Распредвал и его функции.
Принцип работы распределительного вала. Рассмотрим поподробнее.
Распределительный вал или в сокращении распредвал — является одним из основных составляющих газораспределительного механизма. Выглядит как длинный вал с выступами, так называемыми «кулачками» по всей своей длине и занимает очень важное место в работе двигателя. Именно благодаря ему происходит формирование характера вашего мотора.
Теперь рассмотрим поподробнее:
Распределительный вал служит синхронизатором тактов работы двигателя, выполняет функцию своевременного закрытия и конечно открытия выпускных и впускных клапанов. Как же ему это удается? Мы уже упоминали ранее о «кулачках» расположенных на распредвале, они и продавливают клапан, нажимая на его толкатель. После этого «кулачек» продолжая вращение, высвобождает толкатель, и он закрывается под мощным давлением пружинки клапана.
Стоит упомянуть, что сверху на пружине устанавливается тарелка пружины клапана и фиксируется специальным фиксатором, а сверху устанавливается толкатель.
Распредвалов не бывает мало, скажет обыватель. Тут мы внесем ясность. Действительно в вашем автомобиле может быть установлен как один, два, так и четыре распредвала. Все зависит от конструкции, а вследствие и стоимости автомобиля.
Рассмотрим на примере распространенного в Москве и Московской области автомобиля BMW X6. Модификация xDrive 50i мотор N63B44A с объемом двигателя 4,4 литра и 408 л.с. Мотор V-образный с двумя головками блока цилиндров, установлено:
И еще:8 поршней, по 4 в каждой головке.
32 клапана из которых 16 на впуск и 16 на выпуск
2 впускных распредвала с 1 по 4 и с 5 по 8 цилиндр
2 выпускных распредвала с 1 по 4 и с 5 по 8 цилиндр
Внушительно, не правда ли? Это означает, что конструкция мотора прямым образом влияет на его содержание. Чем мощнее и тяговитее мотор, тем сложнее его устройство. Тем большего ухода и контроля он потребует от своего владельца.
Распределительный вал вращается коленвалом при помощи ременной или цепной передачи. Рабочий процесс осуществляется в головке блока цилиндров, как с применением подшипников, так и без них.
Все о распределительном вале (видео):
Как делают распредвал (видео):
Замена распредвалов на Шкода Суперб 1.8Т (видео):
Распределительный вал
Привет всем. Кто не читал Распредвал часть 1 читать обязательно, для тех, кто читал, рекомендую освежить, а уж потом приступать к продолжению.
Недавно побывал на этапе Чемпионата Европы по драг рейсингу. Честно скажу, был сильно впечатлен. Причин на то было несколько. Первая – количество зрителей меня поразило (очень много), на фоне кольцевых гонок, где только знакомые, друзья, родственники, то здесь тысячи людей.
Вот Вам пример некоторых тех. тонкостей
Внимательно посмотрите на выпускной коллектор, помните, о чем мы говорили раньше, здесь очень сильный пик мощности, хорошо это или плохо, все зависит от многих других примененных решений, но машина едет 8.3 секунды – быстро это или медленно?
Или вот, классический вариант выпускного коллектора, рассчитанный на 2 импульс. Здесь мощность» размазана», меньше пик, но шире диапазон влияния выпускного коллектора.
Но эта машина интересна не выпуском, а впуском. Все гениальное до элементарности просто. Свободный впуск или индивидуальная заслонка (дроссель) на каждый цилиндр. На 8 цилиндровом моторе индивидуальные дросселя менее эффективны чем хорошо сделанный ресивер и эта разница значительная. Здесь же, для стабилизации потока, у каждого дросселя как бы свой ресивер. Поэтому на фото это не раннеры, как бы, открытые индивидуальные ресиверы.
Ну что, теперь вернемся непосредственно к распредвалам. В предыдущей части мы рассмотрели 7 основных событий, происходящих в двигателе внутреннего сгорания. Для того чтобы лучше понять работу распредвалов необходимо научится их читать. Для этого предлагаю посмотреть на следующую картинку:
Здесь отлично видно, что и когда происходит. Теперь уберем цилиндры и рассмотрим подробно диаграмму распредвалов.
1. Duration — полная фаза открытия клапана. Как вы заметили на диаграмме 2 вида полной фазы. 270* — многие любители именно этой цифрой оперируют. Это значение в реальности нам НИЧЕГО НЕ ГОВОРИТ.Название advertised duration или running timing (seat-to-seat timing)– Что это? Во времена войны между производителями распредвалов (в 50-60 годах) seat-to-seat timing метод стал популярным, как один из путей продвижения, рекламирования своей продукции. Поэтому этот метод часто называется advertised duration или по-русски – рекламируемая полная фаза. Многие знают такое правило, что больше значит лучше, вот они и дали вам эти значения больше и все.
Раньше энтузиасты тюнинга хорошо разбирались в фазировании (cam timing) т.е. момент открытия, закрытия впускного и выпускного вала. Метод очень простой и очень правильный. Обозначается так 24-60/60-24 – впускной клапан открывается 24* перед ВМТ (BTDC), закрывается 60* после НМТ (ABDC). Выпускной клапан открывается 60* перед НМТ (BBDC) и закрывается 24* после ВМТ (ATDC). Это называется фазирование распредвала.
Advertised duration метод внес много путаницы. Точную фазу очень сложно определить, к примеру разница между гидро и жестким толкателем составляет 10-15 градусов. Поэтому был введен новый способ обозначения 0.05 inch. Многие сразу заметили, что этот метод более удобный и точный. Если возьмем типичный уличный (4 клапана) мотор с степенью сжатия 10.5, с тюниговым впуском и выпуском то наиболее подходящих вал должен иметь полную фазу при 0.05 in duration — 215-230 градусов с гидрокомпенсаторами, и 230-240* с жесткими толкателем.
2. Lobe separation angle (LSA)— общий развал кулачков. Часто еще называют Lobe Center Angle (LCA)
3. ICA — Intake center angle или Intake Centerline– момент максимального подъема впускного клапана
4. ECA — Exhaust center angle или Exhaust Centerline— – момент максимального подъема выпускного клапана
Если ICA реально показывает момент в градусах после ВМТ когда максимальный подьем клапана (кулачка), или ECA – перед ВМТ, то Lobe Center Angle LCA (LSA) немного сложнее, он высчитывается по формуле: LSA=(ICL+ECL)/2
Сори, просьба подскажите как при использовании программы буква Зю писать твердый знак (у меня нет русской клавиатуры) советы типа купи русскую оставьте при себе
Далее:
— EVO – открытие выпускного клапана
— IVO – открытие впускного клапана
— EVC – закрытие выпускного клапана
— IVC – закрытие впускного клапана
— OverLap– перекрытие, момент, когда впускной и выпускной клапана открыты.Overlap = IVO+EVC
Чтобы хорошо прочувствовать работу распредвалов, вы должны всегда держать в голове выше приведенную диаграмму, схему – ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО (держите ее под рукой в начале)
Я вам напишу формулы, но имея перед глазами схему вы всегда сами все сделаете. Вот основные: — ICL = (Intake duration/2) – IVO,
— ECL = (Exhaust duration/2) – EVC, или ECA=(2*LCA)-ICA
— LSA – (ICA+ECA)/2
— overlap = IVO+EVC, или ((InDur + ExDur)/4-LSA)*2
Для чего это надо знать всякие ICA, ECA, LSA? Если вы внимательно посмотрите на диаграмму, то увидите, что эти значения не изменяются в зависимости от метода измерения полной фазы при 0.05 inch или advertised seat-to-seat duration. И, следовательно, если Вы с ними подружитесь, то у вас не будет проблем с пониманием.
В распредвалах еще есть такое понятие как подъем клапана (Cam lift). Сам по себе подъем никоим образом не влияет на мощность, так как при подъёме клапана на 25% от его диаметра, воздуха больше не поступит (при очень большом подъёме только ухудшится).
Зачем же тогда спортивные машины используют большой подъём кулачка? Ответ прост – увеличивается скорость подъёма и не более.
Также существуют распредвалы с более агрессивной формой кулачка (к примеру, Cran’s cam) У них также более интенсивно происходит подъём.
Теперь вы понимаете, что просто значения полной фазы advertise duration не дают нам информацию о распредвале. Даже если мы не говорим о самом главном – моментах открытия и закрытия клапанов (их фазы), полная фаза также не корректна – зависит от подъёма, формы кулачка, вида толкателя (а их много видов и типов).
Ну вот, теперь мы можем перейти к самому интересному, как подобрать, от чего зависит распредвал т.к. мы теперь можем разговаривать на одном языке.
Предлагаю посмотреть на стандартную спецификацию распредвала, в данном случае для мотора Дюратек 2.0 Форд
Рекомендации производителя — hot street — dirt track, и все, да широкое понятие.
Как вы заметили они указывают для рекламы advertised duration 280/273, но и естественно необходимую информацию для понимания и правильной установки.
Что важно здесь смотреть:
полную фазу впускного клапана при подьеме 1 мм – 242* (в данном случае не 0.05 inch, так часто делают, Европейские производители при 1 мм), далее нам необходимо для полной картины ICA, ECA и в принципе этого достаточно, все остальное можно и самому посчитать, но у них великолепная карта, где и так все указано timimg @1.mm – 11-52/42-10. Осталось высчитать Lobe separation angle (LSA) — общий развал кулачков —
Да вал очень прикольный, мне кажется не удачный в том варианте как они предлагают установить. По их спецификации получается, что необходимо иметь степень сжатия как минимум 12.5 (ну в принципе стандартная FIA разрешенная для ралли, гонок) хорошую систему впуска, и выпуска. Короче если вы просто установите эти валы на ваш мотор (сток) дюратек, то особо вас это не порадует.
Да все-таки правило «БОЛЬШЕ ЭТО ЛУЧШЕ» работает, но только в рекламе, а не в постройке хорошего мотора и подборе распредвалов. Я понимаю, все слышали, видели, что спортсмены используют валы с полной (рекламной) фазой под 300, а некоторые и 320 (если 2 клапана на цилиндр, то фаза должна быть на 19* шире), но спортивные моторы совсем другие и задачи у них также иные.
Главное, что влияет на полную фазу (не рекламную) этоконечно ход поршня и степень сжатия, а уж потом обороты двигателя и совсем немного диаметр цилиндра.
— больше ход поршня (stroke) – шире полная фаза (duration)
— выше степень сжатия — шире полная фаза (duration)
— выше обороты двигателя — шире полная фаза (duration)
Если мы начнем дальше делать наш мотор дюратек 2.0 , как помните из первой части мы не собирались трогать сам мотор (его блок) т.е. степень сжатия 10.8 остается, то нам для этих целей, пик мощности при 7200 оборотов, подходит впускной распредвал с полной фазой при открытие клапана 0.05 дюйма – 236 градусов. В принципе этот вал от фирмы CAT CAMS duration 242 @0.05 нам по этим параметрам подходит (там потери будут минимальны) да еще и возможность в последствии поднять обороты. Но что же не так, почему не будет при такой установлено (как написано в спецификации) ощутимого прироста мощности?
Теперь пришло время все суммировать, то что было в 1 части и здесь. Как я уже писал в двигателе 7 процессов, событий, которые связаны между собой. Эффективность этих процессов зависит от фразировки распредвалов, а именно от (EVO, EVC, IVO, IVC) открытие и закрытие клапанов, а за это отвечает распредвал (распредвалы).
