Распределительный вал: износ, причины, функции

Распределительный вал выполняет ключевую функцию в клапанном механизме и двигателе в целом. Из чего он сделан и как он работает? Как распознать симптомы и причины износа распределительного вала? Ответы на эти вопросы вы найдете в этой статье.

Распределительный вал может напоминать «просто» металлический стержень с выступами, но он выполняет чрезвычайно важную функцию. Его основная задача — управлять работой впускных и выпускных клапанов, открывая и закрывая их. Таким образом, он отвечает за подачу топливно-воздушной смеси в цилиндры и опорожнение цилиндров от продуктов сгорания. Он также участвует в смазывании двигателя и может приводить в действие устройство зажигания, масляный насос, топливный насос или насос впрыска. Устанавливается в четырехтактных поршневых двигателях.

Конструкція та функції розподільчого вала

Распределительный вал — это металлический стержень, на котором расположены кулачки, шейки подшипников и эксцентрики. Он также включает в себя переднюю часть, которая служит для привода распределительного вала, и шестерню, которая отвечает за приведение в действие различных механизмов двигателя. Количество кулачков на распределительном валу не случайно, оно соответствует количеству клапанов, работающих в двигателе. Кулачки точно выровнены друг к другу и к этим клапанам. Их форма, диаметр и конструкция также имеют важное значение. Распределительный вал индуктивно удерживается, что предотвращает образование микротрещин на его поверхности и продлевает срок его службы.

Когда распределительный вал вращается, его кулачки, соприкасаясь с корпусом клапана, проталкивают корпус в цилиндр, то есть клапан открывается. Распределительный вал продолжает вращаться, а кулачок продолжает двигаться по корпусу клапана. Головка клапана возвращается в исходное положение с помощью пружины. Один кулачок соответствует одному клапану. Время открытия и закрытия отдельных клапанов одинаковый благодаря расположению кулачков на распределительном валу.

Кулачки распределительного вала

Кулачки являются важнейшими компонентами распределительного вала. Они отвечают за открытие и закрытие клапанов в нужный момент времени. Они также влияют на наполнение и опорожнение камеры сгорания газами. Существует 3 типа контура кулачков: тангенциальный, гармонический и синтетический. Обычно они изготавливаются из легированных хромом сталей или цементированных сталей. Также можно встретить кулачки из легированного чугуна с добавлением хрома. Кулачки обычно наплавляются на вал, но также доступны кулачки, которые надеваются на вал.

Распределительный вал против коленчатого вала

Распределительный вал взаимодействует с коленчатым валом. Именно коленчатый вал приводит в движение распределительный вал. За один цикл работы двигателя происходит два оборота коленчатого вала и один оборот распределительного вала. В течение двух полных оборотов коленчатого вала распределительный вал открывает впускные клапаны, закрывает их, открывает выпускные клапаны и закрывает их. После этого весь процесс начинается снова.

Время открытия клапанов

Дается не в единицах времени, а на основе угла поворота коленчатого вала. Во время процесса клапан выходит из положения покоя, чтобы правильная газовая смесь попала в камеру сгорания. В этом процессе важны два значения — верхнее и нижнее положение мертвой точки поршня (сокращенно ВМТ и НМТ). Кулачки распределительного вала должны открыть впускные клапаны до того, как поршень достигнет ВМТ. В случае с ВМТ выпускные клапаны должны оставаться открытыми еще некоторое время после того, как поршень превысит ВМТ, поскольку газы не могут выйти сразу после достижения ВМТ. Коленчатый вал совершает поворот на 180 градусов на расстоянии между ВМТ и ММТ. Время открытия клапанов превышает 250 градусов поворота вала, в зависимости от модели двигателя и вала.

Из какого материала изготовлен распределительный вал?

Распределительный вал работает в тяжелых условиях. На него действуют силы трения, изгибания и скручивания. Поэтому для его изготовления используют самые прочные и твердые материалы. Обычно валы кованые, литые или изготовленные из холоднотянутой трубы.

• Если используется низколегированная и углеродистая сталь, валы кованые. Рабочая поверхность кулачков, шеек и эксцентриков таких валов цементируется и закаляется.
• Если используется ковкий или легированный чугун, валы отливают, а затем закаляют. Поверхность шеек и эксцентриков закаляется на глубину 2-7 мм.
• Если вал холоднотянутый, после этого процесса поверхности под шейками закаляются и шлифуются, а кулачки напрессовываются на вал машинным способом.

