Устройство распредвала: Газораспределительный механизм (ГРМ) — назначение и устройство — Официальная продажа грузовиков MAN и Mercedes, а также полуприцепов Wielton и Shmitz по России

Содержание

Газораспределительный механизм (ГРМ) — назначение и устройство

Газораспределительный механизм (ГРМ) обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов.

Он включает в себя элементы привода, распределительную шестерню, распределительный вал, детали привода клапанов, клапана с пружинами и направляющие втулки.

Распределительный вал служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя. Распредвалы отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Трущиеся поверхности распределительных валов для уменьшения износа подвергнуты закалке при помощи нагрева токами высокой частоты.

Распредвал может располагаться в картере двигателя либо в головке блока цилиндров. Существуют двигатели с двумя распредвалами в головке цилиндров (в многоклапанных ДВС). Один используется для управления впускными клапанами, второй – выпускными. Такая конструкция называется DOHC (Double Overhead Camshaft). Если распредвал один, то такой ГРМ именуется SOHC (Single OverHead Camshaft). Распредвал вращается на цилиндрических шлифованных опорных шейках.

Привод клапанов осуществляется расположенными на распределительном валу кулачками. Количество кулачков зависит от числа клапанов. В разных конструкциях двигателей может быть от двух до пяти клапанов на цилиндр (3 клапана – два впускных, один выпускной; 4 клапана – два впускных, два выпускных; 5 клапанов – три впускных, два выпускных). Форма кулачков определяет моменты открытия и закрытия клапанов, а также высоту их подъема.

Привод распределительного вала от коленчатого вала может осуществляться одним из трех способов: ременной передачей, цепной передачей, а при нижнем расположении распредвала — зубчатыми шестернями. Цепной привод отличается надежностью, но его устройство сложнее и цена выше. Ременной привод существенно проще, но ресурс зубчатого ремня ограничен, а в случае его разрыва могут наступить тяжелые последствия.

При обрыве ремня распредвал останавливается, а коленвал продолжает вращаться. Чем это грозит?

В простых двухклапанных моторах, где, как правило, поршень конструктивно не достает до головки открытого клапана, ремонт ограничивается заменой ремня. В современных многоклапанных двигателях при обрыве ремня поршни ударяются о клапана, «зависшие» в открытом состоянии. В результате сгибаются стержни клапанов, а также могут разрушиться направляющие втулки клапанов. В редких случаях разрушается поршень.

Еще тяжелее при обрыве ремня приходится дизелям.

Так как камера сгорания у них находится в поршнях, то в ВМТ у клапанов остается очень мало места. Поэтому при зависании открытого клапана разрушаются толкатели, распредвал и его подшипники, велика вероятность деформирования шатунов. А если обрыв ремня произойдет на высоких оборотах, возможно даже повреждение блока цилиндров.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленвала.

За это время должны последовательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра. Поэтому распредвал должен вращаться в два раза медленнее коленвала, а, следовательно, шестерня распредвала всегда в два раза больше шестерни коленвала. Клапаны в цилиндрах должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан должен быть открыт, а при тактах сжатия, рабочего хода и выпуска – закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, для правильной установки на шестернях ГРМ делают метки.

Привод клапанов может осуществляться разными способами. При нижнем расположении распредвала, в картере двигателя, усилие от кулачков передается через толкатели, штанги и коромысла. При верхнем расположении возможны три варианта: привод коромыслами, привод рычагами и привод толкателями.

Коромысла

(другие названия – роликовый рычаг или рокер) изготавливают из стали.

Коромысло устанавливают на полую ось, закрепленную в стойках на головке цилиндров. Одной стороной коромысла упираются в кулачки распредвала, а другой воздействуют на торцевую часть стержня клапана.

В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. От продольного перемещения коромысло удерживается при помощи цилиндрической пружины. Статья опубликована в сообществе Машины. Во время работы двигателя в связи с нагревом клапанов их стержни удлиняются, что может привести к неплотной посадке клапана в седло. Поэтому между стержнем клапана и носком коромысла должен быть определенный тепловой зазор.

Во втором варианте распредвал располагается над клапанами, и приводит их в действие посредством рычагов. Кулачки распределительного вала действуют на рычаги, которые, поворачиваясь на сферической головке регулировочного болта, другим концом нажимают на стержень клапана и открывают его. Регулировочный болт ввернут во втулку головки цилиндров и стопорится контргайкой.

Существуют ГРМ, в которых между рычагом и клапаном устанавливается гидрокомпенсатор. Такие механизмы не требуют регулировки зазора.

И, наконец, при третьем варианте привода распределительный вал при вращении воздействует непосредственно на толкатель клапана. Существует три варианта исполнения толкателей – механические (жесткие), гидротолкатели (гидрокомпенсаторы) и роликовые толкатели. Первый тип в современных моторах практически не используется, в связи с большой шумностью работы и необходимостью частой регулировки зазора клапанов. Второй тип наиболее широко применяется, так как не требует настройки и регулировки теплового зазора, а работа отличается мягкостью и гораздо меньшим шумом.

Гидрокомпенсатор состоит из цилиндра, поршня с пружиной, обратного клапана и каналов для подвода масла. Работа гидрокомпенсатора основана на свойстве несжимаемости моторного масла, которое постоянно заполняет его внутреннюю полость и перемещает поршень при появлении зазора в приводе клапана.

Роликовые толкатели чаще всего применяются в спортивных и форсированных двигателях, так как позволяют улучшить динамические характеристики автомобиля за счет снижения трения. В месте контакта с кулачком распредвала у них находится ролик. Поэтому кулачок не трется, а катится по толкателю. Вследствие этого роликовые толкатели выдерживают более высокие нагрузки и обороты, а также позволяют обеспечить более высокий подъем клапанов. Недостатки – большая стоимость и вес, а, значит, и большие нагрузки на детали ГРМ.

Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов. Клапан состоит из головки и стержня. Головка клапана имеет узкую, скошенную под определенным углом, фаску. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла. Для этой цели их взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше. Клапаны во время работы двигателя нагреваются неодинаково.

Выпускные клапаны, контактирующие с отработанными газами, нагреваются больше. Поэтому их изготавливают из жароупорной стали.

Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержень выпускного клапана — полый, с натриевым наполнением для лучшего охлаждения. Стержни клапанов помещают в направляющих втулках, изготовленных из чугуна или металлокерамики. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.

Клапан прижимается к седлу при помощи цилиндрической стальной пружины. Кроме того, пружина не дает возможности клапану отрываться от коромысла. Пружина имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения ее вибрации. Другой вариант борьбы с вибрацией — установка двух пружин меньшей жесткости, имеющих противоположную навивку. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой – в упорную тарелку. Упорная тарелка удерживается на стержне клапана при помощи двух конических сухарей, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана.

Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя на стержни клапанов надеты маслоотражательные колпачки

Понравился материал? Поддержи «ВитебскАвтоСити», поделись с друзьями:

Что это — распредвал? Устройство, расположение, принцип работы

Двигатель автомобиля имеет сложное устройство. ДВС включает в себя множество различных систем, одна из которых – ГРМ. Этот механизм отвечает за своевременный впрыск смеси и выпуск ее газов после рабочего такта. Ключевой составляющей газораспределительного механизма является распредвал двигателя. Данный элемент может иметь разное расположение и разную конструкцию, однако функция его остается неизменной. Что такое распредвал, где он находится и как работает? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Описание

Итак, что такое распредвал? Это одна из составляющих ГРМ, которая выполняет функцию закрытия и открытия клапанов ДВС в определенный момент. Данный вал состоит из металлического стержня, на котором жестко закреплены «кулачки» – элементы, взаимодействующие с толкателями клапанов. Кулачки вращаются вместе с валом. Число их может быть разным. Однако оно всегда ограничено количеством клапанов двигателя. Вращается распредвал строго в соответствии со шкивом.

Однако это еще не все устройство вала. По бокам его можно найти опорные шейки. Они служат для удержания вала в подшипниках с обеих сторон. Кроме того, в стержне имеются масляные каналы. Именно по ним проходит смазка, которая далее распределяется на кулачках. Последние постоянно взаимодействуют с толкателями, а потому сильно нагружены. Масло разбрызгивается для того, чтобы уменьшить трение и износ. Также смазка попадает и на подшипники.

Особенности

Что такое распредвал и почему данный элемент настолько важен? Именно от него зависит момент открытия и закрытия клапанов, а соответственно правильность работы двигателя. Также рабочий цикл требует соблюдения точного момента перекрытия клапанов. Поэтому при малейшей неисправности распредвала двигатель начинает вести себя нестабильно.

Среди конструктивных особенностей стоит отметить численность зубьев шестерни этого элемента топливной системы. Их количество всегда вдвое больше, нежели у коленчатого. Почему так? Все просто: принцип работы ДВС таков, что за весь цикл работы коленчатый вал вращается два раза, а распределительный – один.

Численность, расположение

Сколько распределительных валов может быть в двигателе? Ранее автопроизводители практиковали установку лишь одного. Речь идет о классических четырехцилиндровых двигателях. Но в начале 2000-х годов многие компании стали использовать двигатели с двумя распредвалами. Число клапанов тоже возросло. Ранее их было восемь. Но с появлением двух распредвалов, количество клапанов увеличилось вдвое.

Теперь о расположении. Где находится распредвал? ВАЗ, а также многие европейские автопроизводители, практикуют установку двигателя с верхним расположением вала. Такая схема используется на 90 процентах современных авто. Но есть также моторы со средним положением распредвала. Как правило, это классические американские двигатели. Эта схема считается менее практичной, поскольку требует наличия длинных штанг, которые бы приводили в действие толкатели. С верхним расположением вала наличие штанг не требуется. К тому же выполнять ремонт или замену данного элемента намного проще. Достаточно открутить клапанную крышку, после чего будет обеспечен полнейший доступ к элементу ГРМ.

