и на трассе. Двигатели 3-Stage наверное выигрывают и там и там за счет своей системы.

Угол перекрытия

Я несколько раз в статье вставляю одну и туже картинку, вы должны видеть и понимать о чем я пишу.
Угол перекрытия это время при котором оба клапана открыты, физически это угол между осями (центрами) кулачков. Чем меньше угол перекрытия тем лучше низкие обороты и момент. Чем больше угол перекрытия тем лучше верхние обороты и соответственно мощность. Конечно в SOHC системе нельзя настроить угол перекрытия, в отличие от DOHC (двувальной ) системе ГРМ, но есть возможность отрегулировать фазы.

Пример разрезной шестерни Golden Eagle и AEM

Разрезная шестерня [нужно проверить]

Самым дешевым тюнингом является разрезная шестерня. Нужна она для изменения фаз тактов впуска и выпуска. Раньше впуск, верхние обороты поднимутся и увеличится мощность, раньше выпуск и увеличится мощность и тяга на низах. Самое интересное в данной настройке, что в низах ваш мозг уже настроен. Ваш пик по мощности уже настроен для работы до 6600 оборотов, до этого предела двигатель настроен, спустите момент немного ниже и все, машина немного изменит характер.
Конечно если вы меняете сам распредвал, то придется все же настраивать смеси топливные карты.

Смотря на Шкив распредвала, вы увидите что он крутится против часовой стрелки, если относительно него распредвал повернуть по ходу движения то впускные клапана открываются и закрываются раньше что благоприятно сказывается на низах, если же вращать по часовой стрелки распредвал то вы уйдете в высокие обороты то есть в мощность.

DOHC или SOHC?

В SOHC кулачки выпускного и впускного клапанов находятся на одной оси (вале) и естественно неподвижны. Единственное что вы можете сделать это суммарно поменять фазы впуска и выпуска используя разрезную шестерню. Крутим в одну сторону уменьшаем впуск и увеличиваем выпуск, в другую на оборот. Если же вы берет двувальную систему, то у вас есть возможность регулировать фазы как для впуска так и для выпуска. Причем вы можете еще и поменять один из двух распредвалов не меняя настройки его пары. Именно поэтому DOHC в этом плане выигрывает у SOHC систем.

Дополнительные рисунки к сравнению кулачков

Как видите кулачки одинаковы по базе, различаются по высоте C и по базе D

Зато в начале работы видно что B проигрывает а E уже достиг своей максимальной точки

D возможно уже уперся в поршень, да и надежность такой тонкой базы вызывает сомнение. Кулачок C увеличил высоту, и конечно потока пройдет больше, но это полумера.

E продолжает держать максимальную планку почти до конца работы.


Случайная статья узнай что то новое

Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 и CIVIC FERIO (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.

Простое объяснение распределительных и коленчатых валов

Эти два вала неразрывно связаны и являются жизненно важными компонентами любого четырехтактного двигателя. Вот все, что вам нужно знать!

Двигатели, трансмиссии и передача мощности — это сложная группа шестерен, валов и стержней, которые сделали внутреннее сгорание одним из величайших изобретений человечества.С 1876 года эффективность IC претерпела значительные изменения, и многое можно сказать о двух разных типах валов, которые идеально спроектированы, чтобы помочь запустить цикл двигателя и передать крутящий момент, создаваемый сгоранием, по линии передачи на трансмиссию. Это распределительный вал и коленчатый вал соответственно, поэтому давайте перейдем к тому, что они собой представляют и какова их основная роль в трансмиссии автомобиля.

Распредвал

Распределительные валы изготавливаются из чугуна или стали и чаще всего встречаются в головке двигателя, расположенной над цилиндрами.Обычно они встречаются в двух ориентациях:

SOHC (одинарный верхний кулачок)
DOHC (двойной верхний кулачок)

Вдоль вала проходят выступы, которые установлены под разными углами. Эти кулачки расположены таким образом, что при вращении распределительного вала они входят в контакт с коромыслами, которые затем открывают клапаны двигателя. Сами лепестки имеют яйцевидную форму, причем «заостренный» конец контактирует с коромыслами, открывая клапаны в определенные моменты цикла двигателя.Это позволяет воздушно-топливной смеси поступать в цилиндр, а затем выхлопным газам выходить из цилиндра в требуемое время. Сами клапаны подпружинены, а это означает, что после того, как лепесток выполнил свою работу по открытию клапана, он естественным образом закрывается, когда пружина становится несжатой.

На этом CAD-рендере показан распределительный вал и его выступы (зеленые) и их взаимосвязь с коромыслами (красный) и клапанами (серый).

Привод распределительного вала осуществляется через камбелт (или ремень привода ГРМ), который синхронизируется с движением коленчатого вала.Это означает, что время открытия клапанов совпадает с циклом двигателя, что позволяет избежать повреждения клапана или цилиндра из-за рассинхронизации.

В то время как система SOHC имеет распределительный вал, который выполняет движения клапана хода впуска и выпуска, система DOHC имеет два распределительных вала над каждым блоком цилиндров — впускной распределительный вал и выпускной распределительный вал. Таким образом, в рядном четырехцилиндровом двигателе с SOHC в головке двигателя будет просто один распределительный вал. Но в V8 с SOHC всего было бы два распредвала (по одному с каждой стороны от V).

