Розподільчий вал газорозподільного механізму або «распредвал» відповідає за відкриття і закриття клапанів в чотиритактних двигунах внутрішнього згоряння. Від форми і виконання распредвала сильно залежать кінцеві динамічні показники вашого автомобіля. Распредвали встановлюються на всі типи ДВС. У багатьох двигунах распредвал передає руху для роботи масляного і паливного насосів.
Розташування распредвала в двигуні
Існує два види двигунів внутрішнього згоряння: двигуни з верхнім розташуванням распредвала і з нижнім. До 1950-х років двигуни автомобілів в основному були ніжнеклапанний. Розподільчий вал розташовувався в нижній частині двигуна, клапани встановлювалися тарілками вгору. Такі двигуни були дешевшими у виробництві, а й менш продуктивними. Потім від такої схеми відмовилися і прийшли до всіх нас звичною голівці циліндрів з встановленим в ній розподілвалом і клапанами, що відкриваються вниз. Однак, на деяких сучасних двигунах досі діють нижневальном системи з верхнім розташуванням клапанів.
ГБЦ з верхнім розташуванням розподілвалів
Розріз двигуна з нижнім розташуванням розподілвалів
Нижневальном двигун відрізняється тим, що в ньому додатково встановлюються штанги, що компенсують відстань від кулачків распредвала до штовхачів клапанів в голівках циліндрів.
Газорозподільні механізми з верхнім розташуванням клапанів:
а - з нижнім розташуванням розподільного вала: 1 - розподільний вал; 2 - штовхач; 3 - штанга; 4 - вісь коромисел; 5 - коромисло; 6 - пружина; 7 - клапан;
б - з верхнім розташуванням розподільного вала: 1 - гвинт; 2 - контргайка; 3 - коромисла; 4 - розподільний вал.
Більш ранні моделі двигунів мають один распредвал, на якому розташовані кулачки для відкриття / закриття клапанів на впуск і на випуск. На сучасні продуктивні двигуни встановлюються окремо впускний і випускний распредвал.
Принцип роботи распредвала
Розподільчий вал має особливу форму: на типовому циліндричному валу розташовані кулачки і шийки распредвала. Підшипник распредвала має форму втулки або вкладиша і примусову систему мастила.
Втулка і вкладиші распредвала
Шток здійснює обертання разом з колінчастим валом двигуна, але обертається в 2 рази повільніше. Для обертання распредвала використовуються ланцюгові, ремінні, зубчасті передачі. Завдяки формі кулачків распредвала формуються фази газорозподілу, клапана відкриваються в потрібний момент, забезпечуються умови роботи двигуна. Змінюючи геометрію кулачків, можна домогтися поліпшення роботи двигуна.
Шток Nissan Patrol
1 - болти; 2 - приводний шестерня розподільника; 3 - шайба; 4 - зірочка распредвала; 5 - наполеглива пластина; 6 - шпонка; 7 - робочий виступ кулачка; 8 - розподільний вал;
9 - опорна шийка распредвала.
Через різні штовхачі, рокери, або майже прямо через гидрокомпенсатори кулачок распредвала натискає на підпружинений клапан, відкриваючи його. Далі, проходячи вершину кулачка, клапан відкривається на максимальну відстань і плавно закривається проходячи по зворотній його частини. Геометрія кулачків распредвала дозволяє відносно плавно взаємодіяти з штовхачами клапана, від їх форми залежить характеристика распредвала.
На распредвали кулачки розташовані під особливими кутами, завдяки чому і формуються фази газорозподілу. На різних двигунах кути фаз можуть трохи відрізнятися. Наприклад, якщо порівнювати бензиновий двигун і дизель, стандартні розподільчі вали, розраховані на міську їзду, матимуть схожу будову.
Якщо розглядати спортивний распредвал. створений для швидкої, динамічної їзди, на відміну від звичайного, він буде мати більш широкий профіль, що дозволить, наприклад, раніше відкривати клапан, довше тримати його відкритим. Такі вали покращують динаміку, але позначаються на економічності двигуна.
На двигунах з ЕБУ встановлюється датчик распредвала. Це пристрій постійно визначає його положення, що дозволяє синхронізувати електронні системи подачі палива з роботою клапанів.
Геометричні форми кулачків
Окремо варто зупинитися на шестернях распредвалов. Механізм ГРМ вимагає точної їх налаштування. Часто достатньо виставити елементи по «контрольним точкам». Для більш точного налаштування роботи распредвала існує розрізна шестерня распредвала. Принцип в тому, що зубці шестерні фіксуються на болтах щодо її заснування. Відкрутивши болти можна, коригувати положення шестерні на 5-10º, що дозволяє виставити ГРМ в більш оптимальне положення.
Розрізна і проста шестерінки распредвала двигуна ВАЗ 2106
На сучасних дорогих двигунах цей процес автоматизований, застосовуються муфти распредвала з гідравлічним управлінням. Датчик положення розподільного повідомляє бортовим комп'ютерам поточний кут і обороти, що дозволяє управляти фазами газорозподілу, коригувати їх для різних режимів двигуна.
ГРМ з гідроуправляемимі муфтами
Експлуатація та ремонт розподілвалів
Розподільчий вал- деталь досить надійна, яка «проходить» як мінімум, до першого серйозного ремонту двигуна. У разі, якщо у вас класична модель двигуна без гидрокомпенсаторов, через кожні 10-15 тисяч кілометрів необхідно контролювати зазори распредвала з рокерами, виконувати їх настройку. У всіх типах двигунів слід контролювати натяжку ременя або ланцюга ГРМ. Подібні вузли мають обмежений ресурс роботи. Згодом ланцюга можуть розтягуватися і зачіпати в роботі блок двигуна.