Причины заклинивания распределительного вала

• Трение. Трение — это сигнал о быстром прогрессирующем износе деталей. Оно вызвано недостаточной смазкой или недостаточным сопротивлением материала под нагрузкой. Причинами недостаточной смазки могут быть слишком узкие шины, подающие масло, изношенный масляный насос или заливка в двигатель неправильного масла.
• Использование неправильного масла. Масло, которое использует водитель, слишком жидкое и не работает при больших нагрузках на двигатель.
• Ошибки монтажа. Могут быть вызваны туго затянутыми болтами, но такие ситуации случаются редко.

Симптомы неисправности распределительного вала

Заклинивший вал может вызвать, среди прочего, неравномерную работу двигателя и ощутимое падение его мощности. Дизельные двигатели также будут дымить/гореть на высоких оборотах. Изношенный распределительный вал — один из самых дорогих ремонтов.

Как проверить распределительный вал?

Состояние кулачков распределительного вала можно увидеть через крышку маслозаливной горловины. Там можно увидеть фрагменты одного или нескольких поврежденных кулачков. Однако не на каждом автомобиле можно что-то увидеть.

Также можно снять клапанную крышку, но на некоторых моделях автомобилей это сложная операция.

Замена распределительного вала

Чтобы предотвратить повреждение нового вала старыми скользящими элементами, их всегда следует заменять вместе с валами. Подшипники также подлежат замене. Необходимо также проверить подачу смазки к точкам смазки.

В ходе ремонтных работ механик должен подготовить головку под восстановленные распределительные валы, заменить уплотнители, прокладки, толкатели клапанов и привод клапанов — поэтому эта работа может стоить немало.

Как зафиксировать распределительный вал?

Когда нужно заменить ремень ГРМ, очень полезными являются фиксаторы ГРМ. Даже незначительное случайное вращение шкива распределительного или коленчатого вала может привести к неправильной установке ремня ГРМ. Блокиратор ГРМ поможет избежать этого.

Можно восстановить изношенный распределительный вал. На кулачки наносится дополнительный слой материала, так называемый процесс наплавки. Деталь также проходит термохимическую обработку, чтобы обеспечить достаточную прочность.

На что следует обратить внимание при установке распределительного вала?

При установке новой детали следует обратить внимание на зазоры клапанов, последовательность затяжки и соосность коленчатого вала (это поможет избежать неправильной нагрузки и преждевременного износа детали) с соблюдением правильных моментов затяжки. В зависимости от автомобиля может потребоваться регулировка. Для работы вам понадобятся специальные инструменты — вы можете проверить, какие именно инструменты вам понадобятся, в сервисной книжке вашего автомобиля.

Подумайте дважды, прежде чем заменить старую деталь спортивным распределительным валом. Простая установка спортивного распределительного вала не приведет к заметному увеличению мощности и крутящего момента двигателя. Для достижения успеха необходимо провести модификацию двигателя, например, чип-тюнинг. Также необходимо вмешаться в выхлопную систему, систему питания, управляющую электронику, а также в передаточные числа коробки передач. Помните, что установка более острого распределительного вала приводит к тому, что «разогнанный» автомобиль хуже ведет себя при плавной (нормальной) езде. Чем острее вал, тем хуже двигатель работает на низких оборотах. Поэтому такие детали подходят только для динамичной, спортивной езды. Спортивные распределительные валы в «обычных» автомобилях способствуют повышению расхода топлива и ухудшению чистоты выхлопа — в выхлоп попадает слишком много несгоревшей топливно-воздушной смеси.

Как ухаживать за распределительным валом, чтобы он служил дольше?

Регулярная замена масла и использование высококачественных смазочных материалов имеют фундаментальное значение. Следует устанавливать масляные фильтры от проверенных производителей, поскольку поверхности скольжения распределительного вала чувствительны к загрязнениям, содержащимся в масле. Также стоит использовать промывку двигателя. Мы рекомендуем осторожно обращаться с холодным двигателем, поскольку распределительные валы являются одними из последних компонентов, которые смазываются при запуске двигателя.