5 МБ

Здесь вы можете увидеть лепестки сдвоенных верхних распределительных валов, открывающих клапаны двигателя на каждом такте.

Самые экстремальные распредвалы имеют форму тех, что используются на Bugatti Veyron.С W16 для поддержания формы Veyron использует четырехкулачковую установку с 64 лепестками. Это позволяет распределительным валам открывать все 64 клапана, которые присутствуют в левиафане двигателя, и спроектированы с максимальными допусками, чтобы силовая установка Bugatti работала правильно.

Коленчатые валы

Красивый коленвал от W16 Veyron

Коленчатые валы обычно изготавливаются из стали и располагаются под цилиндрами и поршнями в блоке цилиндров.Их задача — преобразовать вертикальное движение поршней во вращение, которое передается на маховик, а затем на трансмиссию. Коленчатый вал имеет кривошипные штифты по всей длине, которые выровнены по горизонтали с поршнями, расположенными выше, и образуют «ступенчатую» ориентацию самого вала.

Штифты кривошипа рассчитаны и расположены таким образом, чтобы каждый цилиндр мог перемещаться из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку и обратно, передавая это возвратно-поступательное движение во вращение вала.Соединение между поршнями и шейками кривошипа осуществляется через шатуны, «большие концы» которых соединяются с шатунами кривошипа.

5 МБ

Коленчатый вал от четырехцилиндрового двигателя в действии

Затем вращение коленчатого вала передается на маховик, который находится на конце вала, чтобы уравновесить его в случае нерегулярных импульсов двигателя и завершить преобразование крутящего момента от внутреннего сгорания, происходящего в цилиндрах.

DOHC и коленчатый вал на своих местах

Несмотря на эффективную конструкцию коленчатого вала (которая существовала веками), большая часть потерь мощности двигателя происходит в области коленчатого вала, будь то нагревание, вибрация, шум и трение.Разнонаправленный характер сил, прикладываемых к коленчатому валу от поршней, означает, что искусство балансировки коленчатого вала также может быть чрезвычайно сложным, поэтому инженеры стараются максимально уменьшить длину коленчатого вала. Это большая причина, по которой двигатель V8 заменил конфигурацию двигателя, подобную рядной восьмерке, из-за его относительно небольшой и управляемой установки коленчатого вала, которая предотвращает любое нежелательное изгибание.

Взаимосвязь между распределительным валом и коленчатым валом чрезвычайно важна для интеграции трансмиссии автомобиля и определенно не должна быть недооценена.По сути, они запускают и завершают цикл двигателя — от такта впуска до такта выпуска — поддерживая идеальную гармонию различных механических процессов каждого цикла за счет их ременного соединения. Они могут показаться похожими на обработанные стальные заготовки, но они образуют одно из самых важных партнерских отношений с трансмиссией транспортного средства.

Разница между коленчатым валом и распределительным валом

Сегодня мы узнаем, чем отличается коленчатый вал от распредвала.Мы все слышали эти два слова много раз, но большинство из нас не понимает, как их различить. Это две основные части двигателя внутреннего сгорания, без которых никто не может представить себе поршневой двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания представляет собой комбинацию различных валов и шестерен, работающих вместе для выработки энергии. Эти два вала являются основными частями любого двигателя IC.

Коленчатый вал:

Коленчатый вал — вал, который используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение, которое может передаваться на колеса.Во время рабочего хода поршень перемещается взад и вперед внутри цилиндра двигателя. Этот поршень соединен с коленчатым валом с помощью шатуна. Когда поршень движется вниз, он вращает половину кривошипа, и другое движение вала коленчатого вала происходит во время движения поршня вверх. Это преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение. В четырехтактном двигателе коленчатый вал совершает два оборота за один рабочий такт.

Обычно изготавливается из легированной стали путем ковки. Этот вал постоянно работает при высоких усталостных нагрузках, поэтому он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать эту нагрузку.Он расположен под цилиндрами. Один конец коленчатого вала прикреплен к маховику

.

Распредвал:

Распределительный вал содержит два или более кулачковых узла, которые позволяют двигателю дышать во время всасывания и нагнетания. Когда поршень находится в верхней мертвой точке, впускной клапан должен открываться, что позволяет вливать воздух или воздушно-топливную смесь внутрь цилиндра. Когда поршень заполнен сгоревшим зарядом, выпускной клапан должен открываться, что позволяет вывести отработанный заряд в атмосферу.Открытие этих клапанов в правильное время обеспечивается распределительным валом.

Этот вал обычно изготавливается из чугуна или стали и расположен на верхней стороне цилиндра. Этот вал иногда расположен внизу цилиндра, и движение этого вала передается на клапаны с помощью механизма коромысла.

Основное различие между этими двумя валами можно резюмировать, как показано ниже.

S. No.

Коленчатый вал

Распредвал

1. Обычно изготавливается из легированной стали путем ковки Изготавливается из чугуна или стали методом литья.

2. Этот вал расположен под цилиндром Обычно располагается над цилиндром.
3. Коленчатый вал используется для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение Распределительный вал используется для открытия и закрытия впускного и выпускного клапана в правильное время.

4. Этот вал вращается поршнем. Распредвал вращается ремнем ГРМ, прикрепленным к коленчатому валу.

Речь идет о распределительном и коленчатом валах. Если вы хотите добавить больше отличий, поместите это в поле для комментариев. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт для получения более информативных статей. Спасибо, что прочитали.