EVC и IVO не так важны по раздельности, но вот вместе даже очень (особенно закрытие выпускного клапана EVC exhast valve cloused) — Overlap – перекрытие (оба клапана открыты).Важность момента закрытия выпускного клапана составляет около 50% от важности закрытия впускного клапана. IVC– наиболее критичный момент отвечающий за наполнение цилиндров, ПРОЦЕСС 2 — ВПУСК (УТРАМБОВКА/) (INTAKE RAMMING) или как меня удачно поправили – дозярадка. Ну и как следствие влияет и на ПРОЦЕСС 3 — СЖАТИЕ.
Эти 7 процессов описаны в предыдущем посте, поэтому не буду повторятся о важности и рассмотрим на примерах именно влияние фазирования распредвалов.
Есть такое понятие тюнинг валов, не говоря уже о всевозможных VCT Variable Cam Timing (Изменяемые фазы газораспределения) или Ti-VCT на двух распредвалах. На моторах форд такие системы применяются (это название именно ФОРД системы), применялись на моторах Zetec 2.0 L – выпускной распредвал, на форд СТ 170 также такая система была, но на впускном распредвале, на форд пума использовалась. Система Ti-VCT используется на современных моторах Форд. Но вот дюратек к сожалению, нет. Но это не беда. В этом вам может помочь разрезная шестерня (но можно при желании и без нее)
Давайте опустим техническую часть, это вам сможет сделать любой нормальный автомеханик, но вот, как и куда двигать они не все знают.
На небольших гоночных моторах 1.6 — 2.0 литра с хорошими клапанами и правильно сделанными каналами наиболее оптимальным (дает самый большой средний spread разброс мощности) — являетсяLSA 102* градуса. Впускной клапан закрывается достаточно рано, уменьшая при этом intake reversion, выталкивание поступающего воздушного заряда в процессе 2, когда поршень идет вверх.
Поэтому цилиндр будет наполнятся лучше в среднем диапазоне мощности и как следствие – увеличение мощности. Также будет увеличено перекрытие (overlap), в связке с хорошим потенциалом поступающего воздуха (система впуска, головка блока цилиндров) и при правильно настроенной системе выпуска, которая обеспечит хороший инерционный момент отработанных газов, поможет в свою очередь наполняемости цилиндров на высоких оборотах.
Конечно, более позднее закрытие выпускного клапана создаст проблемы на низких оборотах, потому что выходящие газы имеют в этом диапазоне мало инерции, они не создадут разряжения и поэтому начнут наоборот поступать обратно в камеру сгорания. Эти горячие газы займут много места, ограничив поступление тем самым свежего заряда топливо воздушной смеси и естественно уменьшат мощность и ухудшат холостой ход.
Если для вас это проблема, к примеру машина не только для гонок, то сделайте LSA скажем 105* градусов и ситуация значительно улучшится.
Бывает часто и такая ситуация, когда у вас сделаны очень хорошо (может даже слишком) да еще и в сочетании с хорошо спроектированным выпускным коллектором, всей системой выпуска, может случится другая проблема. На высоких оборотах система выпуска может over scavenge – перепродуть (см. процесс в 1 части), она не только создаст разряжение, помогающее очистить, вытянуть отработанные газы, но еще и потянет за собой и свежепоступающий заряд. До определенного уровня это нормально, в гоночном моторе скажем для драг рейсинга, где экономия топлива неважна, но скажем при подготовке мотора для много часовых гонок этот момент нельзя упускать. Бывает даже так, что может и мощность понизится, больше лучше говорите, опять правило не работает.
Решением может быть:
— более широкий LSA
— или выпускной кулечек с меньшей полной фазой
— или с меньшим подъёмом
Если вы планируете выступать в гоночном классе где есть ограничения по системе впуска (сток впуск, заслонка, рестриктор), по доработке впускного и выпускного каналов, распредвал с более широким LSA работает лучше. Маленькая дроссельная заслонка, впускные ранеры, каналы обеспечат высокую скорость поступающего воздуха во впускном тракте, что улучшит средний диапазон мощности (улучшив наполняемость цилиндров на средних оборотах). Высокая скорость — это значит и большая инерция не допустит реверса поступающего свежего заряда в момент когда поршень идет вверх (ПРОЦЕСС 2 — ВПУСК (УТРАМБОВКА) (INTAKE RAMMING). Но т.к. мы расширим LSA впускной клапан будет закрываться позже, то на высоких оборотах даст больше времени для наполнения цилиндров свежим зарядом воздуха. Со стороны выпуска, открытие выпускного клапана раньше, даст цилиндрам больше времени для выталкивания отработанных газов через тонкие выпускные каналы, раннеры коллектора. Следовательно меньше мощности мотора будет использовано для выталкивания газов после того, как клапан открывается на такте выпуска.
Просуммируем выше сказанное. Более узкий LSA — общий развал кулачков помогает улучшить средний диапазон мощности, но если слишком увлечься этим, то можно ухудшить верхний диапазон из-за перепродувки, а на низких оборотах и холостом ходе будут ухудшения из-за exhaust reversion.
Если мы посмотрим на эту ситуацию со стороны характеристик каналов, ели у нас впуск и выпуск ограничены, то неплохо работает более широкий угол развала кулачков LSA. Если у нас все сделано по феншую (во какое слово по-русски выучил) то средний угол(LSA около 104-106 для гоночного мотора, 108-110 для дорожного двигателя). Однако, на двигателе с хорошим потоком на впуске, но достаточно средним на выпуске лучше будет узкий угол.Как вы помните, наиболее важный момент это – закрытие впускного клапана.
Опережение и запаздывание распредвалов (cam advance and retard)
Вот здесь уже начинается самое интересное…
Не ребята, сори у нас уже наступило утро, пора и закруглятся. Если будет у вас желание, то продолжение будет. Надеюсь не сильно все так сложно. Дайте знать, писать продолжение или нет? Как там это делается, галочка нравится
П.С также необходимо рассмотреть как влияет настройка распредвалов на детонацию, температуру выпускных газов. Как правильно настроить, подобрать распредвал в зависимости от степени сжатия, вида топлива – это все очень важно для получения реально высоких мощностей с литра (100-150 и выше) конечно с атмо мотора. На турбо немного другой принцип настройки и подбора распредвалов
Распредвал часть 3
Автор: Владимир Шарандин
Кулачки анфас и в профиль — журнал За рулем
КЛУБ
Автолюбителей
КУЛАЧКИ АНФАС И В ПРОФИЛЬ
Два года назад журнал рассказал о «резвом» распредвале для «москвичей» с уфимскими моторами (ЗР, 1995, № 4). Этот новый кулачковый вал заметно улучшает характеристики двигателя, в чем убедились многие читатели, ставшие клиентами фирмы-изготовителя «Мастер-Мотор». Вернуться к теме распредвалов побудили многочисленные письма автомобилистов, заинтересовавшихся новинкой. Наш корреспондент Антон ЧУЙКИН беседует с Анатолием РОЖКОВЫМ, разработчиком «резвых» валов и главным конструктором «Мастер-Мотора».
— Анатолий Павлович, какие цели вы преследуете, проектируя новый распредвал для старого (по конструкции) мотора?
— Задача — поднять кривую крутящего момента в области наиболее используемых рабочих режимов двигателя. Говоря проще, приблизить характеристики автомобиля к… троллейбусным. Это легкое троганье, уверенное движение при минимальных оборотах коленвала, хорошая приемистость и тяговитость.
— К слову, именно этим вы и соблазнили наших читателей. Автор одного письма — владелец «сорок первого» — отмечал, что с «резвым валом» его «Москвич» легче тянет груженый прицеп, по дороге на дачу переключать передачи можно значительно реже — машина уверенно берет подъемы на четвертой и даже пятой…
— Особенно внимательно мы относимся к «низам», то есть к частотам вращения коленвала от 1000 до 3500 об/мин, где и стремимся добиться наибольшего роста крутящего момента. В то же время стараемся не снизить мощность, хотя максимальное ее значение, как правило, представляет для обычного водителя только теоретический интерес — кто же ездит, держа стрелку тахометра за 5000 об/мин? А ведь максимальную мощность двигатель развивает, как правило, только в этом режиме. Впрочем, для спортсменов мы можем изготовить валы, прибавляющие именно мощность.
Чтобы получить желаемые результаты, мы выбираем оптимальные подъемы кулачков и их взаимное расположение на валу. Эта задача не слишком проста, достаточно упомянуть об ограничениях: кулачки и детали привода клапанов не должны испытывать контактные напряжения выше допустимых, рычаг (коромысло, толкатель) не должен отрываться от поверхности кулачка, клапанные пружины желательно не изменять, и т.д., и т.п.
Приведу интересный пример, иллюстрирующий разные подходы к проектированию распредвалов. Казалось бы, ясно, что впускные и выпускные клапаны должны работать по-разному — тем не менее на всех серийных двигателях ВАЗ и УЗАМ все кулачки на распределительном вале одинаковые (двигатели модернизированной «Нивы» VAZ 21213 и «Оки» не в счет — их валы проектировал ваш собеседник). На наших валах (и на некоторых «иномарочных») кулачки всегда разные.
— В чем же состоит ваш метод проектирования кулачков?
— В основе любой методики проектирования профиля (грубо говоря, формы кулачка) лежит своя теория расчета.
Раньше, когда под рукой не было точной вычислительной техники, способы расчета кулачка были, по сегодняшним меркам, простые. Широко использовали так называемый кулачок Курца — его профиль можно было рассчитать вручную. Естественно, он был далек от идеала.
Американцы придумали «полидайн» — кулачок, профиль которого описан полиномом (многочленом) высокой степени. Есть патент на профиль, в основе которого лежит ряд Фурье.
Меня к проектированию кулачков подвел известный лет 15–20 назад дефект «жигулевского» распредвала, страдавшего быстрым износом. Одна из причин была в негладкости профиля кулачка; моя задача — создать кулачок абсолютно гладкий, с плавным профилем, без резких переходов от одного участка к другому.
Вкратце скажу, что проектирование профиля «моего» кулачка начинается с его четвертой производной. Если она является гладкой кривой (а выбрать таковую в наших силах) — то и сам кулачок будет плавным и гладким «от природы».
— Выходит, новый профиль избавил «жигулевский» распредвал от ненормально быстрого износа?
— Да, в основном, хотя об этом широко не известно. Напомню — на рубеже 70-80-х годов вал для автомобилей ВАЗ стал лучшим подарком автолюбителю — дефицит этих деталей был страшный, а служили они очень недолго.
Кулачки первых двигателей закаливали ТВЧ, затем распредвал стали азотировать, наконец, применили отбел кулачков переплавом. Однако почему-то никто всерьез не рассматривал кинематику привода клапана, а между тем именно в ней была, считаю, причина всех бед. Изменение технологии только обнажило скрытый дефект.
Я в ту пору работал инженером на
ВАЗе и распредвалом, честно говоря, занялся случайно, как хобби. Анализ профиля кулачка показал, что на его вершине есть притупление, которое плохо влияет на работу всего механизма. Тщательные натурные исследования, эксперименты с тензометром и датчиком виброускорений тоже показали, что при прохождении вершины кулачка по рычагу привода клапана в механизме возникает повышенная вибрация, провоцирующая быстрый износ.
Оказывается, в профиле кулачка таилась ошибка. Разработчик (фирма ФИАТ) «разрезал» кулачок по оси, проходящей через вершину, раздвинул половинки и вставил в промежуток кусок цилиндра протяженностью три градуса, слегка его загладив (рис. 1). Очевидно, целью было увеличение «времени-сечения» открытия клапанов и лучшее наполнение цилиндра рабочей смесью. Такие решения известны на тихоходных судовых двигателях, но здесь прием сыграл злую шутку — «кусочный» профиль в быстроходном механизме приводил к возникновению ударных нагрузок и, естественно, сокращал жизнь валу и рокерам.
