Что делает распределительный вал?

Распределительный вал имеет решающее значение для основной функции двигателя. Распределительный вал, состоящий из двух отдельных частей, кулачков и вала, является элементом, который позволяет клапанам открываться. Когда вал вращается, яйцевидные кулачки (или «лепестки») открывают клапаны синхронно с шестерней коленчатого вала.

Идентификация распределительного вала

В современных двигателях с верхним расположением распредвала (OHC) распределительный вал расположен в головке блока цилиндров. Двигатели с одним верхним распредвалом (SOHC) имеют по одному распредвалу на ряд, обычно устанавливаемом между штоками клапанов. Коромысел передают движение SOHC на клапаны. Двигатели с двойным OHC (DOHC) имеют по два кулачка на ряд, обычно непосредственно над штоками клапанов, один для впускных клапанов и один для выпускных клапанов. Усилие передается непосредственно на клапан. Двигатель i4 (четырехцилиндровый) SOHC имеет один распределительный вал, а двигатель V6 или V8 SOHC — два. Двигатель i4 DOHC имеет два распределительных вала, а двигатель V6 или V8 DOHC имеет четыре распределительных вала. Двигатели с верхним расположением распредвала имеют от трех до пяти клапанов на цилиндр, но обычно два впускных клапана и два выпускных клапана.

Старые двигатели и несколько более новых двигателей с толкателем имеют один распределительный вал в блоке цилиндров. Длинные металлические толкатели передают движение распределительного вала на коромысла, которые передают это движение на клапаны. Двигатели с толкателем обычно имеют два или три клапана на цилиндр, обычно один впускной клапан и один выпускной клапан.

Типичный распределительный вал фрезеруется из литой стальной заготовки грубой штамповки. Некоторые рабочие и нестандартные распредвалы могут быть вырезаны из цельного стального блока.

Как работают распределительные валы

При вращении распределительного вала кулачки кулачка перемещаются вверх и вниз. В двигателях DOHC каждое вращение заставляет один лепесток кулачка толкать клапан вниз, открывая его в цилиндр. Точно так же в двигателях с SOHC и толкателями кулачок давит на коромысла (или толкатели, затем коромысла), открывая клапан. По мере того, как кулачок вращается дальше, пружина клапана толкает клапан обратно вверх, закрывая его.

Распределительный вал обычно соединяется с коленчатым валом с помощью зубчатой ​​цепи или зубчатого ремня. В некоторых двигателях с толкателями также могут использоваться газораспределительные механизмы. Шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, что позволяет ей вращаться со скоростью, вдвое меньшей скорости коленчатого вала. Распределительный вал имеет четыре различных такта:впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

Обычные распределительные валы изготавливаются в соответствии с типичными рабочими характеристиками и могут повышать крейсерскую эффективность на шоссе или мощность на низких оборотах. Точно так же «подъем» клапана относится к высоте лепестка по отношению к центру вала, которая определяет, насколько далеко открывается клапан. На фиксированных распредвалах это не регулируется, но есть обстоятельства, при которых двигатель мог бы «дышать» лучше, если бы только клапана могли открываться чуть больше. Кроме того, фиксированный распределительный вал может открывать впускной клапан за 10 ° до ВМТ (ВМТ) и закрывать его за 5 ° после нижней мертвой точки (НМТ), а выпускной клапан открывать за 15 ° до нижней мертвой точки (ВМТ) и закрывать его за 5 ° до ВМТ. Это называется продолжительностью открытия клапана. Это работает хорошо в среднем но не преуспевает ни в одной дорожной ситуации.

Специализированные функции распределительного вала

Время важно. Клапаны должны открываться и закрываться через определенные промежутки времени в зависимости от положения цилиндра. Например, когда цилиндр № 1 приближается к верхней мертвой точке (ВМТ) на такте выпуска, распределительный вал открывает впускные клапаны и закрывает выпускные клапаны. В то же время цилиндр № 3 может достигать ВМТ на такте сжатия, поэтому распределительный вал оставит эти клапаны закрытыми.

Распределительные валы, оснащенные системой изменения фаз газораспределения (VVT), используют гидравлические приводы для перемещения. или замедлить фазы газораспределения в зависимости от угла поворота коленчатого вала. VVT обеспечивает высокоскоростную эффективность или низкоскоростную мощность.

Используя специальные распределительные валы с регулируемым подъемом клапана (VVL) и управляемые компьютером соленоиды или гидравлические приводы, ECM может выбирать между двумя подъемом клапана. варианты, в зависимости от требований водителя.

На автомобилях с непосредственным впрыском топлива, некоторых дизельных двигателях и большинстве бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топливный насос высокого давления (HPFP) приводится в движение кулачком на одном из распределительных валов.

Распространенные проблемы с распределительным валом

Поскольку распределительный вал представляет собой цельный стальной компонент, он не подвержен износу или поломке. В большинстве двигателей другие детали изнашиваются раньше распределительного вала. Тем не менее, есть несколько распространенных проблем с распределительным валом, которые могут возникнуть.

• Изношенные лепестки кулачка (также называемые «вытертыми» или «выпоротыми») относятся к изношенным кулачкам кулачка. Изношенные кулачки не открывают клапаны так, как предполагалось, что приводит к снижению производительности двигателя и пропуску зажигания в цилиндрах. Если это повлияет на ТНВД, недостаточное давление топлива приведет к увеличению выбросов и случайным пропускам зажигания.
• Изношенные подъемники не относятся к исключительной проблеме распределительного вала, но могут приводиться в действие распределительным валом. Изношенный толкатель не поднимает клапан так, как предполагалось, если вообще поднимает, и обычно слышен грохот или постукивание по крышке клапана.
• Сломанный распределительный вал относится к катастрофическому отказу распределительного вала. Это может быть производственный дефект или быть вызвано заеданием распределительного вала. В двигателях с толкателями сломанный распределительный вал может значительно повредить шатуны, блок цилиндров, поршни или коленчатый вал. В интерференционных двигателях сломанный распределительный вал может повредить головку блока цилиндров, клапаны или поршни.

Все три из этих проблем вызваны отсутствием надлежащего обслуживания двигателя. Предотвратите проблемы с распределительным валом, регулярно меняя моторное масло на качественное масло, придерживаясь рекомендаций производителя относительно интервала замены масла, типа масла и вязкости масла, а также избегая перегрева двигателя.