Принцип работы

Вращение такого элемента обеспечивается за счет шкива коленчатого вала, который зацеплен с шестерней распредвала между собой ремнем либо цепью. Последний вариант является устарелым, хотя он до сих пор применяется некоторыми производителями. Большинство же используют ременной привод, поскольку он более компактный и менее шумный. Распредвал устанавливается строго по меткам, поскольку важна точность открытия и закрытия клапанов ДВС. Также при неправильной установке клапана могут попросту повредиться.

А работает распредвал очень просто. Вращаясь, в действие приводятся и кулачки. Последние, в свою очередь, действуют на толкатели. За счет особой формы (схожей на каплю воды), кулачки при вращении двигают клапана на определенную высоту и таким же образом их закрывают. В это время смесь попадает в цилиндр, а далее после сгорания из камеры идут выхлопные газы.

Неисправности распредвала

Обычно данный механизм имеет такой же ресурс, что и сам двигатель. Однако случаются и исключения, особенно на старых двигателях (моторы классических «Жигулей» тому подтверждение). Кулачки изнашиваются, из-за чего образуется определенный зазор. Даже незначительный износ может спровоцировать неправильное газораспределение. Также можно услышать характерный стук распредвала. Все это говорит о том, что рабочая поверхность кулачков имеет износ. В таком случае механизм нужно заменить на новый либо восстановить и отрегулировать клапана по новым зазорам.

Заключение

Итак, мы выяснили, что такое распредвал. Данный элемент играет важную роль в газораспределительном механизме. Поэтому при первых признаках его износа следует обращаться за помощью к специалистам.

назначение, устройство, принцип действия. Всё про распредвал (распределительный вал) Конструкция распределительных валов их привод и монтаж

Окт 26 2014

Двигатель автомобиля представляет собой сложнейший механизм, одним из важнейших элементов которого является распределительный вал, входящий в состав ГРМ. От точной и бесперебойной работы распределительного вала во многом зависит нормальная работа двигателя.

Одну из самых важных функций в работе двигателя автомобиля выполняет распределительный вал, который является составной частью газораспределительного механизма (ГРМ). Распредвал обеспечивает впуск-выпуск тактов работы двигателя.

Такая конструкция позволяет ускорить и облегчить процесс обслуживания, включающий регулировку и ремонт распределительного вала, для которого потребуются запчасти на распредвал.

Устройство распределительного вала

Такой шкив распредвала, как разрезная шестерня, считается наиболее практичным и эффективным вариантом, поэтому достаточно часто используется для тюнинга двигателей с целью увеличения их мощности.

Подшипники, внутри которых происходит вращение опорных шеек распредвала, располагаются на головке блока цилиндров. Если крепления шеек выходят из строя, для их ремонта используют ремонтные вкладыши распределительного вала.

Для того чтобы избежать осевого люфта, в конструкцию распределительного вала входят специальные фиксаторы.

Непосредственно по оси вала проходит сквозное отверстие, предназначенное для смазки трущихся деталей. Это отверстие закрывается сзади при помощи специальной заглушки распределительного вала.

Важнейшей составной частью распредвала являются кулачки, количество которых указывает на количество впускных-выпускных клапанов. Кулачки отвечают за выполнение основной функции распределительного вала — регулирование фаз газораспределения двигателя и регулирование порядка работы цилиндров.

Каждый клапан оснащен кулачком. Кулачок набегает на толкатель, способствуя открыванию клапана. После того, как кулачок сходит с толкателя, мощная возвратная пружина обеспечивает закрывание клапана.

Кулачки распределительного вала находятся между опорными шейками. Газораспределительную фазу распредвала, зависящую от числа оборотов двигателя и от конструкции впускных-выпускных клапанов, определяют опытным путем. Подобные данные для конкретной модели двигателя можно найти в специальных таблицах и диаграммах, которые специально составляет производитель.

Как работает распределительный вал?

Конструктивно распредвал располагается в развале блока цилиндров. Зубчатая или цепная передача коленвала приводит в действие распредвал.

Когда распределительный вал вращается, кулачки оказывают воздействие на работу клапанов. Данный процесс будет происходить правильно только в случае строгого соответствия с порядком работы цилиндров двигателя и с фазами газораспределения.

Для того чтобы были установлены соответствующие фазы газораспределения, на приводной шкив или на распределительные шестерни наносятся специальные установочные метки. Кроме этого, необходимо, чтобы кулачки распределительного вала и кривошипы коленчатого вала находились в строго определенном положении по отношению друг к другу.

Когда установка производится по меткам, удается достичь соблюдения правильной последовательности тактов — порядка работы цилиндров двигателя, который, в свою очередь, зависит от расположения самих цилиндров, а также от особенности конструкции коленчатого и распределительного валов.

Рабочий цикл двигателя

Рабочим циклом двигателя называется период, за время которого впускной и выпускной клапаны открываются по одному разу. Как правило, период проходит за два оборота коленвала. За это время распределительный вал, шестерня которого имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, делает один оборот.

Количество распределительных валов в двигателе

На количество распредвалов непосредственно влияет конфигурация двигателя. Двигатели, которые отличаются рядной конфигурацией, а также имеют одну пару клапанов на цилиндр, оснащаются одним распределительным валом. Если для каждого цилиндра предусмотрено по четыре клапана, двигатель оборудуется двумя распредвалами.

Двигатели оппозитные и V-образные отличаются наличием одного распредвала в развале либо имеют два распределительных вала, каждый из которых находится в головке блока. Бывают и исключения из общепринятых правил, связанные в первую очередь с конструктивными особенностями двигателя.

«Механизм газораспределения двигателя»

Цель работы: изучить назначение, устройство, принцип действия, конструкцию газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя.

Ход работы:

Газораспределительным называется механизм, осуществляющий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.

Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для своевременного впуска горючей смеси или воздуха в цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров отработавших газов. В двигателях автомобилей применяются газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов позволяет увеличить степень сжатия двигателя, улучшить наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и упростить техническое обслуживание двигателя в эксплуатации. Двигатели автомобилей могут иметь газораспределительные механизмы различных типов (рисунок 1 ), что зависит от компоновки двигателя и, главным образом, от взаимного расположения коленчатого вала, распределительного вала и впускных и выпускных клапанов. Число распределительных валов зависит от типа двигателя.

При верхнем расположении распределительный вал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов производится непосредственно от распределительного вала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.

Верхнее расположение распределительного вала упрощает конструкцию двигателя, уменьшает массу и инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей механизма и обеспечивает высокую надежность и бесшумность его работы при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Цепной и ременный приводы распределительного вала также обеспечивают бесшумную работу газораспределительного механизма.

При нижнем расположении распределительный вал устанавливается в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Открытие и закрытие клапанов производится от распределительного вала через толкатели штанги и коромысла. Привод распределительного вала осуществляется с помощью шестерен от коленчатого вала. При нижнем расположении распределительного вала усложняется конструкция газораспределительного механизма и двигателя. При этом возрастают инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределительного механизма. Число распределительных валов в газораспределительном механизме и число клапанов на один цилиндр зависят от типа двигателя. Так, при большем числе впускных и выпускных клапанов обеспечивается лучшие наполнение цилиндров горючей смесью и их очистка от отработавших газов . В результате двигатель может развивать большие мощность и крутящий момент. При нечетном числе клапанов на цилиндр число впускных клапанов на один клапан больше, чем выпускных.

Конструкция и работа газораспределительного механизма

Газораспределительные механизмы независимо от расположения распределительных валов в двигателе включают в себя клапанную группу , передаточные детали и распределительные валы с приводом .

В клапанную группу входят впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки клапанов и пружины клапанов с деталями крепления.

Передаточными деталями являются толкатели, направляющие втулки толкателей, штанги толкателей, коромысла, ось коромысел, рычаги привода клапанов, регулировочные шайбы и регулировочные болты. Однако при верхнем расположении распределительного вала толкатели, направляющие втулки и штанги толкателей, коромысла и ось коромысел обычно отсутствуют.

На рисунке 2 представлен газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением клапанов, с верхним расположением распределительного вала с цепным приводом и с двумя клапанами на цилиндр. Он состоит из распределительного вала 14 с корпусом 13 подшипников, привода распределительного вала, рычагов 11 привода клапанов, опорных регулировочных болтов 18 клапанов 1 и 22, направляющих втулок 4, пружин 7 и 8 клапанов с деталями крепления.

Рисунок 2 – Газораспределительный механизм легкового автомобиля с цепным приводом

1, 22 – клапаны; 2 – головка; 3 – стержень; 4, 20 – втулки; 5 – колпачок; 6 – шайбы; 7, 8, 17 – пружины; 9 – тарелка; 10 – сухарь; 11 – рычаг; 12 – фланец; 13 – корпус; 14 – распределительный вал; 15 – шейка; 16 – кулачок; 18 – болт; 19 – гайка; 21 – пластина; 23 – кольцо; 24, 27, 28 – звездочки; 25 – цепь; 26 – успокоитель; 29 – палец; 30 – башмак; 31 – натяжное устройство

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал – пятиопорный, отлит из чугуна. Он имеет опорные шейки 15 и кулачки 16 (впускные и выпускные). Внутри вала проходит канал, через который подводится масло от средней опорной шейки к другим шейкам и кулачкам. К переднему торцу вала крепится ведомая звездочка 24 цепного привода. Вал устанавливается в специальном корпусе 13 подшипников, отлитом из алюминиевого сплава, который закреплен на верхней плоскости головки блока цилиндров. От осевых перемещений распределительный вал фиксируется упорным фланцем 12, который входит в канавку передней опорной шейки вала и прикрепляется к торцу корпуса подшипников.