Распредвалы и коленчатые валы: что они делают и как работают?

Распредвалы и коленчатые валы — это термины, которые вы, вероятно, слышали, если обсуждали двигатели внутреннего сгорания со своим механиком (или другими автолюбителями).Но что такое распредвал или коленчатый вал и что они делают?

Хотя поначалу это может показаться немного сложным, это не так страшно, когда все разбивается на части.

В этом руководстве мы рассмотрим все, что вам нужно знать о распределительных и коленчатых валах — от того, что они собой представляют, до того, как они работают.

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал — один из важнейших компонентов вашего двигателя.

Коленчатые валы преобразуют линейную мощность поршней в мощность вращения, которую трансмиссия передает на колеса.Он также использует всю эту мощность вращения для активации аксессуаров вашего автомобиля, что делает его одной из самых разнообразных систем распределения энергии в вашем автомобиле.

Проще говоря, коленчатый вал обеспечивает мощность, создаваемую поршнями. Ваш двигатель использует эту мощность для привода змеевика (или цепи), которая прикреплена к передней части двигателя, и этот ремень приводит в движение все ваши аксессуары.

Ремень приводит в движение все, от вашего кондиционера до генератора. Конечно, коленчатый вал также приводит в движение карданный вал двигателя, который передает мощность на колеса через трансмиссию.

Если поршни — рабочие лошадки — коленвал — служба доставки.

Как работает коленчатый вал

Коленчатый вал — один из самых громоздких компонентов двигателя. Это также один из самых простых способов. Именно эта механическая изобретательность делает коленчатый вал современным механическим чудом.

Коленчатый вал состоит из нескольких основных компонентов, обеспечивающих его работу.

Во-первых, это смещенные валы (также известные как шейки шатуна), в которых встречаются шатуны.Эти шатуны соединены непосредственно с поршнем, и, когда коленчатый вал вращается, он толкает эти шейки шатуна вверх и вниз, перемещая при этом поршни.

Кроме того, коленчатый вал имеет шестерню, прикрепленную к переднему концу, и эта шестерня прикрепляется к серпантинному ремню, который приводит в движение все аксессуары вашего двигателя.

Еще одна особенность коленчатого вала — это противовесы. Поршни, движущиеся вверх и вниз, создают большую силу, которая в противном случае заставила бы ваш двигатель перемещаться повсюду.

В то время как опоры двигателя закрепляют ваш двигатель болтами, еще одна вещь, которая удерживает ваш двигатель от слишком большого движения и сохраняет все в равновесии, — это противовесы коленчатого вала.

Это просто более тяжелые части коленчатого вала, которые производитель стратегически разместил, чтобы все было сбалансировано, поскольку коленчатый вал вращается на безумно высоких оборотах.

Что такое распределительный вал?

Прежде чем вы разберетесь, как работает распредвал (и чем он отличается от коленчатого вала), вам нужно сначала понять — что такое распредвал?

Самый простой способ определить функцию распределительного вала — это преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное.Это сбивает с толку? Давайте разберемся.

Коленчатый вал вращается, и это вращение вращает ремень или цепь ГРМ, которая вращает ваш распределительный вал. Это ваше вращательное движение.

Ваш распределительный вал принимает все это вращательное движение и использует его для многократного подъема и опускания впускных и выпускных клапанов двигателя. Это время должно быть точным; Если ваш впускной клапан не открывается, когда это необходимо, не будет воздуха для облегчения зажигания.

Если выпускной клапан не открывается вовремя, все сгоревшее топливо и воздух некуда деваться, что затрудняет попадание нового воздуха в систему.

Может показаться, что это не так уж и много, но ваш распределительный вал — один из самых важных аспектов вашего двигателя. Если вы ищете серьезного повышения производительности, модернизация распределительного вала и настройка — верный способ добиться этого.

Как работает кулачок?

Как и коленчатый вал, распределительный вал — понятие относительно простое для понимания. Но что делают кулачки и, что более важно, что они делают для производительности?

Распределительный вал представляет собой металлический стержень со смещенными выступами.Эти смещенные лепестки упираются в толкатели, прикрепленные к коромыслам.

Поскольку большая часть лепестка толкает толкатель, он поднимает его. Другой конец штока толкает коромысло, которое, в свою очередь, поднимает или опускает соответствующий впускной или выпускной клапан.

Когда нижняя часть лепестка возвращается в исходное положение, толкатель опускается обратно вниз, и цикл повторяется.

Поскольку распределительный вал прикреплен к коленчатому валу через ремень или цепь ГРМ, не имеет значения, насколько быстро или медленно работает двигатель; распределительный вал всегда остается в идеальном ритме.

Это необходимо для того, чтобы все работало бесперебойно, и настройка на этот раз может отрицательно сказаться на характеристиках двигателя.

Рабочие характеристики Распредвалы

Если вы думаете, что между разными распределительными валами нет большой разницы, поскольку все они должны быть в соотношении 1: 2 с коленчатым валом — остановитесь прямо здесь.

Распредвалы

Performance отличаются от обычных распредвалов, и все сводится к ГРМ.

Чем дольше открыты впускные клапаны, тем больше времени у вас есть на нагнетание воздуха в камеру сгорания.Чем больше воздуха вы туда попадете, тем больше силы вы создадите при каждом взрыве.

