Шкив распределительного вала

Распределительный вал

Компьютерная анимация распределительного вала, управляющего движением клапанов

Распределительный вал (или распредвал) — вал двигателя внутреннего сгорания, управляющий открытием и закрытием клапанов двигателя. Основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации тактов работы двигателя и впуска-выпуска топливной смеси/воздуха и отработанных газов.

В современных автомобильных двигателях, как правило, расположен в верхней части головки блока цилиндров и соединён со шкивом или зубчатой звёздочкой коленвала ремнём или цепью ГРМ соответственно, и вращается с вдвое меньшей частотой, чем последний (на 4-тактных двигателях). Составной частью распредвала являются его кулачки, количество которых традиционно соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Таким образом, каждому клапану соответствует индивидуальный кулачок, который и открывает клапан, набегая на рычаг толкателя клапана. Когда кулачок «сбегает» с рычага, клапан закрывается под действием мощной возвратной пружины.

По расположению относительно блока цилиндров двигателя, распредвалы делятся на нижние и верхние:

Нижние расположены в самом блоке и в английской литературе обозначаются как «Cam-in-Block», могут управлять клапанами как с боковым, так и верхним расположением. Применялись широко в прошлом, а также и поныне для ряда малооборотистых двигателей, либо там где требуется малая высота мотора.

Верхнее расположение распредвала достигается его размещением в головке блока цилиндров, и в английской терминологии обозначается как «OHC» или «Cam-in-Head». Позволяет создавать моторы с высокими рабочими оборотами и мощностью. Двигатели с единственным верхним распредвалом на головку блока цилиндров в английской терминологии обозначаются «SOHC», с двумя распредвалами — «DOHC».

Часть двигателей вовсе лишена распредвала в механизме ГРМ.

Далее описываются варианты для верхнего расположения распредвала:

Двигатели с рядной конфигурацией цилиндров и 2 клапанами на цилиндр обычно имеют один распределительный вал, с 3 клапанами (как правило 2 впускных и один выпускной) — также один распредвал, с 4 клапанами — как один, так и два распредвала, хотя преобладают решения с двумя валами. V-образные и оппозитные двигатели — либо один распредвал в развале блока, либо два — по одному на каждую головку блока.

Использование одного распредвала упрощает конструкцию, удешевляет её, делает компактнее и дешевле в обслуживании. Применяется как правило в бюджетных моторах, либо там где использование двух распредвалов не рационально или технически затруднительно.

Использование двух распредвалов позволяет проще организовать независимую работу впускных и выпускных клапанов, увеличить наполняемость цилиндров смесью, организовать сдвиг фаз газораспределения. Это один из обязательных пунктов в увеличении мощности и эффективности мотора. Современные двигатели всё чаще имеют системы регулировки фаз газораспределения, то есть механизмы, которые позволяют проворачивать распредвал относительно приводной звездочки, тем самым изменяя момент открытия и закрытия (фазу) клапанов, что позволяет более эффективно наполнять рабочей смесью цилиндры на разных оборотах. Также применяются системы изменения хода клапанов, имеющие большее количество кулачков распредвала нежели самих клапанов.

4-цилиндровый двигатель Volkswagen, тип RP, объёмом 1,8 л. со снятой клапанной крышкой. Хорошо виден распределительный вал на 8 клапанов.

Приводной шкив

Приводные шкивы, передающие мощность с помощью ременной передачи, монтируют в силовой передаче. Это дает возможность выключением муфты сцепления или поворотом специального рычага останавливать шкив. Приводные шкивы располагаются па тракторе сзади, справа или слева относительно корпуса силовой передачи и могут иметь правое или левое направление вращения.