Привод распределительного вала осуществляется через установленную на нем ведомую звездочку 24 двухрядной роликовой цепью 25 от ведущей звездочки 28 коленчатого вала. Этой цепью также вращается звездочка 27 вала привода масляного насоса. Привод распределительного вала имеет полуавтоматический натяжной механизм, состоящий из башмака и натяжного устройства. Цепь натягивается башмаком 30, на который воздействуют пружины натяжного устройства 31. Для гашения колебаний ведущей ветви цепи служит успокоитель 26. Башмак и успокоитель имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. Ограничительный палец 29 предотвращает спадание цепи при снятии на автомобиле ведомой звездочки распределительного вала.

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапаны установлены в головке блока цилиндров в один ряд под углом к вертикальной оси цилиндров двигателя. Впускной клапан 1 для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью имеет головку большего диаметра, чем выпускной клапан. Он изготовлен из специальной хромистой стали, обладающей высокой износостойкостью и теплопроводностью. Выпускной клапан 22 работает в более тяжелых температурных условиях, чем впускной. Он выполнен составным. Его головку делают из жаропрочной хромистой стали, а стержень – из специальной хромистой стали.

Каждый клапан состоит из головки 2 и стержня 3. Головка имеет конусную поверхность (фаску), которой клапан при закрытии плотно прилегает к седлу из специального чугуна, установленному в головке блока цилиндров и имеющему также конусную поверхность.

Стержень клапана перемещается в чугунной направляющей втулке 4, запрессованной и фиксируемой стопорным кольцом 23 в головке блока цилиндров, обеспечивающей точную посадку клапана. На втулку надевается маслоотражательный колпачок 5 из маслостойкой резины. Клапан имеет две цилиндрические пружины: наружную 8 и внутреннюю 7. Пружины крепятся на стержне клапана с помощью шайб 6, тарелки 9 и разрезного сухаря 10. Клапан приводится в действие от кулачка распределительного вала стальным кованным рычагом 11, который опирается одним концом на регулировочный болт 18, а другим – на стержень клапана. Регулировочный болт имеет сферическую головку. Он ввертывается в резьбовую втулку 20, закрепленную в головке блока цилиндров и застопоренную пластиной 21, и фиксируется гайкой 19. Регулировочным болтом устанавливается необходимый зазор между кулачком распределительного вала и рычагом привода клапана, равный 0,15 мм на холодном двигателе и 0,2 мм на горячем двигателе (прогретом до 75…85 °C). Пружина 17 создает постоянный контакт между концом рычага привода и стержнем клапана.

Есть три важные характеристики конструкции распределительного вала, они и управляют кривой мощности двигателя: фазы газораспределителя распредвала, продолжительность открывания клапана и величина подъема клапанов. Далее в статье мы расскажем, что представляет собой конструкция распределительных валов и их привода.

Подъем клапана обычно рассчитывается в миллиметрах и представляет собой то расстояние, на которое клапан максимально отойдет от седла. Продолжительность открытия клапанов — это период времени, который измеряется в градусах поворота коленвала.

Продолжительность можно измерить различными путями, но из-за максимального потока при небольшом подъеме клапана, продолжительность обычно меряют после того, как клапан уже поднялся от седла на некоторую величину, часто она составляет 0,6 или 1,3 мм. Например, у конкретного распределительного вала может быть продолжительность открывания в 2000 поворотов при подъеме в 1,33 мм. В результате, если использовать подъем толкателя в 1,33 мм в качестве точки остановки и начала подъема клапана, распределительный вал будет удерживать клапан в открытом состоянии в течение 2000 поворота коленвала. Если продолжительность открытия клапана будет измеряться при нулевом подъеме (когда он только отходит от седла или находится в нем), то продолжительность положения коленвала будет составлять 3100 или даже более. Момент, когда определенный клапан закрывается или открывается, часто называют фазой газораспределения распредвала . Например, распределительный вал может производить действие по открытию впускного клапана при 350 до верхней мертвой точке и закрывать его при 750 после нижней мертвой точки.

Увеличение расстояния подъема клапана может быть полезным действием в увеличении мощности мотора, так как мощность можно добавить без существенного вмешательства в характеристики двигателя, особенно на низких оборотах. Если углубиться в теорию, то ответ на данный вопрос будет довольно простым: такая конструкция распределительного вала при коротком времени открытия клапанов нужна, для того чтобы увеличить максимальную мощность двигателя. Работать это теоретически будет. Но, механизмы привода в клапанах не такие и простые. В таком случае высокая скорость движения клапанов, которые обуславливаются этими профилями, значительно уменьшит надежность двигателя.

Когда скорость открывания клапана увеличится, то на передвижения клапана из закрытого положения до полного его подъема и возвращения с точку отправления остается меньше времени. В случае если время движения станет еще короче, понадобятся клапанные пружины с большим усилием. Часто это становится механически невозможным, не говоря уже о том, чтобы привести в движение клапаны на довольно низких оборотах.

В результате, что же является надежным и практичным значением максимального подъема клапана? Распределительные валы с величиной подъема, больше 12,8 мм (минимум для мотора в котором привод осуществляется при помощи шлангов), находятся в непрактичной для обычных моторов области. Распределительные валы с продолжительностью впускного такта менее 2900, которые сочетаются с величиной подъема клапана больше чем на 12,8 мм, обеспечивают очень высокие скорости закрывания и открывания клапанов. Это, безусловно, создаст дополнительную нагрузку на механизм привода клапанов, что существенно уменьшает надежность: кулачков распределительного вала, направляющих втулок клапанов, стержней клапанов, клапанных пружин. Впрочем, вал с высокой скоростью подъема клапанов может работать в начала очень даже неплохо, однако срок службы направляющих и втулок клапанов, скорее всего не превысит 22000 км. Хорошо, что большинство фирм-производителей распределительных валов конструируют свои детали так, что в них обеспечен компромисс между продолжительности открывания клапанов и значениями подъема, при надежности и долгом сроке службы.

Продолжительность такта впуска и обсуждаемые подъем клапанов не являются только одними элементами конструкции распределительного вала, влияющие на конечную мощность двигателя. Моменты, закрытия и открытия клапанов относительно положения распредвала, также являются столь важными параметрами для оптимизации характеристик мотора. Эти фазы газораспределения распредвала вы можете найти в таблице данных, которая прилагается к любому качественному распределительному валу. Такая таблица данных графически и числами иллюстрирует угловые положения распределительного вала, когда выпускные и впускные клапаны закрываются и открываются. Они будут точно определены в градусах поворота коленвала перед верхней или нижней мертвой точкой.

Угол между центрами кулачков — это угол смещения между линией центра кулачка выпускного клапана (который называется выпускным кулачком) и линией центра кулачка впускного клапана (который называется впускным кулачком).

Угол цилиндра зачастую измеряется в «углах поворота распредвала», т.к. мы обсуждаем смещение кулачков относительно друг друга, это является одним из немногих моментов, когда характеристика распределительного вала указывается в градусах поворота вала, а не в градусах поворота коленвала. Исключение составляют те двигатели где, применены два распределительных вала в ГБЦ (головке блока цилиндров).

Угол, выбранный в конструкции распределительных валов и их привода, непосредственно повлияет на перекрытие клапанов, то есть на период, когда выпускной и впускной клапаны одновременно открыты. Перекрытие клапанов часто измеряют SB углах поворота коленвала. В моменты уменьшения угла между центрами кулачков, происходит открывания впускного клапана и закрывания выпускного клапана. Всегда надо помнить, что на перекрытие клапанов влияет и изменение времени открытия: в случае увеличения продолжительности открывания, перекрытие клапанов также станет большим, обеспечивая при этом отсутствие изменений угла, чтобы компенсировать эти увеличения.

Иногда в большом потоке информации (особенно новой) очень трудно найти какие-то важные мелочи, выделить «зерна истины». В этой небольшой статье я расскажу о передаточных числах передач и привода в целом. Эта тема очень близка темам, освещенным в…

Привод – это двигатель и все, что находится и работает между валом двигателя и валом рабочего органа (муфты, редукторы, различные передачи). Что такое «вал двигателя» понятно, думаю, почти всем. Что такое «вал рабочего органа» понятно, вероятно, не многим. Вал рабочего органа – это вал, на котором закреплен тот элемент машины, который и приводится во вращательное движение всем приводом с необходимым заданным моментом и частотой вращения. Это может быть: колесо тележки (автомобиля), барабан ленточного конвейера, звездочка цепного конвейера, барабан лебедки, вал насоса, вал компрессора, и так далее.

U – это отношение частоты вращения вала двигателя nдв к частоте вращения вала рабочего органа машины nро .

U = nдв / nро

Общее передаточное число привода U часто на практике из расчетов получается достаточно большим числом (более десяти, а то и более пятидесяти), и выполнить его одной передачей не всегда представляется возможным ввиду различных ограничений, в том числе силовых, прочностных и габаритных. Поэтому привод делают состоящим из последовательно соединенных нескольких передач со своими оптимальными передаточными числами Ui . При этом общее передаточное число U находится как произведение всех передаточных чисел передач Ui , входящих в привод.

U =U1 *U2 *U3 *…Ui *…Un

Передаточное число передачи Ui – это отношение частоты вращения входного вала передачи nвхi к частоте вращения выходного вала этой передачи nвыхi .