В 1983 году кулачки стали делать с новым профилем, разработанным по описанному выше методу (авторское свидетельство № 1237778), и проблема «жигулевского» вала стала отступать (рис. 2). Тогда, при первом опыте внедрения такого профиля, подъем кулачка и фазы газораспределения были оставлены без изменений — стремились только повысить долговечность. Но потом стало интересно, как вообще влияет профиль на показатели двигателя, и я стал проектировать новые валы, чтобы улучшить характеристики моторов…
— И что же сейчас можете предложить автолюбителям?
— Фирма «Мастер-Мотор» делает целую гамму распредвалов для двигателей УЗАМ любого рабочего объема — от 1,5 до 2 л. Что они дают, видно по графикам на рис. 3, а. Здесь в качестве базового взят двигатель УЗАМ-3317 (рабочий объем 1,7 л), но подобная картина будет и на других моторах. Для УЗАМ мы предлагаем в первую очередь варианты, улучшающие характеристики при низких оборотах. Надо учитывать, что уфимские моторы не слишком любят, когда их «раскручивают» — хотя бы потому, что у них недостаточно уравновешенный коленвал. Не стоит выводить двигатель на предельные режимы.
Почти все валы требуют несколько измененных коромысел, поэтому при их замене приходится демонтировать головку блока цилиндров. Единственный вал, работающий с серийным коромыслом, хоть и проще установить, но получите вы меньший эффект — примерно 3/4 от того, что дают другие.
— А как насчет «жигулевских» моторов?
— Есть валы и для двигателей 21011, 2103, 2106. «Действие» одного из новых валов, например, в двигателе 2106 показано на рис. 3, б. Кстати, именно этот вал очень хорошо подходит к мотору 21213.
— Как же так, ведь на этом двигателе установлен изначально «ваш» распредвал?..
—…спроектированный больше 10 лет назад! Теперь я могу предложить нечто лучшее. Нынешний увеличивает крутящий момент на небольших оборотах; с таким двигателем езда спокойнее и приятнее.
Есть и другие валы для моторов 21213 и 2130 (1,7 и 1,8 л), увеличивающие крутящий момент на всех режимах. Однако при установке таких деталей, чтобы обеспечить больший ход клапана, надо зенковать рабочие фаски седел клапанов, что требует специального оборудования и квалификации.
— Последний вопрос — традиционный: каковы перспективы?
— Занимаемся моторами 2108 — им большая тяговитость на малых оборотах была бы очень кстати. Наработки есть, но пока они не увидели свет. Пробуем силы на ЗМЗ-402.
Кроме того, работаем над микропроцессорным зажиганием — правда, пока только для моторов УЗАМ. Эта новая система со специально подобранной характеристикой очень хорошо дополняет наши валы. Правда, сбыт разработок вызывает некоторые опасения — АЗЛК стоит уже давно, надеяться приходится на «Ижмаш», ВАЗ, ГАЗ. Судя по первым откликам клиентов, усилия наши востребованы и работаем мы не зря.
Рис. 1. Профили кулачков распредвала VAZ 2101 с эпюрами кривизны: а — исходный ФИАТ; б — ФИАТ без цилиндрического участка на вершине; в — новый профиль, разработанный А. Рожковым.
Рис. 2. Рекламации по износу кулачков «жигулевского» распредвала (на 1000 автомобилей в гарантийный период). После внедрения нового профиля летом 1983 года претензии пошли на убыль.
Рис. 3. Внешние скоростные характеристики двигателей УЗАМ (слева) и VAZ 2106. Черные линии — серийный вариант, цветные — с различными распредвалами «Мастер-Мотор».
НАША СПРАВКА. По многочисленным просьбам читателей публикуем заводские характеристики серийных двигателей Уфимского моторного производственного объединения. Обратите внимание на их обозначения: двигатель 412 имеет рабочий объем не 1,5, а 1,6 л — это новая модель со старым индексом. Двухлитровому мотору присвоено обозначение 248.
Распределительный вал
В двигателе внутреннего сгорания распределительный вал (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 распределительного вала:
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.
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 «встречей» между ним и поршнем. Это противоречие и пытаются всеми силами решить инженеры.
Типы распределительных валов:
«Классический» распределительный вал
Данный распределительный вал приводит в действие впускные и выпускные клапаны
Впускной распределительный вал
Если используются два распределительных вала, то впускной распределительный вал приводит в действие исключительно только впускные клапаны. Для обеспечения максимального наполнения ход кулачка впускного распределительного вала, как правило, больше хода выпускного распределительного вала.
Выпускной распределительный вал
Аналогично впускному распределительному валу выпускной распределительный вал приводит в действие выпускные клапаны. Часто уменьшенный ход кулачка по сравнению с впускным распределительным валом объясняется более высокой разностью давлений на выпуске с целью отвода сгоревших газов.
Комбинированный распределительный вал
3 кулачка для систем впрыска PLD:
-впускной кулачок
-выпускной кулачок
-кулачок для привода насосного узла или насос-форсунок
Так же распределительные валы различаются по расположению в двигателе
Верхнее расположение распределительного вала
У верхних распределительных валов клапаны открываются непосредственно кулачками или через тарельчатые толкатели, коромысла или балансиры.
Нижнее расположение распределительного вала
При нижнем расположении распределительных валов, толкатели и штанги толкателей передают ход распределительного вала на коромысла. Коромысла открывают клапаны, преодолевая усилие пружин клапанов.
1) пружина клапана
2) клапан
3) коромысло клапана
4) штанга толкателя
5) толкатель клапана
6) распределительный вал
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».
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».
Всё про распредвал (распределительный вал). Распредвалы
Доброго времени суток, уважаемые автолюбители! Давайте мы с вами вместе попробуем разложить по полкам, в буквальном смысле слова, устройство одной из важных составляющих газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя — распределительный вал.
Устройство распредвала
Распредвал выполняет далеко не последнюю функцию в работе двигателя автомобиля – он синхронизирует впуск и выпуск тактов работы двигателя.
В зависимости от типа двигателя, ГРМ может быть с нижним расположением клапанов (), так и с верхним расположением клапанов (в ).
В современном моторостроении предпочтение отдаётся верхнему расположению ГРМ. Это позволяет упростить процесс обслуживания, регулировки и , благодаря простоте доступа к деталям ГРМ.
Конструктивно распредвал связан с коленвалом двигателя. Это соединение осуществляется посредством ремня или цепи. Ремень или цепь распредвала надета на шкив распредвала и звездочку коленвала. Привод распределительного вала осуществляется за счет .
Наиболее эффективным считается шкив распредвала — , который применяется для с целью увеличения мощностных характеристик двигателя.
На головке блока цилиндров расположены подшипники, в которых вращаются опорные шейки распредвала. В случае ремонта для крепления опорных шеек используются ремонтные вкладыши распредвала.
Осевой люфт распредвала предотвращают фиксаторы распредвала. По оси распределительного вала выполняется сквозное отверстие. Через него осуществляется смазка трущихся поверхностей деталей. С задней стороны это отверстие закрывает заглушка распредвала.
Кулачки распредвала – важнейшая составная часть. Их количество соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Именно кулачки и выполняют основное назначение распредвала – регулировка фаз газораспределения двигателя и .
Каждый клапан имеет свой, индивидуальный кулачок, который его и открывает, «набегая» на толкатель. Когда кулачок сходит с толкателя, под действием мощной возвратной пружины клапан закрывается.
Кулачки распредвала располагаются между опорными шейками. Два кулачка: впускной и выпускной на каждый цилиндр. Кроме того, на вал крепится шестерня для привода прерывателя-распределителя и масляного насоса. Плюс эксцентрик для приведения в действие топливного насоса.
Газораспределительная фаза распредвала подбирается опытным путём, и зависит от конструкции впускных и выпускных клапанов и числа оборотов двигателя. Производители для каждой модели двигателя указывают фазы распредвала в виде диаграмм или таблиц.
На опорах распредвалов устанавливается крышка распредвала. Передняя крышка распредвала – общая. В ней установлены упорные фланцы, входящие в проточки в шейках распредвалов.
Основные детали ГРМ
- Клапаны : впускные и выпускные. Клапан состоит из стержня и тарельчатой плоскости. Седла клапанов являются вставными для простоты их замены. Головка впускного клапана по диаметру больше, чем выпускного.
- Коромысло служит для передачи усилия клапану от штанги. В коротком плече коромысла существует винт для регулировки теплового зазора.
- Штанга предназначена для передачи усилия от толкателя к коромыслу. Одним концом штанга упирается в толкатель, а другим — в регулировочный болт коромысла.
Принцип работы распредвала
Распредвал находится в развале блока цилиндров. С помощью зубчатой или цепной передачи распредвал приводится в действие от коленчатого вала.
Вращение распределительного вала обеспечивает воздействие кулачков на работу впускного и выпускного клапанов. Это происходит в строгом соответствии с фазами газораспределения и .
Для правильной установки фаз газораспределения существуют установочные метки, расположенные на распределительных шестернях или на приводном шкиве. С этой же целью кривошипы коленвала и кулачки распредвала должны быть в строго определенном положении, относительно друг друга.
Благодаря установке, производимой по меткам, соблюдается последовательность чередования тактов – порядок работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров зависит от их расположения и конструктивных особенностей коленвала и распредвала.
Рабочий цикл двигателя
Период, когда впускной и выпускной клапаны в каждом цилиндре должны открыться один раз — это и есть рабочий цикл двигателя. Он осуществляется за 2 оборота коленвала. В это время распредвал должен сделать один оборот. Именно для этого и имеет в два раза больше зубьев.
Количество распредвалов в двигателе
Эта величина, как правило, зависит от . Двигатели с рядной конфигурацией и одной парой клапанов на цилиндр имеют один распредвал. Если на цилиндр предусмотрено 4-е клапана, то два распредвала.
Оппозитные и V-образные двигатели имеют один распредвал в развале, либо два, по одному распредвалу в каждой головке блока. Существуют также исключения, связанные с конструктивными особенностями модели двигателя. (например, рядное – один распредвал при 4-х клапанах на цилиндр, как у Мицубиси Лансер 4G18).
Современный рынок предлагает потребителю разные двигатели с разными системами изменения фаз газораспределения. Наиболее характерные из них:
VTEC – технологическая разработка компании Honda. Регулировка фаз происходит посредством использования для регулируемого клапана 2 кулачков.
VVT-i — от фирмы Toyota. Регулировка фаз производится поворотом распредвала относительно его приводной звёздочки.
Valvetronic — технологическая разработка компани BMW. Регулировка высоты подъёма клапанов происходит за счёт изменения положения оси вращения коромысел.
Успехов вам в изучении устройства двигателя своего автомобиля.
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.
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.
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.
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.
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
Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.