У трактора «Беларусь» приводной шкив вместе с корпусом 5 (рис. 136) крепится на передней части левой стенки корпуса силовой передачи. В корпусе шкива установлены два вала 9 и 3 на шариковых подшипниках; установочными являются передний подшипник 7 и внешний 2. На шлицах ведущего вала 9 надета шестерня 12, получающая вращение от промежуточной шестерни, которая находится в зацеплении с шестерней 28 (см. схему коробки передач трактора «Беларусь» ) коробки передач. При перемещении шестерни 12 (рис. 136) вперед вал 9 получает вращение » через пару конических шестерен вращает шкив. Фиксатор 18 удерживает шестерню во включенном или выключенном положении.

Рис. 136. Приводной шкив трактора «Беларусь»:
1—шкив; 2—внешний подшипник ведомого вала; 3—ведомый вал; 4—распорная втулка; 5—корпус шкива; 6—внутренний шариковый подшиппик ведомого вала; 7—передний шариковый подшипник ведущего вала; 8—упорная втулка; 9—ведущий вал; 10 и 10а—конические шестерни; 11—пружинное кольцо; 12—скользящая шестерня; 13—задний шариковый подшипник ведущего вала; 14—сливная пробка; 15—сухарик; 16—переводной рычаг; 17—пробка заливного отверстия; 18—фиксатор; 19—ось рычага; 20—рукоятка рычага: А—регулировочные прокладки.

Ведущая коническая шестерня 10 крепится на валу 9 на шлицах и от смещения удерживается втулкой 8. Ведомая коническая шестерня 10а изготовлена за одно целое с валом шкива 3. Зазор между этими шестернями регулируется прокладками, расположенными под фланцем стакана внешнего подшипника вала шкива. При расположении ведущей конической шестерни позади ведомой (как показано на рисунке) шкив вращается против часовой стрелки. Чтобы получить обратное направление вращения, нужно шестерню 10 и втулку 8 поменять местами.
Конические шестерни приводного шкива смазываются маслом которое заливают через отверстие в верхней части корпуса, уровень масла контролируют через отверстие, закрытое пробкой 14.

У тракторов ДТ-24 приводной шкив монтируется на задней стенке корпуса трансмиссии. Шкив получает вращение от вала отбора мощности. Устройство механизма передачи на шкив сходно с механизмом трактора «Беларусь».

У трактора ДТ-14 приводной шкив надевается на правый конец промежуточного вала коробки передач. Направление вращения шкива может изменяться с помощью реверса.

Конструктивные особенности

Расположение данного механизма целиком зависит от конструкции ДВС, поскольку в некоторых моделях распредвал размещается внизу, в основании блока цилиндров, а в других – вверху, прямо в головке блока цилиндров. На данный момент оптимальным считается верхнее расположение распредвала, поскольку это существенно упрощает сервисный и ремонтный доступ к нему. Распредвал напрямую связан с коленвалом. Они соединяются между собой цепной или ременной передачей посредством обеспечения связи между шкивом на валу ГРМ и звездочкой на коленвале. Это необходимо потому, что приводится в движение распредвал именно коленвалом.

Устанавливается распределительный вал в подшипники, которые в свою очередь надежно закрепляются в блоке цилиндров. Осевой люфт детали не допускается за счет применения в конструкции фиксаторов. Ось любого распредвала имеет сквозной канал внутри, через который осуществляется смазка механизма. Сзади данное отверстие закрыто заглушкой.

Важными элементами являются кулачки распредвала. По количеству они соответствуют числу клапанов в цилиндрах. Именно эти детали выполняют основную функцию ГРМ – регулирование порядка работы цилиндров.

На каждый клапан приходится отдельный кулачок, открывающий его через нажим на толкатель. Освобождая толкатель, кулачок позволяет распрямиться пружине, возвращающей клапан в закрытое состояние. Устройство распределительного вала предполагает наличие двух кулачков для каждого цилиндра – по числу клапанов.

Устройство распределительного вала.

Следует отметить, что от распределительного вала также осуществляется привод топливного насоса и распределителя масляного насоса.