Вот почему рабочие распредвалы имеют большие кулачки по сравнению со стандартными распредвалами. Однако при замене распредвала необходимо произвести настройку двигателя. В противном случае вы сломаете двигатель, как правило, в течение нескольких минут после его запуска.

Итак, что делает рабочий распределительный вал? Он полностью ремонтирует ваш двигатель и оптимизирует производительность.

Двойные верхние распредвалы (DOHC) и традиционные распредвалы

Одна из особенностей, которыми производители хвастаются, — это двойные верхние кулачки или DOHC.Наиболее значительным преимуществом DOHC является то, что вы получаете два впускных и два выпускных клапана на цилиндр.

Это позволяет двигателям работать на более высоких оборотах, но при этом получать воздух, необходимый для работы. Хотя это наиболее заметное преимущество систем с двумя распределительными валами по сравнению с одним, существуют и потолочные системы только с одним распределительным валом.

Обе системы полностью исключают толкатели, и вместо этого коромысла устанавливаются непосредственно напротив распределительного вала.Это само по себе дает несколько преимуществ и позволяет производителю размещать свечу зажигания в середине камеры сгорания для повышения эффективности.

Системы как с DOHC, так и с одним верхним кулачком (SOHC) работают по одним и тем же принципам, но двигатели с DOHC обычно являются двигателями с более высокими характеристиками.

Единственный реальный недостаток DOHC по сравнению с SOHC состоит в том, что системы DOHC немного менее экономичны и немного дороже в ремонте. Однако, если вашему распредвалу требуется ремонт, он не будет дешевым, независимо от системы, установленной в вашем автомобиле.

Фактически, если вашему распредвалу требуется ремонт, высока вероятность того, что несколько других компонентов будут повреждены, и вам может потребоваться новый двигатель.

Распределительный вал и коленчатый вал: настоящая разница

Одно из самых значительных различий между распределительным валом и коленчатым валом — это форма. Распредвалы длинные и узкие, со смещенными лепестками по всей длине.

Коленчатые валы, напротив, большие и громоздкие. Хотя они в основном круглые по своей природе, они имеют смещенные монтажные площадки для шатуна, что делает их коренастыми и громоздкими в работе.

Конечно, дело не только в том, как они выглядят, это два совершенно разных компонента, которые выполняют совершенно разные функции. Не менее важно сломать цель коленчатого и распределительного валов.

В то время как коленчатый вал является инструментом для подачи энергии, распределительный вал — это ритм, который заставляет все работать, когда это необходимо. Оба они имеют решающее значение для работы двигателя, но это совершенно разные компоненты.

Удивительная хореография между коленчатым валом и распределительным валом

Хотя есть масса вещей, которые можно сломать, глядя на распредвалы vs.коленчатые валы, есть интересное соотношение, которое обеспечивает бесперебойную работу.

Цепь ГРМ (или ремень) соединяет коленчатый вал с распределительным валом, и распределительный вал всегда будет вращаться в соотношении 1: 2 с коленчатым валом.

Когда вы это разбираете, в этом есть смысл. Четырехтактные двигатели имеют четыре ступени — впускной клапан открывается на одной ступени, а выпускной клапан открывается на другой. На последних двух этапах оба клапана остаются закрытыми.

Но за каждый оборот распределительного вала вы открываете и впускной, и выпускной клапаны по одному разу.Благодаря тому, что частота вращения коленчатого вала составляет половину скорости, все остается в идеальном состоянии.

Слишком быстро или слишком медленно, и время будет полностью нарушено, и ваш автомобиль никогда не выедет из проезжей части.

Распредвалы и коленчатые валы: чем больше вы знаете

Ищете ли вы лучший ответ на часто задаваемый вопрос о том, что такое распределительный вал или коленчатый вал, или вы пытаетесь лучше понять, как работает волшебная машина на вашей подъездной дорожке — понимание различий между распределительным валом а коленвал жизненно необходим.

Обе они выполняют уникальные и важные функции для вашего двигателя, и хотя новички часто путают их, между ними не так много общего.

Теперь, когда вы хорошо разбираетесь в механических основах, взгляните на некоторые другие наши руководства, в которых подробно рассматриваются общие автомобильные компоненты.

Понравилось то, что вы здесь прочитали, или есть вопросы? Оставьте комментарий ниже, мы будем рады услышать от вас!

Коленчатый вал и распредвал: определенное руководство

В этой статье вы узнаете о различиях между кривошипом и распределительным валом.

Хотите узнать о разнице между коленчатым валом и распределительным валом? Вы попали в нужное место.

Посмотрите это ниже.

Что такое коленчатый вал?

Коленчатый вал преобразует силу движения поршней вверх и вниз во вращающую силу для движения вашего автомобиля.

Коленчатый вал преобразует силу движения поршней вверх и вниз во вращающую силу для движения вашего автомобиля.

Коленчатый вал или кривошип преобразует силу движения поршней вверх и вниз во вращающую силу для движения вашего автомобиля. Поршни прикреплены к коленчатому валу. Они создают сжатие внутри цилиндров, когда топливо впрыскивается, а затем воспламеняется.Энергия, вырабатываемая в цилиндрах поршнями, заставляет цилиндр вращать коленчатый вал, который, в свою очередь, обеспечивает мощность для движения вашего автомобиля. Когда все работает без сбоев, вы получаете производительность, на которую рассчитан ваш двигатель. Производители используют сложную систему датчиков для контроля работы двигателя.