На большинство вопросов вам может помочь сообщество
Распредвал впускает рабочую смесь в двигатель и выпускает отработавшие газы. Распредвалы отличаются высотой кулачка, его профилем (он может быть острым, круглым или «квадратным»), и фазой открытия клапана. В стандартном моторе ВАЗ с 16 клапанами распредвал открывает клапаны на 7.6 мм на впуске, и столько же на выпуске. Фаза открытия клапанов 256 градусов. Такие распредвалы дают на моторе объёмом 1.5 литра мощность в 91 лошадиную силу.Фаза открытия достаточно большая, но подъём расчитан на тягу с низких оборотов. На заводе уделили больше внимания городской езде, и максимальная мощность и скорость стандартного автомобиля искуственно ограничена в угоду неспешной езде и стоянию в пробках. 16 клапанный мотор имеет огромный скрытый потенциал для увеличения мощности, высота подъёма клапана может доходить до 14 мм, почти в 2 раза больше, чем на стандартном. Увеличение кулачков распредвала не только увеличивает мощность, но и максимальную скорость. «Так что же сделать, что бы увеличить мощность мотора до 100, 150 л/с?»- спросит нетерпеливый автотюнер. Ну для начала нужно увеличивать подъём и фазы на распределительном валу. Широкими фазами увлекаться не стоит, чем шире фазы на распредвалу, тем хуже тяга на низких оборотах. А вот подъём клапана, размер клапана, и форма кулачка распредвала дают существенную прибавку мощности и максимальных оборотов двигателя.
Интересную систему применили японцы компании Honda на моторах VTEC. На маленьких оборотах клапан открывает маленький кулачок распредвала, а на больших очень большой. Таким образом на малых оборотах у вас мотор тяговитый, как у трактора, а на больших оборотах как ракета. Такая схема газораспределения является идельной.
Обратите внимание: маленький кулачок имеет круглую форму, большой — «квадратную», для наибольшего впуска.
Немного об устройстве моторов Формулы 1:
Но с обычной компоновкой мотора обороты тоже можно значительно повысить, максимально до 9000-11000 об/мин, что обеспечивает неплохую мощность. Увеличение фазы открытия клапана иногда значительно превышает 300 градусов, то есть клапан открыт и на соседних тактах работы мотора. Нужно ли говорить что такой мотор на малых оборотах не может работать и используется только на максимальных режимах. Так что к подбору фазы открытия клапана нужно подходить разумно, подбирая его для каждого вида спорта или любительской езды, отдельно.
Широкая фаза на распредвалу
атмосферных двигателей нужна не только для того, что бы максимально наполнить цилиндры воздухом, и быстрее выпустить отработавшие газы. Когда фаза впуска и фаза выпуска достаточно большие, они накладываются друг на друга, это называется перекрытием клапанов. То есть фаза выпуска ещё не завершена, а уже открывается впускной клапан.
На стандартном распредвале перекрытия почти нет, это обеспечивает хорошую тягу на низких оборотах. На высокофорсированных моторах перекрытие достигает несколько десятков градусов. Это нужно для того, что бы использовать инерцию вылетающих отработавших газов для заполнения цилиндров свежей смесью. Дело в том, что в конце такта выпуска выхлопные газы со скоростью звука «комом» двигаются по выпускным трубам, создавая эффект поршня, и давление в выпускном коллекторе в определённый момент падает ниже атмосферного. Вот в этот момент и нужно открыть впускной клапан, что бы свежая рабочая смесь заполнила цилиндр. Этот эффект достигается только на высоких оборотах, а на низких оборотах перекрытие клапанов абсолютно бесполезно, даже снижает мощность двигателя.
Распредвал для турбо моторов
отличается от спортивных атмосферных распредвалов. На турбо моторе задача стоит так же — наполнить цилиндры как можно большим количеством рабочей смеси, и быстрее выпустить отработавшие газы. На высокофорсированных турбированных двигателях подъём и размер клапана должны обеспечивать проходимость большого количества газов с минимальными усилиями. А с фазами, и перекрытием дела обстоят несколько иначе, чем на атмосферных двигателях.
Как мы уже знаем, перекрытие клапанов на атмо моторе даёт эффект продувки цилиндров, в то время как на турбо моторе наполнение происходит с помощью буста. И если применять распредвалы от «бодрого атмосферника» с широкой фазой, например 316 градусов , то при перекрытии впускного и выпускного клапанов происходит падение эффективности буста, на низких и средних оборотах, и появляется большая «турбояма» . Буст начинает работать только в зоне высоких оборотов, и рост мощности не эластичен, а пикообразен.
Поэтому на турбо моторах применяют распредвалы с небольшим перекрытием , как на стандартном моторе, рекомендуемая фаза 280 градусов . Подъём и размер клапана желательно использовать максимально-возможные для используемой ГБЦ. Естественно каналы ГБЦ не должны быть уже по проходимости воздуха, чем полностью открытый клапан.
Часто возникает вопрос: какая взаимосвязь между широкой фазой распредвалов и большим перекрытием? Ведь можно на широкофазных валах выставить маленькое перекрытие?
Ответ: если на валах с широкими фазами выставить нулевое перекрытие такта 4-выпуск и такта 1-впуск , тогда придёться нарушить работу такта 2-сжатие и такта 3-рабочий ход , которые будут проходить с открытыми клапанами. Это уменьшает КПД двигателя, и его мощность.
Спортивный распредвал. Тюнинговые распредвалы с особыми характеристиками
Распределительный вал определяет скорость подъема и продолжительность открывания клапанов двигателя. Именно распредвал формирует характер мотора и определяет где мотор будет выдавать максимальную тягу – внизу, наверху или посередине. Именно поэтому замена распредвалов является одним из самых популярных видов тюнинга, уступая разве что чип-тюнингу.
Как правило, характеристики распредвалов на автомобиле, предназначенном для городской езды, сделаны усредненными. При таких характеристиках тяга во всем диапазоне оборотов делается максимально ровной, чтобы на автомобиле было удобно передвигаться и в городе, и на трассе. То есть машина предсказуемо равномерно разгоняется и со светофора и при обгоне со скорости, например, 60 километров час.
Использование спортивных распредвалов позволяет «сместить» тягу ближе к низким или наоборот высоким оборотам. Для использования в городе лучше подходят так называемые «низовые распредвалы», для спорта – «верховые».
Спортивный распредвал позволяет подавать необходимое количество топливо-воздушной смеси в цилиндр посредством увеличения высоты подъема клапанов. Также тюнинговые кулачки плавной формы отодвигают границу появления детонации (в простонародии – стук пальцев).
Чем меньшую высоту подъема клапана обеспечивает распредвал, тем лучше тяга в нижнем диапазоне оборотов. И наоборот – чем больше высота подъема клапанов, тем выше тяга на высоких оборотах. Визуально «верховой» распредвал можно определить по более узким и острым кулачкам, а «низовой» распредвал — по широким и низким.
При установке тюнинговых распредвалов следует помнить, что валы не столько увеличивают мощность двигателя, сколько распределяют ее по зонам оборотов. То есть если установить «низовой» вал, ухудшится тяга на верхах и, соответственно, наоборот. После установки тюнингового распределительного вала необходимо отрегулировать клапаны.
Тюнинговые распределительные валы устанавливают не только любители автоспорта и активной езды, но и простые автовладельцы, желающие изменить характер двигателя своего автомобиля.
Как делается распределительный вал »NAPA Know How Blog
Двигатель — это сложная часть оборудования. Есть сотни движущихся частей, которые все должны работать вместе в скоординированных усилиях, чтобы функционировать правильно. Одним из ключевых компонентов для управления этим усилием является распределительный вал. Этот компонент, который иногда называют «отбойником» или «кулачком», сообщает клапанам, когда открывать и закрывать, а также управляет распределителем (или сообщает компьютеру, когда запускать в приложениях EFI). В двигателях GDI (с прямым впрыском) кулачок также управляет механическим топливным насосом высокого давления, поэтому достаточно сказать, что кулачок имеет решающее значение для работы двигателя.
Со временем распредвал изнашивается или выходит из строя, что требует замены. Для высокопроизводительных приложений замена кулачка может заменить малопроизводительный двигатель запасным и превратить его в огнедышащего монстра. Процесс создания этого важного компонента довольно уникален, поэтому мы посетили предприятие Comp Cams в Мемфисе, штат Теннесси, чтобы увидеть, как именно изготавливается распределительный вал.
Основы
Процесс проектирования отличается для каждого приложения, но основы одинаковы — создайте профиль для впускных и выпускных кулачков для типа двигателя, для которого предназначен кулачок.Существует несколько типов распределительных валов, используемых в автомобильной промышленности: плоские толкатели, ролики и подмножества каждого из них для гидравлических или цельнолитых подъемников. Также есть два места, где может быть расположен кулачок: внутри блока цилиндров или на головке блока цилиндров (также известной как верхний кулачок). В этой статье мы поговорим о двигателях, у которых кулачок находится внутри блока цилиндров. Конструкция кулачка очень сложна, поэтому в этой статье мы сосредоточим внимание на самой конструкции распредвала. Для этого вам нужно знать основную анатомию.
Анатомия
Распределительный вал состоит из пяти основных сегментов: выступов подъемника, шейки подшипников, опоры шестерни, зубчатого колеса распределителя или выступа газораспределительного механизма и выступ топливного насоса. Не у всех кулачков есть все пять, но у всех будут первые три. Подшипниковые шейки — это поверхности, по которым кулачок движется внутри блока цилиндров. Подшипники кулачка установлены в шейках блока и подают масло на кулачок, поддерживая его смазку и вращение. Крепление шестерни распредвала — это место, где зубчатый механизм привинчивается к распределительному валу.Так кулачок приводится в движение внутри двигателя. Обычно это также часть того, как кулачок фиксируется в блоке. В лепестках подъемника происходит волшебство. Это то, что приводит в движение подъемники, которые приводят в действие клапаны, позволяя воздуху / топливу поступать и выходить дымовыми газами в правильной последовательности. Остальные сегменты предназначены для механического топливного насоса и распределителя или датчика кулачка.
Шлифовка
Если вы поговорите с любым хотроддером о кулачках, они часто назовут профиль «шлифованием».Это потому, что так кулачок получает свой профиль; он втачивается в металл. Существует два основных типа пусковых форм распределительных валов: литые и стальные. Литой кулачок — самый доступный. Это литые формы, которые создаются с общей конструкцией лепестков, уже сформированной в детали. Эти общие выступы затем шлифуются машинистом с соответствующим профилем. В эти конструкции могут быть внесены небольшие изменения, поэтому они предназначены для высокопроизводительных профилей.
Это литой распредвал.Вы можете отчетливо увидеть грубую отливку и каждую долю. Это требует механической обработки, чтобы установить окончательный профиль.Для нестандартной шлифовки используется стальная заготовка. Там кулачки стоят дороже, потому что требуется намного больше работы, но Comp Cams может производить индивидуальные шлифовки всего за несколько дней. При использовании кулачка заготовки каждый аспект кулачка должен быть обработан; нет разделителей для кулачков, привода распределителя или шейки. Эти сегменты вырезаются индивидуально перед шлифовкой профиля.
Это кулачок заготовки, во всяком случае его часть.Из цельного куска стали весь профиль обрабатывается на станке с ЧПУ.Для этого используются два станка: традиционный токарно-шлифовальный станок и обрабатывающий центр с ЧПУ. Версия с ЧПУ может выполнять все процессы и используется для большинства операций шлифования заготовок. Токарно-шлифовальный станок управляется вручную, и за ним очень круто смотреть. Есть два этапа: грубое измельчение и окончательное измельчение. Для литых кулачков этот процесс выполняется очень быстро.