Ui = nвхi / nвыхi

При выборе желательно отдавать предпочтение значениям близким к началу диапазона, то есть минимальным значениям.

Предложенная таблица – это всего лишь рекомендации и не догма! Например, если вы назначите цепной передаче U =1,5, то это не будет ошибкой! Конечно, всему должно быть обоснование. И, возможно, для удешевления всего привода лучше это U =1,5 «спрятать» внутри передаточных чисел других передач, увеличив их соответственно.

Вопросам оптимизации при проектировании зубчатых редукторов уделено очень много внимания различными учеными. Дунаев П.Ф., Снесарев Г.А., Кудрявцев В.Н., Ниберг Н.Я., Ниманн Г., Вольф В. и другие известные авторы пытались добиться одновременно равнопрочности зубчатых колес, компактности редуктора в целом, хороших условий смазки, уменьшения потерь на разбрызгивание масла, одинаковой и высокой долговечности всех подшипников, хорошей жесткости валов. Каждый из авторов, предложив свой алгоритм разбивки передаточного числа по ступеням редуктора, так и не решил полностью и однозначно эту противоречивую проблему.0,5

В заключение осмелюсь порекомендовать: не проектируйте одноступенчатый зубчатый цилиндрический редуктор с передаточным числом U >6…7, двухступенчатый – с U >35…40, трехступенчатый – с U >140…150.

На этом краткий экскурс в темы «Как оптимально «разбить» передаточное число привода по ступеням?» и «Как выбрать передаточное число передачи?» завершен.

Уважаемые читатели, подписывайтесь на получение анонсов статей моего блога. Окно с кнопкой — вверху страницы. Не понравится – всегда можно отказаться от подписки.

Подъем клапана обычно рассчитывается в миллиметрах и представляет собой то расстояние, на которое клапан максимально отойдет от седла. Продолжительность открытия клапанов — это период времени, который измеряется в градусах поворота коленвала.

Продолжительность можно измерить различными путями, но из-за максимального потока при небольшом подъеме клапана, продолжительность обычно меряют после того, как клапан уже поднялся от седла на некоторую величину, часто она составляет 0,6 или 1,3 мм. Например, у конкретного распределительного вала может быть продолжительность открывания в 2000 поворотов при подъеме в 1,33 мм. В результате, если использовать подъем толкателя в 1,33 мм в качестве точки остановки и начала подъема клапана, распределительный вал будет удерживать клапан в открытом состоянии в течение 2000 поворота коленвала. Если продолжительность открытия клапана будет измеряться при нулевом подъеме (когда он только отходит от седла или находится в нем), то продолжительность положения коленвала будет составлять 3100 или даже более. Момент, когда определенный клапан закрывается или открывается, часто называют фазой газораспределения распредвала.

Например, распределительный вал может производить действие по открытию впускного клапана при 350 до верхней мертвой точке и закрывать его при 750 после нижней мертвой точки.

В результате, что же является надежным и практичным значением максимального подъема клапана?

Распределительные валы с величиной подъема, больше 12,8 мм (минимум для мотора в котором привод осуществляется при помощи шлангов), находятся в непрактичной для обычных моторов области. Распределительные валы с продолжительностью впускного такта менее 2900, которые сочетаются с величиной подъема клапана больше чем на 12,8 мм, обеспечивают очень высокие скорости закрывания и открывания клапанов. Это, безусловно, создаст дополнительную нагрузку на механизм привода клапанов, что существенно уменьшает надежность: кулачков распределительного вала, направляющих втулок клапанов, стержней клапанов, клапанных пружин. Впрочем, вал с высокой скоростью подъема клапанов может работать в начала очень даже неплохо, однако срок службы направляющих и втулок клапанов, скорее всего не превысит 22000 км. Хорошо, что большинство фирм-производителей распределительных валов конструируют свои детали так, что в них обеспечен компромисс между продолжительности открывания клапанов и значениями подъема, при надежности и долгом сроке службы.

Они будут точно определены в градусах поворота коленвала перед верхней или нижней мертвой точкой.

Угол между центрами кулачков — это угол смещения между линией центра кулачка выпускного клапана (который называется выпускным кулачком) и линией центра кулачка впускного клапана (который называется впускным кулачком).

Как выбрать распределительный вал | Новости автомира

Распределительный вал автомобиля – простое и одновременно сложное устройство, от исправной работы которого зависит двигатель и множество смежных с ним узлов. Как правило, распредвал и работа по его замене стоят немалых денег. На первом месте всегда стоит правильный выбор запчасти – при малейшем несоответствии автомобиль просто не выйдет на дорогу. Разберемся же с тем, как устроен распределительный вал и как его выбирать в случае поломки старого.

Функции и устройство

В работающем двигателе с высокой частотой открываются и закрываются клапана (впускные, выпускные), обеспечивая газораспределение. За этим «следит» распределительный вал – металлическое устройство сложной формы, четко подгоняемое под определенную модель двигателя. Навскидку, от распредвала зависит следующее: мощность и динамика двигателя, его КПД.

На заводах распредвал или вытачивается из цельнометаллического цилиндра, или на ось цилиндра устанавливаются кулачки (касается распределительных валов по системе AVS). Изготавливается конструкция или из чугуна, или многослойной стали. На определенных этапах изготовления материал насыщают азотом, обрабатывают промышленным лазером, шлифуют.

Несмотря на внушительный вид и кажущуюся сложность, механизм работы распределительного вала предельно прост. На валу имеются специальные кулачки, открывающие клапаны через толкатели или напрямую. Так называемые опорные шейки, фиксируемые в подшипниках скольжения, обеспечивают вращение вала почти без нагрева за счет сил трения. Когда вал начинает вращаться, кулачки открывают клапана двигателя, которые при дальнейшем вращении вала закрываются пружинами. Обычно на один клапан приходится один кулачок.

Наверняка автолюбители сталкивались с аббревиатурами SOHC и DOHC. Первая относится к двигателям с одним распредвалом, тем временем как вторая – к двигателям с двумя. SOHC признаны устаревшими, однако такие моторы устанавливаются в легковых бюджетных автомобилях и сейчас. Второй же тип является доработанным вариантом первого (распредвалов, как и указано, два), в котором имеются толкатели.

Мощность двигателя напрямую зависит от качества топливной смеси, условий сгорания и подачи самой смеси. Если в случае с подачей все понятно, то о первых двух вещах стоит поразмыслить. Представьте: если мы доработаем кулачки так, что они будут высоко подниматься и открывать клапаны на продолжительный период, внутрь камеры может попасть больше воздуха; если воздуха становится много, можно подать и больше топлива, которое в обычных условиях бы не сгорело в обедненной кислородом среде. Так же рассуждают инженеры, создающие спортивные двигатели. Однако, подобное решение абсолютно не подойдет для городской среды: мы получаем огромную мощность, но потребляем больше топлива, что особенно критично при чередовании стартов и торможений, как это бывает в городской «тянучке».

Отметим, что количество распределительных валов никак не связано с количеством клапанов. Конечно, большое количество клапанов гарантирует высокую скорость наполнения камеры сгорания и дальнейшее ее опорожнение. Однако автопроизводители ставят столько распредвалов, сколько, по их расчетам, хватит для обеспечения не только высокой мощности, но и высокой надежности системы и минимализации нагрузок на детали.

Заметьте: когда распредвал совершает один оборотов, коленвал успевает совершить два, а вот отдельно взятый клапан откроется только один раз. Правильную работу двух валов, т.е распределительного, коленчатого, гарантирует ремень ГРМ и специальные шестерни.

Как вал приводится в движение

Вращение распредвала осуществляется за счет передающегося момента от коленчатого вала. Встречаются следующие привода:

Ременной. Внутренняя поверхность зубчатого ремня сцепляется с зубьями, находящими на шкивах, тем самым обеспечивая вращение. К примеру, в двигателях TDI устанавливается эллиптическая шестерня. С ней снижаются тяговые усилия. Также зубчатый ремень приводит в движение некоторые насосы : масляный, высокого давления, охлаждающей жидкости. Средний ресурс такого привода: 100-150 тысяч километров;
Цепной. Такой привод крайней надежен. Он дополнительно оснащается натяжными роликами и успокоителями. Различают однорядные и двухрядные роликовые цепи.

Специалисты отдельно выделяют зубчатый привод. На деле зубцами могут быть оснащены и цепи, и ремни. При этом нельзя однозначно ответь на вопрос о том, каким образом лучше передавать крутящий момент. Обе разновидности имеют плюсы и минусы.

Установка распределительных валов

Особенности конструкции двигателя вынуждают производителей устанавливать иногда до четырех распредвалов.

Если клапанов 2 или 3, на цилиндр ставится только один распредвал. Если клапанов 4, то устанавливает один или два распредвала. К примеру, в системах DOHC используется два вала, один из которых управляет впуском, а второй выпуском.

Как правило, конструкцию двигателей и смежных узлов стараются упростить, иногда во вред геометрии. Оппозитные, равно как и V-образные двигатели, обзавелись одним распредвалом в развале, или же по одному под головку блока цилиндров. В порядке исключения вы можете увидеть интересное рядное расположение – здесь распредвал один, хотя клапанов четыре. Пример: Mitsubishi Lancer 4G18.

В большинстве современных автомобилей валы устанавливаются прямо над клапанами. Такая система называется «Cam-in-Head» — находящиеся выше кулачки оказывают давление на толкатели напрямую.