Датчики

отправляют электронный сигнал на бортовой компьютер, иногда называемый ECM (электронный модуль управления), где данные анализируются и реагируют на эти данные, чтобы определить, что двигатель должен делать, чтобы продолжать работать так, как он был разработан.

Что такое распредвал?

Коленчатый вал передает мощность, создаваемую в цилиндрах, на мощность вращения, чтобы обеспечить крутящий момент двигателю.

Коленчатый вал передает мощность, создаваемую в цилиндрах, на энергию вращения, чтобы обеспечить крутящий момент двигателю.

Распределительный вал представляет собой прямой, обычно стальной, шток с небольшими выступами распределительного вала овальной формы, которые позволяют подпружиненным клапанам в верхней части каждого цилиндра открываться и закрываться. Подпружиненный означает, что клапаны спроектированы так, чтобы оставаться в закрытом положении до тех пор, пока выступ распределительного вала не откроет клапан, надавив на него.Распределительный вал устроен так, что он синхронизируется с вращением коленчатого вала для обеспечения мощности. Производители двигателей разрабатывают двигатели с двумя различными конфигурациями: с одним верхним распредвалом SOHC или с двумя верхними распределительными валами DOHC. Большинство, если не все, автомобили сегодня используют то же самое.

Раньше был третий вариант — конфигурация распредвала и толкателя. Сегодня двигатели настолько сложны и экономичны, что конфигурация распредвала и толкателя может быть только в специализированных двигателях.В этой статье речь пойдет о конфигурации верхнего распредвала.

Что делает распредвал?

Распределительный вал позволяет правильным клапанам открываться и закрываться в нужное время в каждом цилиндре. Эта функция известна как порядок стрельбы. Распределительный вал контролирует порядок зажигания. Существует только одна правильная последовательность в порядке зажигания цилиндров, чтобы двигатель передавал крутящий момент на коленчатый вал, который приводит в действие трансмиссию.

Распределительный вал работает вместе с коленчатым валом, чтобы обеспечить срабатывание цилиндров только в одном конкретном порядке, основанном на технических характеристиках двигателя.Такт впуска открывает впускной клапан, позволяя топливу и воздуху попасть в цилиндр. Он закрывает как впускной, так и выпускной клапаны при такте сжатия и рабочем ходе, а затем открывает выпускной клапан на такте выпуска. Хотя у дизельных двигателей нет свечей зажигания, распределительный вал выполняет ту же функцию: открывать и закрывать клапаны для подачи энергии. Двигатель внутреннего сгорания прошел долгий путь от старого двигателя 20-го века, сделанного из стали и железа. Конфигурация распределительного вала и толкателя периодически нуждалась в регулировке клапана для обеспечения надлежащего зазора клапана.У двигателей не было таких жестких допусков, как сегодня. Алюминий, сталь более высокого качества и другие материалы помогают распределительному валу и коленчатому валу обеспечивать плавную и экономичную езду.

Что делает коленчатый вал?

Коленчатый вал передает мощность, создаваемую в цилиндрах, на энергию вращения, чтобы обеспечить крутящий момент двигателю. Затем энергия, генерируемая в цилиндрах, толкает поршень вниз, что поворачивает коленчатый вал, который обеспечивает усилия, необходимые для работы трансмиссии.Работает одновременно с кулачком. Коленчатый вал использует цепь привода ГРМ, прикрепленную к распределительному валу в верхней части двигателя, которая обеспечивает мощность.

Вот краткая аналогия. Коленчатый вал может быть похож на сердце, а распределительный вал похож на мышцы, которые позволяют сердечным клапанам открываться и закрываться, чтобы кровь могла течь. Оба должны работать правильно, чтобы ваша анатомия сохраняла здоровье.

Если распределительный вал поврежден, вероятно, автомобиль будет работать только ограниченное время, но автомобиль будет работать плохо, если вообще будет.С другой стороны, если коленчатый вал поврежден, вероятно, придется заменить двигатель. Если двигатель не может обеспечить крутящий момент для привода трансмиссии, он не будет двигаться. На этом рисунке показан базовый двигатель с двумя верхними кулачками вверху и внизу коленчатого вала. Обратите внимание, что диаметр распредвала намного меньше диаметра коленвала. Распределительный вал не такой прочный, как коленчатый вал, потому что распредвал управляет тонкими клапанами. Коленчатый вал работает от силы огромных поршней.

Разница между коленвалом и распредвалом

Распределительный вал и коленчатый вал работают вместе, чтобы привести двигатель в действие. Распределительный вал управляет клапанами, которые позволяют поршню заставлять коленчатый вал вращаться, что обеспечивает передачу мощности. Цепь привода ГРМ прикрепляла коленчатый вал к распределительному валу в передней части двигателя.

Ключевое различие между распределительным валом и коленчатым валом заключается в том, что распределительный вал регулирует поток топлива и мощность, а коленчатый вал преобразует энергию для поступательного движения.Распределительный вал обеспечивает правильную работу клапанов. Коленчатый вал обеспечивает мощность для управления автомобилем. Оба должны работать вместе, чтобы машина работала так, как задумано. Один важнее другого? Не совсем.