Для шлифованных кулачков без ЧПУ заготовка загружается в шлифовальный станок для черновой работы. Это как и звучит — токарный станок шлифует профиль до выступов кулачка. Для охлаждения камня и кулачка во время процесса используется много охлаждающей жидкости. Двигается очень быстро.В токарном станке используется следящий кулачок, очень похожий на распредвал в вашем автомобиле, за исключением того, что на станке выступ кулачка вращается относительно твердого выступа. Лепесток кулачка перемещает вращающийся распределительный вал, меняя свое положение относительно вращающегося шлифовального круга. Оператор переключается между впускным и выпускным патрубками, весь процесс занимает всего несколько минут.После завершения грубой шлифовки кулачок перемещается к чистовой машине, где самые старшие операторы выполняют заключительные проходы с очень мелким шлифовальным камнем на станке того же типа.
Последователи меняются для впуска и выпуска, они быстросменные, для переключения между двумя профилями требуется около 1,5 секунд.По завершении камеры отправляются в комнату проверки. Здесь каждый кулачок проходит несколько тестов для проверки профиля помола и контроля качества. Большое компьютерное испытательное устройство измеряет кулачок с очень жесткими допусками, гарантируя, что каждый выходящий кулачок соответствует строгим спецификациям.
На большом автоматизированном станке допуски проверяются с помощью манипулятора. Это позволяет Comp Cams быть очень точным.Высокотехнологичная обработка
Некоторые производители теперь предлагают новые высокотехнологичные покрытия, которые могут дополнительно защитить кулачок от износа. Например, азотирование COMP Cams® ’Pro Plasma ™ — это запатентованный 36-часовой процесс, в котором используется импульсная азотная плазма в среде с контролируемым вакуумом для встраивания цепочек ионов азота в поверхность распределительного вала на глубину примерно от 0,008 дюйма до 0,010 дюйма. «Наши всесторонние испытания здесь, в COMP Cams, подтвердили 100-процентное увеличение прочности и смазывающей способности поверхности кулачка распределительного вала для повышения долговечности», — сказал Билли Голдболд, менеджер группы проектирования клапанного механизма COMP Cams.«Этот укрепленный новый внешний слой не является покрытием или полиролью. Скорее, происходит реальное изменение внешнего слоя химического состава металла распредвала. Диффузный азот вдавливается в решетчатую структуру железа, увеличивая твердость и прочность, при этом значительно уменьшая трение скольжения », — сказал он. Поскольку поверхность, на которой подъемник движется по выступу, подвергается очень сильному давлению, азотирование имеет большое значение для продления срока службы кулачка. Подобные покрытия становятся все более обычным явлением, поскольку современные двигатели могут обеспечивать более высокие характеристики, чем когда-либо прежде.
Азотирование — это процесс, который упрочняет внешнюю поверхность профиля кулачка, продлевает его срок службы и снижает трение.От начала до конца так и создается распределительный вал. В следующий раз, когда вам понадобится поменять камеры местами, вы будете точно знать, что входит в создание той магии вуду, которая контролирует работу вашего двигателя.
Ознакомьтесь со всеми деталями двигателя
Newman Cams — британский эксперт по производству рабочих распредвалов
Заготовка
Это означает, что распредвал был выточен из круглого стального прутка и после шлифовки обычно азотируется.
Мы используем этот метод для мелкосерийного производства, и из-за объема работ они всегда дороже, чем литые заготовки.
Бланк
Если не указано иное, распределительный вал изготовлен из отливки из закаленного чугуна.
Это лучший материал для распредвалов, так как он имеет гораздо лучшие характеристики износа, чем любой другой материал.
Repro
Заточка существующего распредвала, подходит только для легкой шлифовки существующих распредвалов из охлажденного чугуна.
Если переточить распредвалы из закаленной стали, вы удалите закалку.
Мы только переточиваем кулачки из охлажденного железа, но предпочитаем поставлять новые узлы.
1. УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ Чугун
Это чугун марки 17 с добавлением 1% хрома для образования 5–7% свободного карбида.
После литья материал закаляется пламенем / или индукционным нагревом, чтобы получить твердость по Роквеллу от 52 до 56 по шкале C.
Этот материал был разработан в 1930-х годах в Америке в качестве недорогой замены стальных распределительных валов и в основном подходит для применений, где есть избыток масла, то есть распределительных валов, которые работают в блоке цилиндров и которые подпитываются разбрызгиванием от двигателя. отстойник. (Это материал, из которого были изготовлены распредвалы Ford OHC).
Это не самый подходящий материал для рабочих распредвалов в двигателях OHC.
Как компания, мы используем этот материал для рабочих распредвалов только в том случае, если распредвал попадает в масляный поддон с разбрызгиванием.
2. СФЕРОИДАЛЬНЫЙ ГРАФИТНЫЙ ЧУГУН, ИЗВЕСТНЫЙ КАК SG IRON
Материал, имеющий характеристики, аналогичные закаливаемым. Его недостатком в качестве материала распределительного вала является твердость в его литой форме, то есть по шкале Роквелла 5, которая имеет тенденцию к задирам подшипников в неблагоприятных условиях. Материал будет подвергаться термообработке от 52 до 58 по шкале Роквелла. Этот материал использовался Fiat в 1980-х годах.
3.ОХЛАЖДЕННЫЙ ХРОМИРОВОЙ ЧУГУН
Охлажденный чугун — это чугун марки 17 с 1% хрома. Когда распределительный вал отливается в литейном производстве, механически обработанные стальные формы по форме выступа кулачка вводятся в форму. Когда чугун заливается, он очень быстро затвердевает (это называется охлаждением), в результате чего материал выступа кулачка образует карбидную матрицу (этот материал режет стекло) на выступе кулачка.
Этот материал чрезвычайно устойчив к истиранию и является единственным материалом для производства распредвалов с верхним расположением ступенек в большом количестве.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ РАЗЛИВНЫХ РАСПРЕДВАЛОВ
При покупке распредвала поинтересуйтесь, из какого материала изготовлены распредвалы. Распределительный вал из охлажденного чугуна может быть более дорогим, но его устойчивость к износу в любых условиях намного превосходит любой другой тип чугуна.
1. УГЛЕРОДНАЯ СТАЛЬ — EN8 / EN9
Используется в основном в период с 1930 по 1945 год и в настоящее время используется для индукционно-упрочненных распределительных валов в сочетании с роликовыми толкателями из-за характеристик сквозного упрочнения материала.
2. СПЛАВЛЕННАЯ СТАЛЬ — EN351 AISI 8620 и EN34 и т. Д.
Используется British Leyland в двигателях серий A и B и лучше всего работает с охлаждаемым толкателем кулачка.
3.АЗИОТАЛЬНАЯ СТАЛЬ — EN40B
Лучшая сталь для распредвалов. После азотирования он придает твердость поверхности и отделку, как у закаленного железа.
Мы использовали это при замене охлажденных распредвалов в двигателях для соревнований. Этот материал используется в некоторых современных двигателях F1.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В целом сталь является хорошим материалом для распредвала. Однако тип стали должен соответствовать толкателю кулачка, с которым он работает, поскольку разные марки стали имеют разные характеристики истирания.
ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ МАТЕРИАЛА РАСПРЕДВАЛА
Это было очень упрощенное объяснение материалов распределительного вала, основанное на более чем 48-летнем опыте. Это может помочь вам задать правильные вопросы при покупке рабочих распредвалов.
Как установить распредвал с рабочими характеристиками
Теперь, когда вы знаете все о выборе распредвала с правильными рабочими характеристиками. Просмотрите или загрузите наше руководство по установке распредвала.
Как установить рабочий распределительный валЧто находится в распредвале? — Журнал МАГАЗИН
Распределительный вал часто называют сердцем двигателя или мозгом всего процесса впуска, сжатия, сгорания и выпуска.
В то время как большинство людей никогда не подумает о замене распредвала в своем автомобиле, те, кто это делает, являются определенными энтузиастами, работающими с гоночными автомобилями, хот-родами или с обоими.
Когда эти преданные клиенты спрашивают, почему один распределительный вал стоит больше, чем другой, или зачем вообще нужен распределительный вал на вторичном рынке, будет справедливо получить надежные ответы на вопрос, что в распределительном валу?
Четыре известных производителя распределительных валов дают нам свои ответы в этой статье, а также свои взгляды на некоторые проблемы, с которыми сталкивается рынок запасных частей для распределительных валов.
Качество распределительного вала
При обсуждении элементов рабочего распредвала необходимо учитывать множество факторов.
По словам Криса Дугласа из Comp Cams в Мемфисе, штат Теннеси, многие из этих факторов связаны с шлифованием и материалом (чистота поверхности, точность профиля, биение, конусность, вибрация, чистота материала, твердость и химический состав и т. Д.).
«Действительно, мы могли бы перечислять эти атрибуты в течение нескольких дней! Однако независимо от того, насколько хорошо вы выполняете шлифовку, если конструкция не самая лучшая, ваш двигатель не будет работать. Выбор хорошо сделанного распредвала от уважаемой компании с современным дизайном, который позволяет клапану вставлять и снимать с седла как можно быстрее и имеет правильную продолжительность и углы лепестков для работы в данном приложении, — вот что имеет значение », — говорит он. .
Джон Стили, менеджер по продажам Howards Cams в Ошкоше, штат Висконсин, говорит, что все начинается с сердечника, добавляя, что в США очень мало ведущих производителей сердечника. Большинство известных производителей кулачков получают сердечник для своих кулачков. от этих производителей, говорит он.
После сердечника Стили смотрит на обработку кулачка. Рабочие выступы кулачков должны быть отшлифованы с использованием правильных аппарелей и конусов, чтобы обеспечить правильное вращение подъемника.
«Эти факторы могут сильно повлиять на срок службы и рабочие характеристики распределительного вала.Но позвольте мне также сказать, что без надлежащей процедуры «обкатки» и смазки качество кулачка не будет иметь значения; у вас будут проблемы », — говорит Стили.
Дэйв Кроуэр из Crower Cams в Сан-Диего говорит, что приложение и давление пружины также играют жизненно важную роль.
«Итак, будь то плоский кулачок толкателя или гидравлический кулачок, или гидравлический ролик, или любая другая комбинация, качество определенно будет зависеть от типа кулачка, типа применения и типа используемого давления пружины.Это потому, что существует четыре типа материала, в зависимости от того, о каком сочетании и применении вы говорите », — говорит он.
Дерек Скотт из Lunati Cams в Олив-Бранч, штат Миссисипи, говорит: «Я думаю, что первое, что важно, — это спросить, какой тип обслуживания клиентов вы получите, если столкнетесь с какими-либо проблемами? Есть множество разных вещей, которые помогают улучшить качество распредвала. Подача и скорость кофемолки, которую вы используете, фактическая охлаждающая жидкость, которую вы используете, где вы ее распыляете и убедитесь, что вы не используете слишком много.От этого зависит качество отделки распредвала, а также оборудование играет важную роль. У нас есть станок с ЧПУ Landis, которым мы очень хотим похвастаться, и мы используем шлифовальный круг CBN, и он дает по-настоящему постоянный профиль от лепестка до лепестка ».
Он добавляет, что качество распредвала в основном определяется качеством изготовления, которое использовалось при его изготовлении.
Типы распредвалов
Вообще говоря, это мастерство используется для создания четырех типов распредвалов, — говорит Стили.
«Howards Cams шлифует гидравлический плоский толкатель, гидравлический ролик, цельный плоский толкатель и цельный роликовый кулачок. Применения варьируются от умеренных уличных характеристик до Top Fuel, кольцевых треков, судовых характеристик и гонок, съемников и тракторов, старинных двигателей, воздушных лодок и даже стационарных двигателей ».
Однако для каждого типа распределительного вала доступно практически неограниченное количество опций. Дуглас отмечает, что Comp Cams предлагает на выбор более 10 000 профилей, а также несколько сотен сердечников четырех основных категорий распределительных валов.Опять же, это гидравлический каток, сплошной каток, гидравлический плоский толкатель и сплошной плоский толкатель.