Подробнее о газораспределительном механизме

Поскольку распредвал работает в тандеме еще с несколькими узлами, автоконструкторы задумались и над их модернизацией. Предпосылки к этому появились еще в 80-х годах: конструкция валов и их установка казалась решенной проблемой.

Сегодня чаще всего встречаются двигатели со следующими системами, по которым меняются фазы газораспределения:

Система Valvetronic – разработка компании BMW. Суть в том, что подъем клапанов регулируется вместе с изменением того положения, которое имеют оси вращения коромысел;
Система VTEC – разработана компанией Honda. Фазы регулируются за счет использования двух кулачков;
Система VVT-I – разработка компании Toyota. Фазы регулируются по мере того, что вал проворачивается относительно приводной звезды.

Встречаются и другие варианты. Как правило, автопроизводители могут использовать различные ГРМ даже в одной линейке транспорта. Эксперименты не прекращаются до сих пор: инженеры добиваются высокой экологичности двигателя, достижения максимальной мощности, малого расхода топлива.

Стоит полагать, что в ДВС будущего или не будет клапанного механизма, или клапана будут открываться при помощи пневматических или магнитных толкателей. В разработке новых систем преуспели Volkswagen, Honda и Mitsubishi.

Будто сошел со страниц фантастического романа оппозитный двигатель от EcoMotors. Он компактный и экономичный, однако, интересен не этими качествами. В нем нет ни одного клапана. Экспериментальный образец может развить максимальную мощность в 325 л.с.

Типичные неполадки распредвала

Конструкция распределительных валов достаточно проста. Они выходят из строя крайней редко. За счет высокотехнологичной обработки металл имеет огромный ресурс. Можно говорить о том, что вал служит ровно столько, сколько служит весь двигатель. Несколько нарушают это правило «сборные» распредвалы, которые относительно недавно появились в большегрузных Mercedes-Benz. Что до цельнометаллических деталей, то они вызывают следующие «болезни» двигателя:

Из-под ГБЦ слышится стук. Причина кроется в износе кулачков вала, причем стук пропадает после прогрева двигателя. При значительной выработке этот стук не пропадает вовсе;
Падает мощность. Как вы поняли из вышенаписанного, при неправильной работе распределительного вала двигатель за счет неполного сгорания топлива ощутимо теряет в мощности;
Увеличивается расхода топлива. Кроме расхода, вы также отметите появление черного дыма из выхлопной системы;

Оценить масштаб катастрофы можно при визуальном осмотре:

Стерлись кулачки. Изначально каплевидные, кулачки могут стереться до окружности;
Появилась ржавчина на валу. Грешить стоит на неправильную эксплуатацию и некачественное масло. Если вы увидите мелкие борозды на рабочей части вала, то можете быть уверены – из-за перегретого и вспенивающегося масла (проблема в присадках) происходит кавитационная эрозия металла;
Деформация вала. Причина почти всегда кроется в детонирующей топливной смеси. Деталь может быть отлажена мастером, однако если металл изначально некачественный, подобная мера может понадобиться снова;
На кулачках видны следы побежалости. Это верный спутник масляного голодания. Почаще следите за уровнем масла.

Практически всегда неисправный распредвал меняют на новый. Работой сварочным аппаратом его не получится «реанимировать – тот же чугун после нагрева становится очень хрупким, а значит, деталь потребует замены в ближайшей перспективе. Наплавленные кулачки стираются очень быстро. За восстановление подшипников мастера не берутся вовсе.

Как выбрать распределительный вал

Это один из немногих случаев, когда правильно выбрать запчасть можно только по VIN-коду. Дело в том, что даже в одной линейке автомобилей распредвал может устанавливаться по-разному, различной может быть система газораспределения, профиль кулачков и т.д. Так что если кода у вас нет, поиск придется вести по техническим данным автомобиля и рисковать купить не то, что подойдет.

Иногда практикуется изготовления распределительных валов под заказ. Это очень дорого и требует использования значительных экспертных мощностей. Причем изготовление детали, скажем, под тюнингованый автомобиль, может определить будущую специфику вождения транспортом. Можно создать вал под спортивную манеру езды, из-за чего транспорт наберет в мощности и потреблении топлива, а можно и под городскую – вариант экономный, но не гарантирующий полной реализации мощности двигателя.

Как бы вы ни выбирали распредвал, помните: если геометрия новой детали отличается от старой даже на считанный миллиметр, вы рискуете сломать двигатель и в будущем потратить еще большие деньги на ремонт.

Каким брендам отдаем предпочтение

На первом месте стоит качество работы с металлом. Если материал изделия будет слишком мягким, распредвал долго не прослужит. Оптимальным выбором будет OEM-запчасть – с десяток раз проверенная на заводе и пригодная к установке на конкретную модель автомобиля заданного года выпуска. Увы, стоит эта запчасть очень дорого.

Из производителей более дешевых аналогов стоит отметить немецкого Ruville, чешского Et Engineteam, британского AE и испанского Ajusa. Их распредвалы показывают себя хорошо. Есть шанс попросту не найти запчасть для своего автомобиля. Значит, придется брать оригинал или обращаться к мастерам с заказом, что доступно не во всех населенных пунктах.

Вывод

Как видите, о распредвале можно рассказывать и рассказывать. Главное правило его эксплуатации заключается в своевременной замене масла на как можно более качественное. И, что тоже важно, владельцам дизельных автомобилей нужно покупать специальное масло для дизелей. Только оно подойдет для смазывания гипоидной передачи.

При замене распределительного вала не забывайте о следующем:

У мастера нужно спросить, по какой причине деталь вышла из строя. Это поможет вам не допускать те же ошибки при дальнейшей эксплуатации;
Вместе с заменой нужно залить новое масло, проверить масляный насос и фильтр.

Если у вас не получается купить оригинальный распределительный вал, настоятельно рекомендуем изучить предложения во всех магазинах и ждать новых поставок. Дефектовка распредвала является лишь временным решением – рано или поздно его придется заменить, если к этому есть предпосылки. А вот устанавливать на свой автомобиль стоит только новенький оригинал.

Распредвал ВАЗ 2110: устройство и особенности ремонта

Распредвал ВАЗ 2110 — важная деталь двигателя. С его помощью путем открытия клапана происходит своевременная подача топливной смеси. Через него же выходят и продукты отработки. Распределительный вал имеет технические характеристики, которые способствуют обычной езде. Некоторых водителей не совсем устраивают такие данные. Они стараются переделать распредвал, придать ему более современный и спортивный вид.

Вернуться к оглавлению

Устройство распределительного вала на «десятке»

Обычно из материалов для изготовления распредвала отечественные производители используют чугун. Изготавливается деталь литой формы с пятью опорами. На конце вала находится эксцентрик для того, чтобы привести в действие топливный насос. Чтобы кулачки и сальники прослужили дольше, их отбеливают. Во избежание перемещения оси распредвала конструкторы придумали фланец.

Он закреплен между цилиндрами и корпусом вспомогательных агрегатов. С помощью зубчатого ремня вал и шкив насоса, для охлаждения жидкости, приводятся в действие. Контролируется натяжение с помощью ролика. Его внутренняя часть поворачивается относительно шпильки, расположенной на ремне.

Чтобы отрегулировать натяжение, нужно воспользоваться специальным ключом и выставить положение зажигания по меткам. Для измерения количества воздуха, который поступает в двигатель, существует специальный датчик распредвала ВАЗ 2110 (ДПРВ). Он может выйти из строя только тогда, когда вместе с воздухом в двигатель попадает и влага.

На малых оборотах ДПРВ может выдавать неточные, завышенные на 15-25 % показания. При этом изменяется привычный ритм работы двигателя. Силовой агрегат начинает плохо работать на холостом ходу, резко останавливается, когда добавляется нагрузка, и даже может перестать запускаться. Расход топлива при этом резко возрастает.

Заводом-производителем предусмотрено устройство на датчике некоторых чувствительных элементов. Они устанавливаются в месте попадания воздуха. Эти элементы проводят температурный анализ поступающего воздуха, а если он не соответствует нормам — нагревают до нужного состояния. Сигнал — это напряжение постоянного тока. Он может колебаться от 1 до 5 В.

Когда двигатель работает, воздух сначала попадает на датчик, расположенный перед резистором, а затем на тот, который за ним. Второй датчик сохраняет свою температуру. Благодаря сигналам обоих датчиков можно построить кривую и отследить длительность открытия форсунок.

Вернуться к оглавлению

Особенности ремонта распредвала ВАЗ 2110

Одной из причин неисправности распределительного вала является износ сальника, замену которого можно произвести самому, не обращаясь на станцию техобслуживания. Для начала нужно зафиксировать автомобиль установкой рычага переключения передач в нейтральное положение. Затем осторожно снять крышку защиты зубчатого ремня.

Коленчатый вал должен быть повернут по часовой стрелке до тех пор, пока не совпадут метки. Гайку крепления нужно ослабить, и можно снимать ремень со шкива. Затем с помощью ключа нужно снять шкив со шпонкой. Сальник виден, его следует заменить на новый. Перед установкой его рекомендуют хорошо смазать машинным маслом. Собирают вал в обратном порядке:

шкив;
ремень;
регулировка меток;
защитная крышка.

Метки могут не совпадать, тогда нужно их дополнительно отрегулировать. При этом важно следить за положением шкива. Замена сальника распредвала сопровождается обязательной регулировкой момента зажигания. Проверка технического состояния распредвала должна проводиться водителем не только по необходимости, но и в целях профилактики.

Следите, чтобы поверхности всех конструкционных деталей вала были без царапин и повреждений и хорошо отполированы. Следы заеданий на вале — первый признак того, что он требует ремонта. Корпус подшипников не должен иметь трещин. Обязательно проводите проверку зазора, который находится между шейками и отверстиями опор. Все зубцы ремня должны иметь четкий профиль.