Главное отличие в том, что если у вас поврежден кривошип, вы не можете управлять автомобилем. Поврежденный коленчатый вал бывает редко. Обычно это означает время для нового двигателя. Вы можете управлять автомобилем с поврежденным кулачком, но это не рекомендуется. Скорее всего, вы рискуете еще больше повредить двигатель.

Подробнее: Высокое давление масла: значение, причины, симптомы и руководство по устранению.

Бензиновый двигатель | Британника

Бензиновый двигатель, любой из класса двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой. Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, малые грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные установки среднего размера, осветительные установки и т. станки и электроинструменты.Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих ручных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки.

V-образный двигатель

Поперечный разрез V-образного двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана.В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых двигателей и роторных двигателей. В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями.Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и, таким образом, выполнять работу.

бензиновые двигатели

Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.

Британская энциклопедия, Inc.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневому типу. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа работают по четырехтактному или двухтактному циклу.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Британская энциклопедия, Inc.

Четырехтактный цикл

Из различных методов восстановления мощности процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня. Во время такта выпуска восходящий поршень выталкивает отработавшие продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня — впуска, сжатия, мощности и выпуска — и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания: четырехтактный цикл

Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.

Британская энциклопедия, Inc.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Недостатком четырехтактного цикла является то, что завершается только половина тактов мощности, чем в двухтактном цикле (см. Ниже), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданном рабочем режиме. скорость.Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и повторную загрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

Распредвал против коленчатого вала — чем они отличаются?

Хорошо известно, что транспортное средство — это большая сумма крошечных движущихся частей. Эти части движутся по-разному, но все же согласованно, чтобы помочь вам перейти из точки А в точку Б. Инициирование движения начинается в двигателе. Двигатель содержит такие детали, как корпус, клапаны, поршни и рассматриваемый объект, коленчатые и распределительные валы.Разница между распределительным валом и коленчатым валом значительна, поскольку эти два компонента различаются по форме и функциям.

Распредвал и коленчатый вал являются механическими компонентами двигателей внутреннего сгорания. Еще одна общая черта этих двух компонентов заключается в том, что различные компоненты или надстройки на валах известны как шейки. Начнем с расшифровки — распредвал vs коленчатый вал.

Распределительный вал против коленчатого вала

  • Расположение: Распределительный вал находится в верхней части двигателя.Он находится в верхней части камеры сгорания. Однако коленчатый вал находится в нижней части двигателя. Поршни цилиндра будут опираться на коленчатый вал.
  • Близость: коленчатый вал соединен с серией поршней через шатун. Распределительный вал находится в области, близкой к клапанам, и находится в непосредственном контакте с ними.
  • Движение: распределительный вал способен преобразовывать вращательное движение в возвратно-поступательное. Однако коленчатый вал может преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное движение.Следовательно, движение обоих компонентов противоположно друг другу.
  • Форма: Распределительный вал имеет овальную или яйцевидную форму. Коленчатые валы крупнее и не имеют определенной формы, как распредвал.
  • Функция: распределительный вал работает в механизме, который открывает и закрывает клапан камеры сжатия. Движение коленчатого вала требуется для движения маховика.

Распределительный вал: конструкция и детали

Конструкция распределительного вала в основном состоит из длинного стержня с несколькими распределительными валами, установленными по длине стержня.Важно отметить, что распредвал — это шток. Шток, который также называют валом, содержит несколько «кулачков». Вал содержит несколько компонентов, известных как шейки. Передний конец распределительного вала — это датчик положения кулачка. Основная задача этого датчика — обнаруживать любое изменение угла кулачка; он определяет угол поворота кулачка и инициирует движение в цилиндре. Движение в цилиндре происходит из цикла сгорания.

Каждый кулачок содержит головку, которая находится на кончике яйцевидного устройства.При этом нижняя и более закругленная часть — это пятка. В этом случае выступ — это часть кулачка, контактирующая с клапаном.

Кроме того, область рядом с датчиком положения распределительного вала называется осевым усилием. Тяга будет удерживать вал на месте, пока двигатель работает.

Функции распределительного вала

Соединение между распределительным валом и клапаном происходит в верхней части цилиндра. Здесь находится кулачок, который будет соединен с клапаном.Клапан, который имеет головку и шток, также содержит пружину в области штока. Головка выступает в открытую камеру сгорания и периодически перемещается в нее. Кулачок постоянно вращается во время движения автомобиля. При этом повороте выступ распределительного вала давит на пружину. Сжатие пружины открывает клапан, и, таким образом, топливо может входить и выходить.

Вышеупомянутое возвратно-поступательное движение — это движение клапана, которое поднимается и опускается во время вращения кулачка.

Поскольку распределительный вал соединен с клапаном, он также влияет на движение камеры сжатия. Каждая камера сгорания имеет два клапана; в каждой камере будет по два распредвала.

Распределительный вал является элементом теплового двигателя внутреннего сгорания. Этот ДВС работает по принципу преобразования химической энергии в тепловую. Химическая энергия — это топливо, хранящееся в баке; тепло от камеры сгорания помогает толкать поршни и цилиндр в движение. Цель движения будет более подробно описана, когда мы будем говорить о функции коленчатого вала.

Распределительный вал является неотъемлемой частью двигателя и играет активную роль в цикле сгорания. Цикл сгорания — это процесс, который в значительной степени способствует движению транспортного средства, процесс преобразования топлива в энергию посредством ряда этапов. Распределительный вал задействован как на первом, так и на последнем этапе.