несправності розподілвалів
Распредвали, як і всі «труться» деталі, піддаються механічному зносу. Також приходять в непридатність підшипники, може зруйнується і втратити форму сальник распредвала. Поломка распредвала може надалі вивести з ладу інші механізми двигуна.
Причинами подібних проблем можуть бути:
- природний знос распредвала;
- низька якість масла;
- недостатній тиск масла;
- недостатній рівень масла;
- порушення температурних режимів роботи двигуна (поза робочого діапазону температур масло стає рідким і частково втрачає свої властивості);
- механічні пошкодження, наприклад натяжна ролик і ремінь распредвала мають обмежений термін експлуатації, при розриві ременя ГРМ двигун і розподільні вали можуть отримати значну шкоду.
Діагностика та ремонт распредвала
Можливі проблеми з розподільчим видає шум при його роботі. Причиною шуму може бути підшипник распредвала, що вимагає заміни.
Якщо стукає распредвал, скоріш за все, вироблення робочих поверхонь привела до критичних люфтам. Зазвичай вали мають допуски на розмір вироблення і викривлення. У разі виникнення шумів необхідно виконати виміри поверхонь распредвала. Стук распредвала - привід терміново звернутися в сервісний центр.
Падіння тиску масла в двигуні також може вказувати на знос распредвала.
Замір діаметра шийок распредвала мікрометрів
Якщо з'явилася помилка ЕБУ про порушення сигналу дпрв (датчик положення распредвала), то необхідно перевірити сам датчик. Згодом датчики можуть виходити з ладу, або проблема тільки в контактах, загоряється «чек». Заміна датчика распредвала точно вирішить проблему, помилка повинна згаснути.
Як перевірити распредвал? Найнадійніший спосіб - зняти розподілвали. Якщо вони мають явні, відчутні задираки і смуги, необхідне відновлення або заміна. Для визначення точних значень вироблення потрібні мікрометри різних модифікацій. У разі, якщо ремонт неминучий, необхідно виконати повноцінну діагностику головки блоку циліндрів і всіх вузлів ГРМ.
Вироблення на шийці розподільного
Як відновити розподілвали? Распредвали, мають допустимі розміри вироблення і кривизни, підлягають відновленню. У разі відносно невеликого зносу вал лише трохи коректують шліфуванням. При більш значному зносі на поверхні наноситься гальванічне напилення хрому або заліза. Там, де необхідно значне відновлення, виконується наплавка металу за допомогою газової або зварки. Після виконується точна підгонка поверхонь контакту. Постіль распредвала (місце, куди встановлюється розподільний вал) проточується на спеціальному верстаті або вручну за допомогою «розгорток». Всі елементи ретельно шліфуються, доводяться до номінальних розмірів. Подібні процедури вимагають серйозних знань технології процесу і наявності спеціального устаткування.
Різні розгортки для посадочних місць шийок і підшипників распредвалов
Наплавлені кулачки распредвалов перед шліфуванням
заміна распредвала
Як встановити новий распредвал самому? Заміна распредвала - складна процедура, але, якщо ви володієте необхідними знаннями та навичками, таку операцію можна виконати і в умовах домашньої майстерні. До початку робіт ретельно вивчіть вузли і механізми двигуна, і дізнайтеся, як зняти його елементи.
Замінити розподільчий вал можна двома способами: знімаючи або не знімаючи головку блоку циліндрів. Якщо зважитеся «зняти голову», враховуйте необхідність покупки нової прокладки.
Головка блоку циліндрів ВАЗ 2106
1 - головка циліндрів; 2 - розподільний вал; 3 - задній корпус підшипників розподільного вала; 4 - прокладка; 5 - кришка головки циліндрів; 6 - передній корпус підшипників розподільного вала; 7 - сальник распредвала
Заміна распредвала двигуна ВАЗ 2106
1. Знімаємо кожух повітряного фільтра і сам фільтр (він буде заважати роботі). Для цього необхідного відкрутити гайки шпильок кожуха фільтра.
2. Демонтуємо кришку головки блоку циліндрів (вона ж «клапанна кришка»).
3. Відгинаємо край стопорною шайби-зірочки распредвала.
4. Послаблюємо ланцюг ГРМ. Для цього необхідно монтуванням послабити гайку натяжителя зсередини кожуха і зафіксувати його положення затягуванням гайки.
5. Необхідно поставити колінчастий вал в положення 3 - довга ризику (відповідає закінченню стиснення в четвертому циліндрі), а мітку зірочки розподільного вала потрібно поєднати з міткою ліжку.
Схема міток шківа колінчастого вала
Зірочка распредвала поєднана з міткою
6. Зняти болт зірочки распредвала.
7. Ланцюг і зірочку пов'язати дротом, зняти зірочку, укласти ланцюг в блоці.
8. Відокремити кріплення корпусу распредвала і зняти його з шпильок.
9. Знявши кріплення, демонтувати завзятий фланець.
10. Дістати распредвал з корпусу.
11. Зібрати деталі і вузли в зворотному порядку. Затягування болтів слід виконувати, дотримуючись порядок і контролюючи момент затяжки.
Положення шпонки при складанні
На сьогоднішній день распредвал залишається незамінною деталлю. При належній експлуатації він може прослужити вам протягом всього терміну експлуатації двигуна. Установка распредвала без перевірки і доопрацювання поверхонь може привести до прискореного його зносу. Із заміною распредвала рекомендують поміняти інші елементи, що працюють з ним в контакті.