Не допускается отслоений, складок, трещин и следов попадания масла. Нужно следить, чтобы натяжение ремня не было слишком большим, потому что быстрый износ при таком состоянии ему гарантирован. В наше время входит в моду тюнинг автомобилей. Водители стараются как-то доработать свое авто, привнести в него искру новизны и дизайна.

Распредвал, как и остальные детали, меняют на более мощный (подъем 11 мм). Иногда ставят вал от спортивных машин. Но он имеет и свои минусы. В городских условиях вождения такой распредвал непрактичен, потому что создает большой провал на низах, а максимальная отдача — только при высокой скорости.

Старайтесь найти идеальное соотношение мощности и расхода топлива, и двигатель вашей «десятки» покажет новые технические характеристики.

назначение, устройство, принцип действия. Всё про распредвал (распределительный вал) 8 привод распределительного вала назначение и типы

Механизм газораспределения D0HC четырехтактного двигателя представляет собой усовершенствование схемы SOHC и предназначен для устранения единственной оставшейся возвратно-поступательно движущейся массы коромысел (хотя при этом придется вернуть толкатели). Вместо единственного центрального распредвала используется пара, размешенная непосредственно над стержнями клапанов (см. рис. 1. (см. ниже)
1.Типичная конструкция механизма газораспределения с двумя верхними распределительными валами

В такой конструкции используются два распределительных вала, один над каждым клапаном или рядом клапанов. Клапан открывается посредством толкателя «чашеобразного ” типа, при этом регулировка зазора осуществляется с использованием шайб. В такой конструкции остались только самые необходимые детали привода газораспределительного механизма.

Для привода газораспределительного механизма используется цепной привод — наиболее традиционный и дешевый в изготовлении, хотя известна (но пока широко не распространена) конструкция, следующая за тенденциями в автомобильной промышленности, в которой вместо цепной передачи используются шкив и зубчатый ремень. Примерами использования такой конструкции могут служить Honda JGoldwing, Pan European, Moto Guzzi Daytona, Centauro и ряд мотоциклов компании Ducati. Среди преимуществ ременной передачи можно перечислить следующие: они менее шумные, не растягиваются, как цепи, а шкивы не изнашиваются подобно звездочкам, хотя замену ремня следует производить чаще.

Другой способ привода распредвалов используется на моделях VFR фирмы Honda и представляет собой зубчатую передачу с приводом от коленчатого вала (см. рис. 2). При использовании такой конструкции отпадает потребность в натяжителе, она также работает тише цепной, хотя шестерни зубчатой передачи подвержены износу.

2.Механизм газораспределения с шестеренчатым приводом .

Толкатели распредвала, выполненные в форме «чаши’. работают в расточках головки цилиндров. При использовании «чашеобразных» толкателей зазор в клапанах регулируется с помощью небольших круглых подкладок, называемых регулировочными шайбами. Поскольку сами шайбы выпопняются нерегулируемыми, их необходимо заменять шайбами различной толщины до восстановления правильного зазора. На одних двигателях шайба практически совпадает с диаметром толкателя и устанавливается в гнездо, которое находится в верхней части толкателя; такую конструкцию называют «толкателем с регулировочными шайбами сверху» (см. Рис.3). Шайбу можно заменить, удерживая толкатель в нижнем положении, при помощи специального приспособления так, чтобы образовался зазор между толкателем и распредвалом, достаточный для снятия и установки шайбы.

3.Типичный механизм привода газораспределения типа DOHC в разрезе, показывавшем устройство чашеобразных толкателей с регулировочными шайбами сверху

На других двигателях шайба намного меньше и располагается под толкателем в центре держателя пружины клапана. При этом она опирается непосредственно на торец стержня клапана: такую конструкцию называют «толкателем с регулировочными шайбами снизу» (см. рис. 4).

4.Типичный механизм привода газораспределения типа DOHC в разрезе, показывающем устройство чашеобразных толкателей с регулировочными шайбами снизу

Таким образом, масса деталей, перемещающихся возвратнопоступательно, при использовании небольших прокладок снижается еще сильнее, но появляется необходимость демонтажа распредвала при каждой процедуре регулировки зазора в клапанах, что повышает стоимость и трудоемкостъ обслуживания. Для того, чтобы избежать трудностей, связанных с необходимостью применения специальных приспособлений или демонтажа распредвала, на некоторых двигателях с газораспределительным механизмом DOHC вместо «чашеобразных толкателей» используют небольшие легкие коромысла {см. рис. 5).

5. Механизм привода газораспределения типа DOHC демонстрирующий не прямое воздействие на клапан при помощи коротких коромысел или рокеров, которые позволяют упростить регулировку зазоров в клапанном механизме

На некоторых двигателях с подобной схемой коромысла снабжены традиционным регулировочным винтом и контргайкой. На других коромысла опираются на небольшую шайбу, расположенную по центру держате ля пружины клапана, а сами коромысла установлены на валах, длина которых превышает ширину коромысла. Для удержания коромысла над клапаном на валу расположена пружина. Для замены регулировочной шайбы коромысла сдвигаются в сторону пружины так, чтобы шайбу можно было вынуть…….

……продолжение в следующей статье

Клапанный механизм газораспределения, сокращенно ГРМ, — это то, без чего четырехтактный двигатель существовать в принципе не может. Он открывает впускные клапана, впуская воздух или горючую смесь в цилиндры на такте впуска, открывает выпускные на такте выпуска и надежно запирает горящую в цилиндре смесь во время рабочего хода. От того, насколько хорошо он обеспечивает «дыхание» мотора — подачу воздуха и выпуск отработавших газов — зависит и мощность, и экологичность мотора.

Клапаны открывают и закрывают своими кулачками распределительные валы, а крутящий момент на них передается с коленвала, в чем, собственно, и состоит задача привода ГРМ. Сегодня для этого используют цепь или ремень. Но так было не всегда…

Старый добрый нижний распредвал

В начале ХХ века проблем с приводами распредвала не было — его раскручивали обычные шестерни, а к клапанам от него шли штанги толкателей. Клапаны располагались тогда сбоку, в «кармане» камеры сгорания, прямо над распределительным валом, и открывались-закрывались штангами. Потом клапаны стали ставить один напротив другого, чтобы уменьшить объем и площадь поверхности этого «кармана» — в результате неоптимальной формы камеры сгорания моторы имели повышенную склонность к детонации и плохой термический КПД: много тепла уходило в стенки головки блока цилиндров. И наконец, клапаны перенесли в область прямо над поршнем, и камера сгорания стала совсем небольшой и почти правильной формы.

Расположение клапанов сверху камеры сгорания и привод клапанов более длинными толкателями (так называемая схема OHV), предложенные еще в начале ХХ века Дэвидом Бьюиком, оказались самыми удобными. Такая схема вытеснила варианты моторов с боковыми клапанами в гоночных конструкциях уже к 1920 году. Например, именно она применяется в знаменитых двигателях Chrysler Hemi и моторах Corvette и в наше время. А моторы с боковыми клапанами могут помнить водители ГАЗ-52 или ГАЗ-М-20 «Победа», где данная схема применялась в двигателях.

И ведь так удобно все это было! Конструкция очень проста. Распредвал, оставаясь внизу, находится в блоке цилиндров, где прекрасно смазывается разбрызгиванием масла! Даже штанги и кулачки рокеров с регулировочными шайбами можно оставить снаружи при необходимости. Но прогресс не стоял на месте.

Почему отказались от штанг?

Проблема — в лишнем весе. В 30-е годы скорость вращения гоночных моторов на земле и авиационных моторов на самолетах достигла величин, при которых появилась необходимость облегчить механизм газораспределения. Ведь каждый грамм массы клапана вынуждает увеличивать и силу пружин, которые его закрывают, и прочность толкателей, через которые распредвал жмет на клапан, в результате потери на привод ГРМ быстро возрастают при увеличении оборотов мотора.

Выход был найден в переносе распределительного вала наверх, в головку блока цилиндров, что позволило отказаться от простой, но тяжелой системы с толкателями и значительно уменьшить инерционные потери. Поднялись рабочие обороты мотора, а значит, увеличилась и мощность. Например, Роберт Пежо создал в 1912 году гоночный двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр и двумя верхними распредвалами. С переносом распределительных валов наверх, в головку блока, возникала и проблема их привода.

Первым решением было ввести промежуточные шестерни. Существовал, скажем, вариант с приводом дополнительным валом с коническими шестернями, как, например, на всем танкистам знакомом двигателе В2 и его производных. Такая схема применялась и на уже упомянутом моторе Peugeot, авиамоторах Curtiss К12 образца 1916 года и Hispano-Suiza 1915 года.

Еще одним вариантом стала установка нескольких цилиндрических шестерен, например в двигателях болидов Формулы-1 периода 60-х годов. Удивительно, но «многошестеренная» технология находила применение и совсем недавно. Например, на нескольких модификациях дизельных 2.5-литровых моторов Volkswagen, ставившихся на Transporter T5 и Touareg — AXD, AXE и BLJ.

Почему пришла цепь?

У шестеренчатого привода было много «врожденных» проблем, главная из которых — шумность. Помимо того, шестерни требовали точной установки валов, расчета зазоров и взаимной твердости материалов, а также — муфт гашения крутильных колебаний. В общем, конструкция при кажущейся простоте была мудреной, а шестерни — отнюдь не «вечными». Нужно было что-то другое.