Кроуэр отмечает, что из гидравлического плоского толкателя и гидравлических роликов последние, как правило, более предпочтительны.
«У них есть снижение трения, экономия топлива, более высокая скорость подъема, большая мощность и другие характеристики гидравлического катка. Гидравлический плоский толкатель и гидравлический ролик немного ограничены в оборотах; 6500 — это красная линия, потому что вы не можете достичь достаточного давления пружины для повышенных оборотов (однако, с помощью специальной работы это может быть достигнуто).Затем вы переходите к материалам с плоским толкателем, и у вас есть твердые профили подъемника с плоским толкателем, и в основном они предназначены для приложений с более высокими оборотами ».
Он добавляет, что для уличного двигателя или двигателя с ограниченными оборотами он рекомендует гидравлический плоский толкатель или гидравлический роликовый распределительный вал. «Они практически безотказны, так как не требуется регулировка клапана», — говорит Кроуэр.
Скотт говорит, что, как правило, плоские толкатели используются для гонок и для старых автомобилей. «Старые кулачки оригинального производителя были плоскими толкателями, и многие ребята из вашей грунтовой гусеницы и овальных гусениц до сих пор используют плоские толкатели.У них есть правила, требующие плоских толкателей ».
Он добавляет, что кулачки оттяжек роликового типа изготовлены из стальных заготовок. «Сегодня все новые двигатели оснащены гидравлическими роликами. У нас есть несколько вариантов для этой стороны. У нас есть сердечник, который мы называем SADI (Selectively Austempered Ductile Iron), а также мы предлагаем заготовки для оттяжек гидравлических роликов. Ядро SADI работает с большинством уличных приложений. Это железный сердечник по сравнению с сердечником из заготовки, но для любых высокопроизводительных гоночных приложений вам определенно нужно использовать сердечник в виде заготовки.”
Материалы имеют значение
При изготовлении распределительного вала материалы имеют значение, но не обязательно так же, как и другие внутренние твердые детали двигателя. Вместо того, чтобы искать самый прочный и долговечный материал, правильная конструкция кулачка основана на индивидуальном применении и на том, как он будет дополнять общую настройку двигателя.
Большинство производителей используют примерно одинаковые типы стали, но мы позволяем им указывать конкретно то, что они предлагают.
«При шлифовании плоских толкателей мы обычно используем чугун двух разных марок. Большинство из них закалены пламенем, но мы также предлагаем азотированные распредвалы », — говорит Дуглас. «Что касается накладных расходов, есть много вариантов для раздвижных приложений, но наиболее распространенным является охлажденное железо. На роликовых кулачках стандартные стали имеют индукционную закалку SAE 5160, SAE 5160 QT + IH, SAE 8620 с медной маской, науглероживание и QT, SAE 9310 с медным покрытием, науглероживание и QT с тройным отпуском, включающим криогенный этап, SAE. 1079, SAE 8650, запатентованный сплав инструментальной стали и чугун SADI.Все они обычно используются. У нас также есть несколько десятков других специальных сплавов, используемых в различных областях. Запатентованный сплав инструментальной стали используется во всех кулачках плоских толкателей NASCAR ».
Стили отмечает, что некоторые из материалов, которые использует его компания, — это литье Pro 55, Proferall, 8620 Steel, 8660 Steel, 5150 Steel и SADI.
Кроуэр говорит, что его компания использует обычный литой материал.
«По большей части это модульный материал. Это литой материал, а затем вы переходите к материалу Pro 55, который имеет больше карбида и более твердый.Мы используем это для рабочих кулачков, и это будет представлять собой плоский толкатель или гидравлический плоский толкатель для двигателей Chevy с малым и большим блоком. Затем вы перейдете к различным типам стальных заготовок для гидравлических и механических роликов. У вас есть литые роликовые кулачки для маленьких и больших блоков, которые обычно можно использовать из-за меньшего давления пружины и требований к частоте вращения. Если вам больше по душе гонки на гидравлике, у нас есть стальная заготовка 8620, которую мы используем.Следующим выбором будет гоночный плоский толкатель, и у нас есть плоские толкатели, которые сделаны из инструментальной стали, твердой на всем протяжении, не требующей наплавки, но они очень дороги, и, опять же, все они заказано по индивидуальному заказу. »
Скотт отмечает, что 99,9% плоских толкателей, если это не Кубок NASCAR Sprint Cup, будут из литого материала.
«У нас есть литой сердечник, который мы называем Pro55, это Rockwell 55, и это просто более прочный литой сердечник. Вы определенно захотите использовать это, когда участвуете в гонках, но это не обязательно для уличных парней или парней, которые просто хотят немного дополнительного крутящего момента, — говорит он, добавляя, — у нас есть материал 5160, 8650, 8620 и т. Д.Они будут использоваться в роликах. У нас действительно широкий диапазон, и, вероятно, для 99 процентов вашей клиентской базы любой из них будет работать нормально ».
Отличия от склада
Наиболее существенное различие между распределительными валами вторичного рынка и стандартными распределительными валами заключается в том, что распределительные валы вторичного рынка предназначены для конкретных применений. Это больше, чем материал или метод, использованный для создания распределительного вала, — это то, за что покупатель платит при покупке вторичного распределительного вала.Все дело в профиле.
Тем не менее, как поясняет Стили, «рабочие кулачки обычно изготавливаются из более прочных материалов и имеют более агрессивную конструкцию выступов для увеличения давления в цилиндре и, следовательно, выходной мощности».
Тем не менее, настоящие преимущества в производительности распредвалов связаны с точной настройкой. Небольшие корректировки могут иметь большое значение.
«В недавнем тесте, — объясняет Дуглас, — мы взяли новый двигатель L92 и протестировали его со стандартной настройкой, за исключением того, что мы изменили воздушный короб, чтобы он соответствовал нашему динамометрическому воздуху, и мы добавили коллекторы.Стандартные показатели мощности — 400 л.с. по стандарту SAE. Мы измерили 430 л.с. с этими очень небольшими изменениями ».
Он добавляет: «Сменив установку на наш самый большой кулачок и ограничитель фазы, мы смогли увеличить мощность до 500 л.с. SAE в среднем за три цикла. Когда мы проектируем распределительный вал, мы не ограничены теми же ограничениями, что и производители оригинального оборудования. В результате мы можем производить распредвалы (комбинации клапанных систем), которые обеспечивают гораздо более высокую производительность и больше подходят для конкретных применений, диапазонов оборотов и т. Д.”
Обращаясь к замечанию Дугласа об OEM-производителях, Кроуэр говорит: «Обычно заводы оригинального оборудования с их отделами исследований и разработок способны на то, что мы делаем, с точки зрения производительности, но средний покупатель автомобилей не хочет запускать высокие обороты, нагнетатель или отказываться. увеличивать крутящий момент на низкой скорости, чтобы иметь большую продолжительность ».
Опять же, Кроуэр говорит, что основное различие между распределительными валами вторичного рынка и распределительными валами OEM состоит в том, что распределительные валы вторичного рынка предназначены для более специфических гонок или приложений для хот-родов. Они предлагают конечным пользователям большую гибкость, чтобы получить именно то, что они хотят для своего конкретного двигателя.
«Это то, что мы умеем делать», — говорит Скотт. «Мы можем адаптировать распределительный вал каждого человека к его индивидуальной конструкции. Вот почему вы заменяете кулачок: вы кладете туда другие компоненты и хотите, чтобы все было согласовано. Вы не хотите оставлять распредвал со стандартными характеристиками, потому что он не будет совместим со всем остальным ».
Однако он добавляет, что они также предлагают кулачки, которые можно использовать с оригинальными компонентами, если вы просто хотите немного увеличить мощность, заменив кулачок.Они также выполняют довольно много нестандартной работы.
Выбор правильного распредвала
Если вторичный распредвал — это поиск чего-то настроенного для конкретной установки, откуда энтузиасты узнают, что они заказывают правильный распредвал для своего гоночного автомобиля или хот-рода?
«Лучший выбор кулачка может быть сделан с использованием наиболее подробной информации обо всей комбинации, такой как характеристики двигателя, детали транспортного средства и предполагаемое использование», — говорит Стили.
Практически во всех случаях Дуглас рекомендует человеку связаться с кем-то, кому он доверяет, в компании-производителе при выборе распределительного вала, отмечая, что его компания предлагает бесплатную линию технической поддержки.Он говорит, что кулачок часто называют «сердцем» или «разумом» высокопроизводительного двигателя; он должен быть адаптирован для этой конкретной сборки.
Тем не менее, он сразу же отмечает, что Comp Cams никоим образом не говорит о том, что каждому нужен индивидуальный помол. Фактически: «Мы вкладываем столько же усовершенствований в нашу« полку », сколько и в индивидуальную работу. Однако вам нужно обсудить то, что вы пытаетесь достичь, с экспертом. Они могут помочь вам выбрать лучший вариант из наших текущих гриндов, если ваш вариант аналогичен тому, что мы имели в виду, когда формировали эту конкретную серию.Если нет, мы подскажем, какой помол вам нужен ».
Дуглас добавляет, что есть также несколько очень продвинутых программ компьютерного моделирования, таких как CamQuest 6 и Dyno Sim, которые могут быть отличным инструментом, который укажет вам общее направление проектирования распределительных валов.
Кроуэр говорит, что выбор правильного распределительного вала зависит от числа оборотов в минуту и требований к частоте вращения.
«Все дело в приложении, — говорит Кроуэр. «Мы делаем много специальных кулачков, и данные, которые нам требуются от клиента, — это данные головки блока цилиндров, расход головки блока цилиндров.Какой размер клапана? Каков ход ствола и длина штока? Это все типичные вещи, которые вам нужны для разработки распределительного вала ».
Скотт соглашается. «Любой клиент позвонит в нашу техническую службу и предоставит техническому специалисту свою конкретную информацию: головка цилиндра, блок, ход, канал цилиндра, карбюратор, впуск, передаточное число коромысел — все девять ярдов. Мы возьмем эту информацию, выберем впускной и выпускной лепестки и выясним, какое разделение лепестков будет лучше всего работать для этой конкретной установки ».
Окончательное вращение
Производители распределительных валов в настоящее время сталкиваются с проблемами, с которыми столкнулись и все другие аспекты вторичного рынка.
Кроуэр упоминает, что, хотя стоимость топлива в последнее время снизилась, большинство согласны с тем, что ее возобновление — лишь вопрос времени. По его словам, каждый дополнительный доллар, который энтузиасты платят только за то, чтобы пополнить свои резервуары, на один доллар меньше, чем они могут потратить на повышение производительности.
Несмотря на нынешний экономический климат, те, кто знает больше, продают больше, а самообразование и развитие прочных отношений с производителем распредвалов только помогут вашим продажам и вашей компании.
ВЛИЯНИЕ МАСЛА
Еще одним фактором, влияющим на работу распределительного вала, является масло. Смазывающая способность масла была недавней проблемой почти для всех производителей внутренних компонентов двигателя.
«Моторное масло изменилось с годами, в основном за счет удаления фосфатов цинка (ZDDP). Причина снятия заключается в том, что современные новые автомобили имеют распредвалы с роликовыми толкателями. Роликовые кулачки толкателя не требуют этих добавок, которые необходимы для плоских кулачковых (гидравлических или механических) кулачков.Плоские распределительные валы толкателей требуют этой дополнительной защиты, потому что подъемник скользит по выступу кулачка. Этот контакт металла с металлом между кулачком и подъемником не будет длиться долго без этой добавки, особенно во время «обкатки», — говорит Джон Стили, менеджер по продажам Howards Cams.