Первый шаг, известный как такт впуска, требует, чтобы клапаны были открыты. Следовательно, распредвал находится в движении в этом такте. Клапаны открываются, пропуская топливо в камеру сгорания.Топливо в газообразной форме; смесь, попадающая в камеру сгорания, содержит как воздух, так и топливо. Поршень, расположенный ближе к нижнему концу камеры, будет двигаться вверх. Таким образом, давление внутри камеры уменьшится.

При уменьшении объема камеры и повышении давления топливо готово к воспламенению и через свечу зажигания, находящуюся в камере. Этот процесс создает большое количество тепла; температура камеры может достигать примерно 138–250 градусов по Цельсию.Средняя пиковая температура составляет 248 градусов по Цельсию.

После возгорания топливно-воздушная смесь сгорает; оставшийся газ будет состоять из оксида азота. Этот оксид азота образуется из кислорода и азота, присутствующих в топливовоздушной смеси. Таким образом, газы будут удаляться из камеры через выпускной клапан. Это последний штрих или этап цикла; он известен как ход выпуска.

Положение и движение распределительного вала могут сильно влиять на движение автомобиля.Расположение кулачков гарантирует, что время открытия и закрытия клапанов также будет правильным. Благодаря этому автомобиль сможет плавно двигаться и на более высоких оборотах.

Типы распределительных валов

Распределительные валы различаются в зависимости от количества клапанов, с которыми они контактируют. Есть два типа:

  1. Одиночный верхний распредвал: Известно, что этот тип распредвала открывает и закрывает клапаны, используя только один кулачок. Этот распределительный вал идеально подходит для автомобилей, которые могут работать с меньшим количеством клапанов.Он также будет обеспечивать меньший крутящий момент и меньшую мощность.
  2. Двойной верхний распредвал: для сдвоенных верхних распределительных валов требуется один кулачок для открытия клапанов, а другой — для их закрытия. Этот тип распределительного вала лучше подходит для автомобилей, которым требуется более высокая мощность и максимальный крутящий момент. Двигатель с этим распределительным валом может вместить больше клапанов.

Вы можете прочитать это: Что такое SOHC и DOHC?

Коленчатый вал: конструкция и конструкция

Коленчатый вал — это более крупное устройство, на которое опираются цилиндры двигателя.Он изготовлен из расплавленного чугуна, который подвергается тщательной полировке, чтобы снизить трение. Коленчатый вал имеет неправильную форму или, в некоторых случаях, «синусоидальную». Как упоминалось ранее, вал имеет цапфы. По сути, шейки — это части вала, которые вращаются внутри подшипника. Они бывают двух типов.

Первый — это шейки шатуна. Это часть, которая будет видеть соединение с шатунами, а затем с поршнями.Другой тип — шейки коренных подшипников. Они присутствуют ближе к оси вращения или, другими словами, к валу. Распространенная фраза, которую обычно используют, — это слово «шатуны». Это относится к шатунным шейкам. Не говоря уже об этих определениях, следующим пунктом будет упоминание компонентов, присутствующих в передней (передней) и задней (задней) части коленчатого вала.

Передняя часть называется носом. Он содержит зубчатую передачу, соединенную с несколькими другими компонентами, такими как шкив, клапанный механизм и другие.

Основной рассматриваемый компонент — это маховик. Он присутствует в задней части, также известной как фланец. Функция этого маховика имеет решающее значение для движения автомобиля.

Коленчатые валы могут непрерывно перемещаться во время эксплуатации автомобиля. Поэтому важно убедиться, что между цапфами нет трения. По этой причине коленчатый вал имеет специальный канал для прохождения масла; смазке подвергается весь стержень.Путь включает серию отверстий, чтобы добраться до каждого журнала.

Функционирование коленчатого вала

Основная функция коленчатого вала — помочь маховику начать вращение. Однако маховику требуется вращательное движение, чтобы начать свое движение, исходящее от поршней бывает возвратно-поступательным или линейным. Следовательно, коленчатые валы будут двигаться во время цикла сгорания. Коленчатый вал работает в направлении создания необходимого вращательного движения для маховика.

Вращательное движение маховика обеспечивает более плавную передачу мощности от двигателя к машине.Маховик работает на основе сохранения углового момента. Этот принцип позволяет двигателю накапливать энергию и использовать ее в своей работе. Маховик также помогает предотвратить износ двигателя, особенно коленчатого вала, из-за создаваемой инерции.

Короче говоря, маховик предназначен для уменьшения потенциальных колебаний скорости двигателя, когда он работает в течение цикла сгорания.

Чтобы коленчатый вал работал лучше, производитель использует альтернативный метод.Этот метод заключается в придании твердому железному блоку традиционной формы коленчатого вала. Этот тип коленчатого вала используется в гоночных автомобилях или автомобилях, изготовленных на заказ.

Среди всех компонентов двигателя коленчатый вал является наиболее нестабильным. Это связано с тем, что эта область испытывает наибольшие потери энергии из-за рассеивания тепла, трения и даже того знакомого шума шлифования. Причина этой нестабильности — неловкие движения поршней. Поэтому коленчатый вал за годы претерпел несколько изменений.