Когда впервые применили цепь для привода ГРМ, точно неизвестно. Но одной из первых массовых конструкций был двигатель мотоцикла AJS 350 с цепным приводом в 1927 году. Конструкция оказалась удачной: цепь не только была тише и проще в устройстве, чем система валов, но и снижала передачу вредных крутильных колебаний за счет работы своей системы натяжения.

Как ни странно, цепь не нашла применения в авиационных моторах, и в автомобильных появилась значительно позже. Сначала она появилась в приводе нижнего распредвала вместо громоздких шестерен, но постепенно стала набирать популярность и в приводах с верхними распредвалами, однако особенно стала актуальна, когда появились моторы с двумя распредвалами. Например, цепью приводился ГРМ в двигателе Ferrari 166 1948 года и в поздних версиях мотора Ferrari 250, хотя ранние варианты его имели привод коническими шестернями.

В массовых моторах нужды в цепном приводе долго не возникало — до 80-х годов. Маломощные двигатели выпускались с нижним распредвалом, и это не только «Волги», но и Skoda Felicia, Ford Escort 1.3 и множество американских машин — на V-образных моторах штанги-толкатели стояли до последнего. А вот на высокофорсированных моторах европейских производителей цепи появились уже в 50-е годы и до конца 80-х оставались преобладающим типом привода ГРМ.

Как появился ремень?

Примерно тогда же у цепи появился опасный конкурент. Именно в 60-е развитие технологий позволило создать достаточно надежные зубчатые ремни. Хотя вообще-то ременная передача — одна из старейших, она использовалась для привода механизмов еще в античности. Развитие станочного парка с групповым приводом механизмов от паровой машины или водяного колеса обеспечило развитие технологий производства ремней. Из кожаных они стали текстильными и металлокордными, с применением нейлона и других синтетических материалов.

Первый случай использования ремня в приводе ГРМ относят к 1954 году, когда в гонках SCCA победил Devin Sports Car конструкции Билла Девина. Его мотор, согласно описанию, имел верхний распредвал и привод зубчатым ремнем. Первой же серийной машиной с ремнем в приводе ГРМ считается модель Glas 1004 1962 года небольшой немецкой компании, позднее поглощенной BMW.

В 1966 году, Opel/Vauxhall начал производство массовых моторов серии Slant Four с ремнем в приводе ГРМ. В том же году, несколько позже, появились моторы Pontiac OHC Six и Fiat Twincam, тоже с ремнем. Технология стала по-настоящему массовой.

Причем мотор от Fiat чуть было не попал на наши» Жигули»! Рассматривался вариант его установки вместо нижневального мотора Fiat-124 на будущий ВАЗ 2101. Но, как известно, старый мотор просто переделали под верхние клапаны, а в качестве привода поставили цепь.

Как видно, сначала ремень использовался исключительно на недорогих моторах. Ведь его основными преимуществами была низкая цена и малая шумность привода, что актуально для небольших машин, не обремененных шумоизоляцией. Но его нужно было регулярно менять и следить, чтобы на него не попадали агрессивные жидкости и масло, причем интервал замены уже тогда был немаленьким и составлял 50 тысяч километров.

И все же славу не слишком надежного способа привода ГРМ он получить успел. Ведь достаточно было погнуться одной шпильке или выйти из строя одному ролику, как его ресурс снижался в разы.

Серьезно снижало ресурс и замасливание — тут не всегда помогал даже герметичный кожух, ведь моторы тех лет имели весьма примитивную систему вентиляции картерных газов и масло все равно попадало на ремень.

Впрочем, все нюансы применения некачественных ремней ГРМ у нас знакомы владельцам переднеприводных ВАЗ. Мотор 2108 разрабатывался как раз в 80-е, на пике увлечения ремнями. Тогда их стали ставить даже на большие моторы вроде ниссановского RB26, и надежность лучших образцов была на уровне. С тех пор споры о том, что лучше — цепь или ремень, не утихают ни на минуту. Будьте уверены, прямо сейчас, пока вы читаете эти строки, на каком-нибудь форуме или в курилке два апологета разных приводов спорят до полного изнеможения.

В следующей публикации я подробно разберу все плюсы и минусы цепных и ременных приводов. Оставайтесь на связи!

В зависимости от того, каково устройство двигателя, газораспределительный механизм может иметь нижнее или верхнее расположение клапанов. На сегодняшний день чаще встречаются ГРМ с верхним расположением клапанов. Такая конструкция позволяет ускорить и облегчить процесс обслуживания, включающий регулировку и ремонт распределительного вала, для которого потребуются запчасти на распредвал .

Устройство распределительного вала

С конструктивной точки зрения распределительный вал двигателя связан с коленвалом, что обеспечивается благодаря наличию цепи и ремня. Цепь или ремень распределительного вала надеваются на звездочку коленчатого вала или на шкив распредвала. Такой шкив распредвала, как разрезная шестерня, считается наиболее практичным и эффективным вариантом, поэтому достаточно часто используется для тюнинга двигателей с целью увеличения их мощности.

Для того чтобы избежать осевого люфта, в конструкцию распределительного вала входят специальные фиксаторы. Непосредственно по оси вала проходит сквозное отверстие, предназначенное для смазки трущихся деталей. Это отверстие закрывается сзади при помощи специальной заглушки распределительного вала.

Как работает распределительный вал?

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.

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

Принцип действия и устройство распредвала

Распределительный вал соединяется с коленвалом при помощи цепи или ремня, надетого на шкив распредвала и звездочку коленчатого вала. Вращательные движения вала в опорах обеспечивают специальные подшипники скольжения, благодаря этому вал воздействует на клапана, запускающие работу клапанов цилиндров. Этот процесс происходит в соответствии с фазами образования и распределения газов, а также рабочим циклом двигателя.

Установка фаз распределения газов происходит согласно установочным меткам, которые имеются на шестернях или шкиве. Правильная установка обеспечивает соблюдение последовательности наступления рабочих циклов двигателя.

Основной деталью распредвала являются кулачки. При этом количество кулачков, которыми оснащается распредвал, зависит от количества клапанов. Основное назначение кулачков – осуществление регулировки фаз процесса газообразования. В зависимости от типа конструкции ГРМ кулачки могут взаимодействовать с коромыслом или толкателем.

Кулачки устанавливаются между опорными шейками, по два на каждый цилиндр двигателя. Распредвалу во время работы приходится преодолевать сопротивление пружин клапанов, которые служат возвратным механизмом, приводя клапана в исходное (закрытое) положение.

На преодоление этих усилий расходуется полезная мощность двигателя, поэтому конструкторы постоянно думают, как можно уменьшить потери мощности.

Для того чтобы уменьшить трение между толкателем и кулачком, толкатель может оснащаться специальным роликом.

Помимо этого, разработан специальный десмодромный механизм, в котором реализована беспружинная система.

Опоры распределительных валов оснащены крышками, при этом передняя крышка является общей. Она имеет упорные фланцы, которые соединяются с шейками валов.

Распредвал изготавливается одним из двух способов – ковкой из стали или литьем из чугуна.

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.

износ кулачков, что ведет к появлению стука сразу только при запуске, а потом и все время работы двигателя;
износ подшипников;
механическая поломка одного из элементов вала;
проблемы с регулировкой подачи топлива, из-за чего возникает асинхронность взаимодействия распредвала и клапанов цилиндров;
деформация вала, ведущая к осевому биению;
некачественное моторное масло, изобилующее примесями;
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.свобождение камеры от выхлопных газов, имеет смысл начать открывать впускной клапан. Что и происходит при использовании тюнингового распредвала.

ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДВАЛА

Известно, что среди главных характеристик распредвала конструкторы форсированных двигателей часто используют понятие продолжительности открывания. Дело в том, что именно этот фактор непосредственно влияет на производимую мощность двигателя. Так, чем клапаны дольше открыты, тем мощнее агрегат. Таким образом, получается максимальная скорость двигателя. Например, когда продолжительность открытия составляет больше стандартного показателя, то двигатель сможет выработать дополнительную максимальную мощность, которая будет получаться от работы агрегата на низких оборотах. Известно, что для гоночных автомобилей максимальная скорость двигателя является приоритетной целью. Что касается классических машин, то при их разработке силы инженеров направлены на крутящий момент при низких оборотах и приемистость.

Увеличение мощности может также зависеть от увеличения подъема клапана, которое может прибавить максимальную скорость. С одной стороны, дополнительная скорость будет получаться при помощи короткой продолжительности открывания клапанов. С другой стороны, приводы клапанов имеют не такой простой механизм. Например, при высоких скоростях движения клапанов у двигателя не получится выработать дополнительную максимальную скорость. В соответствующем разделе нашего сайта вы сможете найти статью про основные особенности системы выпуска выхлопных газов. Так, при низкой продолжительности открывания клапана после закрытого положения клапану остается меньше времени, чтобы добраться до исходной позиции. После продолжительность становится еще меньше, что, главным образом, отражается на выработке дополнительной мощности. Дело в том, что в этот момент требуются клапанные пружины, у которых будет как можно больше усилий, что считается невозможным.

Стоит отметить, что сегодня существует понятие надежного и практичного подъема клапана. В этом случае величина подъема должна быть более 12,7 миллиметров, что обеспечит высокую скорость открывания и закрывания клапанов. Продолжительность такта насчитывает от 2 850 оборотов в минуту. Однако такие показатели создают нагрузку на механизмы клапана, что в итоге приводит к недолгой службе клапанных пружин, стержней клапанов и кулачков распредвала. Известно, что вал с высокими показателями скорости подъема клапанов работают без сбоя первое время, например, до 20 тысяч километров. Все же сегодня автопроизводители разрабатывают такие двигательные системы, где распредвал имеет одинаковые показатели продолжительности открывания клапанов и их подъема, что заметно увеличивает их срок службы.