«Есть специальные производители масел, такие как Брэд Пенн, у которых есть эта присадка», — отмечает он. Но большинство известных брендов (включая Shell Rotella) больше не содержат цинк-фосфаты.
«Мы смешали добавку, которая имеет самый высокий уровень фосфатов цинка (ZDDP) на единицу объема, который мы можем найти.Мы также добавили молибден для дополнительной защиты. Одной бутылки на 4 унции достаточно для шести литров масла. У некоторых есть бутылки побольше, но в большинстве больше только минерального масла », — говорит Стили.
Крис Дуглас говорит, что у Comp Cams также было больше проблем с более низким содержанием ZDDP в моторных маслах из-за ограничений EPA, касающихся срока службы каталитического нейтрализатора. Некоторое время они пытались подтолкнуть людей к использованию дизельного топлива, такого как Rotella. Однако даже им пришлось снизить уровень противоизносных присадок. Это в основном проблема для плоских кулачков толкателя с преждевременным износом.
«Теперь, — добавляет Дуглас, — мы рекомендуем использовать нашу присадку к маслу для обкатки двигателя № 159, чтобы компенсировать эту потерю. Обычно одна бутылка на каждые четыре-пять литров на обкатку и половина от этой суммы при каждой замене масла значительно решает проблему ».
Его компания также рекомендует свои услуги по азотированию. Эту услугу предлагает и Лунати.
«Он предназначен для плоских толкателей и литых деталей, но это улучшение поверхности, а не покрытие, которое повышает твердость поверхности плоских толкателей.Особенно в современном мире, когда плоские толкатели и масла имеют меньшую смазывающую способность, процесс азотирования значительно снижает вероятность поломки и поломки подшипника плоского толкателя. Это действительно укрепляет сердцевину и твердость поверхности », — говорит Дерек Скотт из Lunati.
ЧТО ТАКОЕ РАСПРЕДВАЛ И ДЛЯ ЧЕМ ДЕЛАЕТ? | MTA Queensland
Функция распределительного вала заключается в открытии и закрытии клапанов в верхней части каждого цилиндра двигателя. Каждый цилиндр имеет по крайней мере два клапана — один, который втягивает горючую смесь воздуха и топлива, которая при воспламенении заставляет поршень опускаться в цилиндре.Когда поршень возвращается в цилиндр, другой клапан открывается, чтобы выпустить выхлопные газы, оставшиеся от этого сгорания.
Распределительный вал представляет собой металлическую направляющую из железа или стали, которая находится над цилиндрами в верхней части двигателя. Вал отмечен яйцевидными выступами, известными как выступы кулачка, которые расположены с интервалами по его длине и совпадают с клапанами. При вращении распределительного вала заостренный конец каждого выступа контактирует с рычагом, называемым «коромыслом», который открывает клапан двигателя.Когда вершина лепестка проходит мимо коромысла, рычаг возвращается в исходное положение, и клапан закрывается.
На самом деле довольно просто.
За исключением того, что на самом деле это не так. Физическая механика может быть достаточно простой, но взаимодействие распределительного вала с другими компонентами имеет решающее значение для работы двигателя и требует тщательного обслуживания.
Движение распределительного вала очень точно синхронизировано с движением коленчатого вала — компонента в основании двигателя, который вращается благодаря вертикальному движению поршней.В большинстве двигателей открытые клапаны и поршни занимают одно и то же пространство внутри цилиндра в разное время, поэтому очень важно, чтобы время их движения было точным. Если эти двое вступят в контакт, может быть нанесен серьезный, возможно, непоправимый ущерб.
ЧТО МОЖЕТ СДЕЛАТЬ НЕПРАВИЛЬНО?Как и с любым движущимся компонентом, все может пойти наперекосяк. Лепестки на распределительном валу могут со временем изнашиваться, и если система вокруг распределительного вала не обслуживается должным образом — если из системы вытекает масло или внутрь попадает грязь и мусор, — это может привести к повреждению.Проблемы могут проявляться в виде хлопающих звуков из выхлопной трубы или тикающего шума из-за расположения распределительного вала,
Другая проблема может исходить от датчика распредвала. Это электронное устройство, используемое системой управления двигателем транспортного средства для контроля положения распределительного вала по отношению к коленчатому валу. Система использует эти данные для помощи в управлении системой впрыска топлива и зажигания. Если датчик распредвала неисправен, у автомобиля могут возникнуть проблемы с зажиганием; потеря или скачок мощности; заглох двигателя; а также снижение производительности и экономии топлива.
Наиболее разрушительные повреждения нанесены, когда синхронизация между движением коленчатого и распределительного валов нарушена. Когда это происходит — и обычно в этом виноват ремень ГРМ — тогда поршни и клапаны могут хрустеть вместе внутри цилиндра, и эффект домино может включать не только поврежденные клапаны, но и поврежденные лепестки, изогнутые или сломанные коромысла и даже погнутый, треснувший или сломанный распределительный вал. Если это произойдет, двигатель потенциально может быть списан.
ЧТО МОЖНО ДЕЛАТЬ ПРИ ПОВРЕЖДЕНИИ РАСПРЕДВАЛА?Если сам распредвал поврежден, его замена может оказаться столь же рентабельной, как и ремонт, если ремонт действительно возможен.Однако замена распредвала по-прежнему является трудоемкой работой, и опытному механику может потребоваться несколько часов. Наряду с ценой на новый распредвал, на большинство стандартных автомобилей можно ожидать около 1500 долларов.
Как и все остальное, профилактика лучше лечения, и признание того, что с вашим автомобилем что-то не так, а также диагностика и устранение любых проблем до того, как они станут чем-то более серьезным, всегда лучший вариант.
9 янв.2020
Что такое распредвал? (с изображением)
Распределительный вал — это вращающийся цилиндрический вал, используемый для регулирования впрыска испаренного топлива в двигателе внутреннего сгорания.Иногда их путают с коленчатым валом двигателя, где возвратно-поступательное движение поршней преобразуется в энергию вращения. Вместо этого распределительные валы отвечают за точный впрыск топлива, необходимый для двигателей внутреннего сгорания. Распределительные валы имеют несколько кулачков, которые используются для открытия клапанов посредством прямого контакта или толкателей. Распределительный вал напрямую соединен с коленчатым валом, так что открытие клапана рассчитывается по времени.
Распредвалыможно найти во многих типах машин, требующих механической синхронизации.В большинстве случаев они используются в двигателях внутреннего сгорания и выполняют важную задачу — синхронизацию впрыска топлива. Несмотря на то, что распредвалы можно найти в машинах разных типов, они обычно используются для регулирования фаз газораспределения. Примером этого может быть топливная горелка, которая впрыскивает топливо через определенные промежутки времени, чтобы помочь снизить расход топлива. Распределительные валы также играли роль в старых машинах, таких как водяные насосы и механические часы.
Распределительный вал двигателя может быть изготовлен из самых разных материалов.Материалы, из которых изготовлен распределительный вал, зависят от качества и типа производимого двигателя. Для большинства автомобилей серийного производства используется охлажденный чугун. Он не только дешев, но еще и чрезвычайно прочен и надежен. Это связано с тем, что холодная обработка увеличивает прочность и твердость любого металла, подвергающегося этой обработке.
Для более качественных распредвалов применяется заготовка из стали.Хотя производственный процесс намного превосходит охлажденный чугун по своим характеристикам, производственный процесс трудоемок и дорог — таким образом, стальные заготовки редко встречаются за пределами высокопроизводительных или роскошных автомобилей. Распределительные валы, изготовленные из этого материала, часто изготавливаются с использованием станков с числовым программным управлением (ЧПУ) для обеспечения точности.
Установка фаз газораспределения чрезвычайно важна для работы двигателя внутреннего сгорания.Вращение распределительного вала открывает как впускной, так и выпускной клапаны цилиндра, поэтому необходимо правильное время, чтобы топливо впрыскивалось и выпускалось в нужное время. Поскольку распределительный вал часто соединяется непосредственно с коленчатым валом, его можно синхронизировать в соответствии с положением коленчатого вала. Два вала соединены ремнем или зубчатой передачей, в зависимости от расположения распределительного вала.
Расположение распределительного вала может варьироваться и зависит от того, входят ли кулачки — или выступы — вала в прямой контакт с клапанами или открываются ли клапаны с помощью толкателей.В идеале он должен располагаться непосредственно над головкой блока цилиндров, что устраняет необходимость в толкателях. По этой причине многие двигатели внутреннего сгорания имеют распределительные валы, расположенные непосредственно над головками цилиндров.
Объяснение термической обработки распределительного вала — CPGNation
Мы все слышали этот термин, но задумывались ли вы, как на самом деле выглядит эта термообработка или как ее проводят? Что ж, вам повезло.
Термообработка распределительного вала гарантирует, что кулачки выдержат нагрузку на клапанный механизм. Толкатели могут создавать нагрузки от 2000 до 6000 фунтов между кулачком и роликовыми колесами в системе с роликовым распределительным валом и до 10 000 фунтов в двигателях Pro Stock.
Большинство роликовых кулачков изготавливается из стали SAE 8620, SAE 5160, SAE 5150 или инструментальной стали определенного сорта. Обратите внимание, что кулачок из инструментальной стали можно шлифовать до любого профиля без прорезания закаленной поверхности. Инструментальная сталь подвергается сквозной закалке и не имеет изменений твердости при резке, поэтому кулачок из этого материала не показан на фотографии в этой статье.Процесс термообработки выполняется на сердечниках кулачков перед шлифовкой профилей кулачков.
Однако кулачок SAE 8620 имеет упрочненный слой термообработки, который легко увидеть. Кулачки, изготовленные из 8620, подвергаются термической обработке в печи посредством процесса, называемого науглероживанием . Поскольку в обработке нуждаются только лепестки, все остальное маскируется медным покрытием, которое сохраняет более низкую твердость и пластичность сердечника.
Испытания по Роквеллу на доле SAE 8620 показывают более глубокие ямки на необработанных участках под закаленной поверхностью.Испытания по Роквеллу в различных точках выступа гарантируют, что процесс термообработки соответствует спецификации.Пластичность — это способность металла пластически деформироваться и адаптироваться под действием растягивающей нагрузки. Если бы весь распредвал SAE 8620 подвергался термообработке, он стал бы хрупким и сломался бы в рабочих условиях. Поскольку для выполнения рабочей нагрузки требуется только поверхность лопастей, они исключительно науглерожены.
Медная маска на всех выступах кулачка и шейках, кроме шейки, предохраняет остальную часть сердечника от термической обработки, которая может привести к хрупкому кулачку.
В процессе науглероживания кулачки нагреваются в печи в присутствии диоксида углерода. После нагревания атомы углерода попадают в промежутки между металлической сеткой, состоящей из атомов железа. Они обрабатывают внешний слой, создавая индивидуальную глубину защиты поверхности.
Для кулачков SAE 5150 кулачки COMP всегда начинаются с сертифицированной стали подшипникового качества с содержанием сульфидов, фосфатов или оксидов менее 0,02%. Эти примеси могут облегчить обработку кулачка, но они также могут пробить конструкцию и вызвать поломку.Кулачки 5150 закалены индукционным способом, а индукционные катушки намотаны вокруг каждого выступа и шейки, выборочно закаляя их, а не весь сердечник.
При испытаниях по Роквеллу на алмазный наконечник, оставляющий вмятины на поверхности, прикладываются нагрузки.