Принцип работы

Распределительный вал двигателя, располагаемый в блоке цилиндров, приводится в движение зубчатой или цепной передачей от коленвала.

Вращаясь, распредвал проворачивает располагающиеся на на нем кулачки, которые попеременно воздействуют на впускные и выпускные клапана цилиндров, обеспечивая их открывание-закрывание в определенном порядке, уникальном для каждой модели ДВС.

Рабочий цикл двигателя (поочередное движение каждого из клапанов цилиндров) осуществляется за 2 оборота коленвала. За это время распределительный вал должен выполнить только один оборот, поэтому его шестерня имеет вдвое больше зубьев.

В одном ДВС может быть больше одного распределительного вала. Их точное количество определяется конфигурацией двигателя. Наиболее распространенные бюджетные рядные моторы, имеющие по паре клапанов для каждого цилиндра, оборудуются только одним распредвалом. Для систем с двумя парами клапанов нужно использовать уже два распределительных вала. Например, силовые агрегаты с другим расположением цилиндров имеют или единственный распределительный вал, установленный в развале, или пару – для каждой головки блока отдельно.

Поломки распредвала

Существует довольно много причин, по которым в работу двигателя вплетается стук распредвала, что свидетельствует о появлении проблем с ним. Вот только наиболее типичные из них:

    Распределительный вал требует должного ухода: замену сальников, подшипников и периодичной дефектовке.

  1. износ кулачков, что ведет к появлению стука сразу только при запуске, а потом и все время работы двигателя;
  2. износ подшипников;
  3. механическая поломка одного из элементов вала;
  4. проблемы с регулировкой подачи топлива, из-за чего возникает асинхронность взаимодействия распредвала и клапанов цилиндров;
  5. деформация вала, ведущая к осевому биению;
  6. некачественное моторное масло, изобилующее примесями;
  7. отсутствие моторного масла.

По утверждениям специалистов при возникновении легкого стука распредвала автомобиль может ездить еще не один месяц, но это ведет к усиленному износу цилиндров и других деталей. Поэтому при обнаружении проблемы следует заняться ее устранением. Распредвал – разборный механизм, поэтому ремонт чаще всего осуществляется методом замены его всего или только некоторых элементов, например, подшипников.

Связанные термины

  • Ремень ГРМ
  • Головка блока цилиндров
  • Гидрокомпенсатор

Разновидности шкивов:

Клиновидные:

Это ручьевые шкивы, которые обычно находят применение в работе со стандартными ремнями. Могут быть с 1, 2, 3, 4, 5, 6 и даже 10 ручьями. Обычно используются для силового оборудования (передачи), в котором нет установленного обозначения. Они помогают ремню проскальзывать, если вдруг усилиться нагрузка. В этом случае ремень не порвется.

Зубчатые шкивы:

Этот тип применяют, если ремни имеют метрический шаг зуба или же для ремней с гетероцепными полимерами (полиуретан). Они не отличаются высокой износостойкостью, но предназначены для больших показателей мощности.

Шкивы ременные:

Они уменьшают вибрацию узлов, и как следствие, поломку узлов, а так же дают нешумный, плавный ход.

Клиновидные шкивы:

Самый популярный тип. Состоит из ведущего и ведомого шкива, а так же из клиновидных ремней вокруг шкива.

Вариаторные:

Имеют тот же принцип, что и ременная передача. Т.е. передают движение от двигателя к узлу с помощью ремня. Это механическая передача, которая имеет бесступенчатую регулировку.
Кроме этого есть еще плоские и поликлиновые шкивы. Они используются менее, чем другие. В любом случае, перед тем как продать любой шкив, он проходит отбалансировку. Используя шкивы, ощутимо экономятся средства на обслуживание и ремонт оборудования.

«Мир Привода» в своем ассортименте имеет различные виды шкивов. Все они отличного качества и имеют все надлежащие сертификаты. Покупайте только лицензированное оборудование у официального дилера.

Оставьте комментарий