Изменения и модификации коленчатого вала

  • Двигатели V8: В настоящее время в моде двигатели V8. V обозначает ориентацию цилиндров; пара цилиндров расположена под углом 45 градусов друг к другу. Такая конфигурация помогает сбалансировать коленчатый вал. Коленчатый вал в этом случае будет небольшим и легко управляемым.
  • Коленчатый вал Stroker: Следующее изменение было замечено в продолжительности хода цикла сгорания. Этот тип коленчатого вала известен как коленчатый вал с ходовым механизмом.Радиус кривошипа регулирует ход, который создает движущую силу двигателя. Радиус относится к расстоянию между коренными шейками и шейками шатуна. Увеличение этого радиуса позволит получить два преимущества. Первое преимущество — это больший объем цилиндров. Следовательно, каждый удар будет производить больше энергии. Во-вторых, из-за большей емкости цилиндра продолжительность каждого хода будет больше.
    • Таким образом, в новых моделях автомобилей все чаще устанавливаются строкеры коленчатого вала.Однако следует иметь в виду, что этот тип коленчатого вала будет испытывать большее смещение в поршнях. По этой причине длина шатунов также уменьшилась.
  • Коленчатый вал со смещением: Однако существует более экономичный метод реализации того же принципа, что и для коленчатого вала с ходовым механизмом. Это возможно за счет установки смещенных коленвалов. Цапфы этих коленчатых валов шлифуются под определенным углом. В результате центр шейки смещается от центра коленчатого вала.Это вызывает увеличение радиуса кривошипа, что автоматически и безопасно увеличивает продолжительность хода.

Заключение

При всем вышесказанном, важно найти соединение между распредвалом и коленчатым валом в двигателе. Это соединение видно через цепь, известную как цепь или ремень ГРМ. Эта цепь похожа на велосипедную цепь, удерживающую вместе шестерни цикла. Таким образом, вращение распределительного вала вызывает движение коленчатого вала.

В целом коленчатый вал совершает большее движение по сравнению с распределительным валом. Соотношение количества движений коленчатого вала и распределительного вала составляет 2: 1. То есть на каждый оборот распределительного вала коленчатый вал совершает два оборота.

Таким образом, два очень разных компонента двигателя успешно координируются для создания движения.

ОБЪЯСНЕНИЕ РАЗНИЦЫ МЕЖДУ КОЛЕНВАЛОМ И РАСПРЕДВАЛОМ !!

Коленчатые валы:

Коленчатый вал — это компонент двигателя, который преобразует линейное (возвратно-поступательное) движение поршня во вращательное движение.Коленчатый вал является основным вращающимся элементом двигателя и обычно изготавливается из высокопрочного чугуна.

Все основные компоненты двигателя, такие как поршень, шатун и т. Д., Поддерживаются этим валом.

Конструкция коленчатого вала:

Коленчатый вал — это то же самое, что и эксцентрик, за исключением того, что диаметр эксцентрика намного меньше диаметра самого вала. Длина коленчатого вала в основном зависит от количества цилиндров, имеющихся в двигателе. Порядок зажигания также учитывается при проектировании коленчатого вала.

Расположение: Коленчатый вал находится в картере. На коленчатом валу установлены шатуны и поршни. Коленчатый вал опирается на подшипники, которые со временем изнашиваются. Подшипники поддерживают коленчатый вал, а также штоки, соединяющие поршни с коленчатым валом.

Приложения: Фактически это часть двигателя, где имеется мощность, и эта мощность передается в форме крутящего момента на сцепление и, следовательно, на коробку передач и колеса.Основная функция заключается в преобразовании движения гильзы поршня в полезное вращательное движение.

Распредвалы:

Распределительный вал — это часть двигателя, которая отвечает за открытие и закрытие выпускных и впускных клапанов. Во время работы двигатели должны выдыхать выхлопные газы и забирать свежий воздух (заряд) для следующего цикла. Все эти процессы должны происходить в определенное время по отношению друг к другу. Эти процессы регулируются по времени посредством открытия и закрытия клапанов и срабатывания топливных насосов с помощью исполнительного механизма, который приводится в действие движением коленчатого вала.Здесь изображен распредвал. Коленчатый вал через ременную или цепную передачу приводит в движение распределительный вал, на котором установлены кулачки впускного, выпускного и топливного насосов для каждого блока, когда коленчатый вал вращает его, в свою очередь, вращает распределительный вал, который точно приводит в действие клапан и топливные насосы.

Конструкция распределительных валов:

Распределительный вал представляет собой длинную штангу с яйцевидными выступами эксцентрика, по одному лепестку на каждый клапан и топливную форсунку.

Взаимосвязь между вращением распределительного вала и вращением коленчатого вала имеет решающее значение.Поскольку клапаны регулируют поток всасываемых и выхлопных газов топливно-воздушной смеси, они должны открываться и закрываться в соответствующее время во время хода поршня. По этой причине распределительный вал соединен с коленчатым валом либо напрямую, через зубчатый механизм, либо косвенно через ремень или цепь, называемую ремнем ГРМ или цепью ГРМ.

Расположение: В зависимости от расположения распределительного вала кулачок управляет клапанами либо напрямую, либо через соединение толкателей и коромысел.Прямое управление включает более простой механизм и приводит к меньшему количеству отказов, но требует, чтобы распределительный вал располагался в верхней части цилиндров.

Применения: Этот вал получает мощность от коленчатого вала (1: 2) и управляет клапанами двигателя через кулачковый и следящий механизм (обычно грибовидный толкатель используется для уменьшения трения ч / б кулачка и толкателя).