Индукционная закалка — это бесконтактный процесс, в котором используется индукция низковольтного, сильноточного и высокочастотного электромагнитного тока. Это создает интенсивное, локализованное и контролируемое тепло внутри поверхностного слоя.Он использует серию «импульсов» или электромагнитных частот, которые в основном текут назад и вперед друг к другу в чередующемся потоке, чтобы создать сильное тепло внутри металла. Температуру, частоту и локальное затвердевание определенных участков можно контролировать. Нагретый участок быстро охлаждается, и процесс или цикл нагрева можно повторять по мере необходимости для достижения желаемых результатов.
Закаленный слой на лепестках SAE 5150 выглядит как гладкий, не зернистый слой металла, который выглядит отполированным.Он достаточно глубокий, чтобы выдерживать широкий спектр профилей шлифования на кулачках, и достаточно прочен, чтобы выдерживать жесткие условия работы клапанного механизма. Этот процесс предпочтителен при работе с распределительными валами большого объема, особенно в условиях экстремальной длины, таких как гонки на выносливость.
Блестящий внешний слой является результатом процесса индукционной закалки на этом выступе SAE 5150. Снимок крупным планом показывает гладкость закаленного внешнего слоя на этом выступе SAE 5150.Без этих процедур термообработки или при их неправильном выполнении распредвалы не прослужили бы долго ни в одном двигателе.
A Краткое руководство по распределительному валу
Для бесперебойной работы двигателя внутреннего сгорания распределительный вал является одним из важнейших компонентов. Распределительный вал и коленчатый вал должны работать синхронно, чтобы обеспечить надлежащее механическое управление системами зажигания. Из-за своей жизненно важной роли обработка распредвала всегда требует больших допусков.
А вы знаете, что такое распредвал? А что делает распредвал? Есть ли разные типы распредвалов?
Мы составили краткое руководство по распределительному валу, чтобы дать вам все необходимые ответы.Давайте начнем.
Что такое распределительный вал?
Распределительный вал двигателя внутреннего сгорания — это часть клапанного механизма, который регулирует подачу топлива и отвод или отвод дыма. Распределительный вал обычно расположен в верхней части двигателя (над цилиндром). Распределительный вал соединен с коленчатым валом ремнем и цепью.
Одна из самых основных и основных функций распределительного вала — приводить в действие закрытие и открытие впускных / выпускных клапанов.
Распределительный вал изготовлен из различных металлов и имеет форму цилиндрического вала или стержня с яйцевидными кулачками, которые вращаются для выработки энергии.Распредвалы в значительной степени влияют на производительность вашего двигателя при увеличении скорости.
Для чего нужен распределительный вал?
Распределительный вал как деталь используется в двигателях внутреннего сгорания. Основная функция распределительного вала — открывать и закрывать клапаны двигателя с помощью множества кулачков (яйцевидных выступов).
Распределительный вал имеет несколько применений и применений — в двигателях внутреннего сгорания, системах зажигания с механическим управлением и в качестве ранних регуляторов скорости двигателя.
Кроме того, распределительные валы состоят из четырех различных частей — кулачков, главных шейек, концов и подшипников кулачка. Каждая из этих частей жизненно важна для изготовления распределительного вала с огромным пиковым крутящим моментом.
Типы приводов распределительных валов
Вообще говоря, существует три типа приводов распределительных валов: одинарный верхний распределительный вал (SOHC), двойной верхний распределительный вал (DOHC) и толкатель или верхний клапан (OHV). Давайте посмотрим на каждую из них.
Одинарный верхний распредвал (SOHC)
Двигатель с одним распредвалом в головке блока цилиндров имеет по одному распределительному валу на головку (ряд цилиндров). Это самая старая конструкция двигателей с верхним распредвалом. Большинство двигателей SOHC будет иметь по два клапана на каждый цилиндр.
Коленчатый вал — это часть, которая приводит в действие SOHC через подключенную цепь привода ГРМ. Эту цепочку или ремень необходимо выровнять и регулярно осматривать. Поврежденный или смещенный ремень ГРМ может порваться и вызвать серьезные проблемы.
Двойной распределительный вал верхнего расположения (DOHC)
Как следует из названия, двигатели DOHC имеют по два распредвала на ряд. Двойные верхние распредвалы также известны как двигатели с двумя распредвалами. В двигателях с более чем четырьмя клапанами на цилиндр обычно используются двойные верхние распредвалы.
Использование двойного верхнего вала вместо одинарного позволяет увеличить мощность двигателя. Логика этого проста — с DOHC вы можете использовать больше впускных и выпускных клапанов, что означает, что будут большие отверстия для потока газа.В начале 2000-х большинство автомобилей уже оснащалось двигателями DOHC.
Верхние клапаны (OHV) распределительных валов
Распределительные валы двигателяOHV также известны как двигатели Pushrod. Подобно DOHC и SOHC, двигатель OHV также имеет клапаны над цилиндром в головке двигателя. Но, в отличие от DOHC и SOHC, где распределительный вал находится в головке, двигатель OHV имеет распределительный вал внутри блока цилиндров.
В двигателях с толкателем распредвал приводится в движение цепью зубчатой передачи. Благодаря этим зубчатым передачам двигатели Pushrod менее подвержены поломкам.Однако у них ограниченный скоростной потенциал.
Как работает распределительный вал в двигателе?
Распределительный вал расположен в верхней части двигателя над цилиндром двигателя. Обычно распредвал соединяется с коленчатым валом снизу с помощью ремня ГРМ. Чтобы правильно управлять сгоранием, производителю необходимо синхронизировать шестерни распредвала и коленчатого вала. Эта процедура называется фазой газораспределения.
Цилиндрический распределительный вал срабатывает от коленчатого вала, и кулачки по всей его длине начинают давить на рычаги, открывающие клапаны двигателя.
Что быстрее вращается — распределительный вал или коленчатый вал?
Чтобы объяснить частоту вращения распредвала и коленчатого вала и то, как они работают вместе, мы должны начать с объяснения цикла сгорания. Типичный цикл имеет четыре точки: впуск, сжатие, мощность и выпуск. Чтобы запустить этот четырехступенчатый цикл сгорания, распределительный вал и коленчатый вал, соединенные цепью привода ГРМ, начинают работать вместе.
За один цикл сгорания коленчатый вал делает два полных оборота, а распределительный вал — один.Это означает, что коленчатый вал вращается быстрее — с удвоенной скоростью. По сравнению с поршнем, каждый клапан открывается один раз на каждые два оборота коленчатого вала.
Из какого материала изготовлен распределительный вал?
Из-за необходимости обеспечения стабильности, долговечности и термостойкости распределительные валы обычно изготавливаются из определенных типов металлов. Чаще всего производители используют два типа материалов для изготовления распределительных валов — чугун и кованую сталь.
Чугун
Чугун, как один из наиболее распространенных материалов для изготовления распределительных валов, обычно является первым выбором для крупных заказов.
Чугун обычно используется для распредвалов из-за его прочности и устойчивости к износу. Распредвалы из чугуна производятся методом охлаждения, который придает им необходимую твердость. Обычно перед отливкой чугуна производители смешивают другие элементы. Это дает им необходимые характеристики в зависимости от применения распределительного вала.
Кованая сталь
Известные также как заготовки из стали, распредвалы из кованой стали могут иметь более высокое качество, но обычно больше подходят для мелкосерийного производства.Однако из-за своего превосходного качества распредвалы из кованой стали часто более идеальны для конкретных применений.
Для изготовления распредвалов из кованой стали производители используют ковку или обработку на фрезерном станке. Обычно производители используют стальные стержни из различных материалов для изготовления распределительных валов. Когда они используют сталь, такую как EN40b, распределительный вал также должен пройти термическую обработку.
Что вызывает проблемы с распределительным валом?
Как неотъемлемая часть двигателя, распределительный вал всегда должен быть в отличном состоянии.Да, конечно, вы можете использовать двигатель с поврежденным распределительным валом, но это может привести к более серьезной проблеме. Существует несколько распространенных проблем с распределительным валом:
Износ кулачков
Одной из наиболее распространенных проблем, требующих ремонта или замены распредвала, является износ кулачков распредвала. Будучи движущимися компонентами, кулачки часто контактируют с мусором, грязью и неправильной смазкой. Так что со временем они могут выйти из строя и потребовать замены.
Неисправен датчик распредвала
Вторая причина проблем с распредвалом — неисправный датчик распредвала.Работа датчика распредвала — следить за синхронизацией вращения распредвала и коленчатого вала. На основании отчетов этого датчика мы контролируем системы зажигания и впрыска топлива. Излишне говорить, что если этот датчик неисправен, автомобиль может испытывать другие проблемы с работой или зажиганием.
Ремень ГРМ рассинхронизирован
И, наконец, третья и наиболее серьезная причина проблем с распределительным валом — это несбалансированное движение распредвала и коленчатого вала, обычно вызываемое неисправным ремнем привода ГРМ.
Ремень ГРМ, который поврежден или рассинхронизирован, может нанести вред распределительному валу и всему двигателю. Например, это может привести к повреждению поршней, клапанов, кулачков, коромысел или даже к поломке всего распределительного вала.
Что заменять при замене распредвала?
Если вам нужно заменить распределительный вал двигателя, есть несколько других деталей, которые вы можете заменить, пока вы работаете с ним.
Например, проверьте и при необходимости замените следующие компоненты: пружины клапана, уплотнения клапана, цепь или шестерни распределителя, прокладку распределителя, прокладку коллектора, гармонический балансир, болты кулачка, прокладку карбюратора, прокладку водяного насоса, прокладку T-stat, топливный насос. прокладку, болт крепления коленвала двигателя, прокладку поддона картера, шкворни и т. д.
Помимо вышеперечисленных компонентов, мы рекомендуем вам произвести замену масла и полную техосмотр двигателя.
Сколько стоит распределительный вал?
Замена распредвала — это сложная с финансовой точки зрения услуга. Конечно, стоимость замены или ремонта распредвала будет зависеть от типа распредвала и причиненного ущерба.
Например, если вы заменяете только датчик распределительного вала, это может стоить от 150 до 250 долларов. Однако, если вы заменяете весь распределительный вал, затраты на рабочую силу плюс материалы могут стоить от 1500 до 3000 долларов.
Распредвалырассчитаны на срок службы двигателя, поэтому они обычно не вызывают каких-либо краткосрочных проблем. Однако, если вы заметили признаки повреждения распределительного вала, такие как проблемы с ускорением, мигание индикаторов «проверьте двигатель» или уменьшение расхода бензина — следует заменить распредвал.
Можете ли вы предложить распределительные валы по индивидуальному заказу?
Да! В прошлом процессы производства распределительных валов не были такими продвинутыми, поэтому высококачественное производство предназначалось только для небольших объемов дорогостоящих заказов.В настоящее время наши высокотехнологичные передовые технологии обработки и фрезерования позволяют нам предлагать распределительные валы по индивидуальному заказу без каких-либо требований к MOQ.
Если вам нужны распредвалы определенного типа, не стесняйтесь обращаться к нам. Наши качественные услуги обработки с ЧПУ по запросу позволяют предложить специализированную производственную команду и производить распределительные валы по индивидуальному заказу в любом количестве.
Заключение
В целом, мы искренне надеемся, что наше руководство по распредвалам и их функциям было практичным и ответило на все ваши вопросы по этой теме.Зная, что распределительный вал является неотъемлемой частью двигателей внутреннего сгорания, важность его точного изготовления и долговечности становится очевидной.