Кроме того, на мощность двигателя влияет такой фактор, как открывание и закрывание клапанов по отношению к положению распредвала. Так, фазы распределения распредвала можно найти в таблице, которая к нему прилагается. Согласно этим данным, можно узнать об угловых положениях распредвала в момент открытия и закрытия клапанов. Все данные обычно берутся в момент поворота коленчатого вала до и после верхней и нижней мертвых точек, указываются в градусах.

Что касается продолжительности открывания клапанов, то она рассчитывает, согласно фазам распределения газа, которые указаны в таблице. Обычно в этом случае нужно суммировать момент открывания, момент закрывания и прибавить 1 800. Все моменты указываются в градусах.

Теперь стоит разобраться с соотношением фаз распределения газа мощности и распредвала. В этом случае представим, что один распредвал будет А, другой – В. Известно, что оба этих вала имеют аналогичные формы впускных и выпускных клапанов, а также схожую продолжительность открывания клапанов, которая составляет 2 700 оборотов. В данном разделе нашего сайта вы сможете найти статью троит двигатель: причины и методы устранения. Обычно такиераспредвалы называются конструкциями с одним профилем. Все же между этими распредвалами есть некоторые отличия. Например, у вала А кулачки расположены так, что впускной открывается за 270 до верхней мертвой точки, а закрывается в 630 после нижней мертвой точки.

Что касается выпускного клапана вала А, то он открывается в 710 до нижней мертвой точки и закрывается за 190 после верхней мертвой точки. То есть, фазы газораспределения выглядят следующим образом: 27-63-71 – 19. Что касается вала В, то у него прослеживается другая картина: 23 o67 — 75 -15. Вопрос: Как валы А и В могут повлиять на мощность двигателя? Ответ: вал А создаст дополнительную максимальную мощность. Все же стоит отметить, что двигатель будет иметь характеристики хуже, кроме того, у него будет прослеживаться более узкая кривая мощности по сравнению с валом В. Сразу стоит отметить, что на такие показатели никак не влияет продолжительность открывания и закрывания клапанов, так как она, как мы отметили выше, одинакова. На самом деле на такой результат влияют изменения в фазах распределения газа, то есть, в углах, находящихся между центрами кулачков в каждом распределительном вале.

Этот угол представляет собой угловое смещение, которое происходит между впускным и выпускным кулачками. Стоит отметить, что в этом случае данные будут указываться в градусах поворота распределительного вала, а не в градусах поворота коленчатого вала, которые указывались ранее. Так, перекрытие клапанов зависит, главным образом, от угла. Например, в момент уменьшения угла между центрами клапанов впускной и выпускной клапаны будут перекрываться больше. Кроме того, в момент увеличения продолжительности открывания клапанов, их перекрытие тоже повышается.

Конструкция механизма газораспределения с двумя верхними распредвалами (DOHC). Распределительный вал Приводы распределительного вала их устройство

Продолжительность можно измерить различными путями, но из-за максимального потока при небольшом подъеме клапана, продолжительность обычно меряют после того, как клапан уже поднялся от седла на некоторую величину, часто она составляет 0,6 или 1,3 мм. Например, у конкретного распределительного вала может быть продолжительность открывания в 2000 поворотов при подъеме в 1,33 мм. В результате, если использовать подъем толкателя в 1,33 мм в качестве точки остановки и начала подъема клапана, распределительный вал будет удерживать клапан в открытом состоянии в течение 2000 поворота коленвала. Если продолжительность открытия клапана будет измеряться при нулевом подъеме (когда он только отходит от седла или находится в нем), то продолжительность положения коленвала будет составлять 3100 или даже более. Момент, когда определенный клапан закрывается или открывается, часто называют фазой газораспределения распредвала.

В результате, что же является надежным и практичным значением максимального подъема клапана?

Они будут точно определены в градусах поворота коленвала перед верхней или нижней мертвой точкой.

Распределительный вал или попросту распредвал в газораспределительном механизме обеспечивает выполнение основной функции – своевременного открытия и закрытия клапанов, за счет чего производится приток свежего воздуха и выпуск отработавших газов. В общем виде распределительный вал управляет процессом газообмена в двигателе.

Для уменьшения инерционных нагрузок, увеличения жесткости элементов газораспределительного механизма распределительный вал должен располагаться как можно ближе к клапанам. Поэтому стандартное положение распредвала на современном двигателе в головке блока цилиндров – т.н. верхнее расположение распределительного вала .

В газораспределительном механизме используется один или два распределительных вала на ряд цилиндров. При одновальной схеме обслуживаются впускные и выпускные клапаны (два клапана на цилиндр ). В двухвальном газораспределительном механизме один вал обсуживает впускные клапаны, другой – выпускные (два впускных и два выпускных клапана на цилиндр ).

Основу конструкции распределительного вала составляют кулачки . На каждый клапан используется, как правило, один кулачок. Кулачок имеет сложную форму, которая обеспечивает открытие и закрытие клапана в установленное время, и его подъем на определенную высоту. В зависимости от конструкции газораспределительного механизма кулачок взаимодействует либо с толкателем, либо с коромыслом.

При работе распределительного вала кулачки вынуждены преодолевать усилия возвратных пружин клапанов и силы трения от взаимодействия с толкателями. На все это расходуется полезная мощность двигателя. Указанных недостатков лишена беспружинная система, реализованная в десмодромном механизме . Для уменьшения силы трения между кулачком и толкателем плоская поверхность толкателя может заменяться роликом . В отдаленной перспективе использование магнитной системы для управления клапанами, обеспечивающей полный отказ от распределительного вала.

Распределительный вал изготавливается из чугуна (литьем) или стали (ковкой). Распредвал вращается в опорах, которые представляют собой подшипники скольжения. Число опор на одно превышает число цилиндров. Опоры, в основном, разъемные, реже – неразъемные (выполнены как одно целое с головкой блока). В опорах, выполненных в чугунной головке, используются тонкостенные вкладыши, которые при изнашивании заменяются.

От продольного перемещения распредвал удерживают упорные подшипники, располагающиеся около приводной шестерни (звездочки). Распределительный вал смазывается под давлением. Предпочтительным является индивидуальный подвод масла к каждому подшипнику. Значительно повышается эффективность газораспределительного механизма с использованием различных систем изменения фаз газораспределения , которые позволяют добиться повышения мощности, топливной экономичности, снижения токсичности отработавших газов. Различают несколько подходов к изменению фаз газораспределения:

поворот распределительного вала на различных режимах работы;
использования нескольких кулачков с различным профилем на один клапан;
изменение положения оси коромысла.

Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала двигателя . В четырехтактном двигателе внутреннего сгорания привод обеспечивает вращение коленчатого вала со скоростью в два раза медленнее коленчатого вала.

На двигателях легковых автомобилей привод распределительного вала осуществляется с помощью цепной или ременной передачи. Данные виды привода на равных используются как в бензиновых двигателях, так и дизелях. Ранее для привода использовалась шестеренная передача, но ввиду громоздкости и повышенного шума перестала применяться.

Цепной привод объединяет металлическую цепь, которая обегает звездочки на коленчатом и распределительном валу. Помимо этого в приводе используются натяжитель и успокоитель. Цепь состоит из звеньев, соединенных шарнирами. Одна цепь может обслуживать два распределительных вала.

Цепной привод распределительного вала достаточно надежный, компактный, может использоваться на больших межосевых расстояниях. Вместе с тем, износ шарниров при эксплуатации, приводит к растяжению цепи, последствия которого могут быть самые печальные для ГРМ. Не спасают даже натяжитель с успокоителем. Поэтому цепной привод требует регулярного контроля состояния.

В ременном приводе распределительного вала используется зубчатый ремень, который охватывает соответствующие зубчатые шкивы на валах. Приводной ремень оборудуется натяжным роликом. Ременный привод компактный, почти бесшумный, достаточно надежный, что делает его популярным у производителей. Современные зубчатые ремни имеют значительный ресурс — до 100 тыс. км пробега и более.

Привод распределительного вала может использоваться для привода и других устройств – масляного насоса , топливного насоса высокого давления , распределителя зажигания.

Принцип действия и устройство распредвала

Помимо этого, разработан специальный десмодромный механизм, в котором реализована беспружинная система.

Распредвал изготавливается одним из двух способов – ковкой из стали или литьем из чугуна.

Поломки распредвала

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

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

ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДВАЛА

1. Подкатной гидравлический домкрат. Штатный домкрат автомобиля ваз 2107 часто или неудобен, или просто бесполезен при выполнении некоторых работ.

2. Опора под автомобиль, регулируемая по высоте и с допустимой нагрузкой не менее 1т. Желательно иметь четыре такие подставки.

3. Противооткатные упоры (не менее 2шт.).

4. Двухсторонние ключи для штуцеров тормозной системы на 8, 10 и 13мм. Наиболее распространены два типа таких ключей: зажимной ключ и накидной ключ с прорезью. Зажимной ключ позволяет отворачивать штуцеры с изношенными гранями. Чтобы надеть ключ на штуцер тормозной трубки, необходимо вывернуть стяжной болт. Накидной ключ с прорезью позволяет более оперативно выполнять работу, однако такой ключ должен быть изготовлен из качественной стали с соответствующей термической обработкой.

5. Специальные щипцы для снятия стопорных колец. Существует два типа таких щипцов: сдвижные — для извлечения стопорных колец из отверстий, и раздвижные — для снятия стопорных колец с валов, осей, тяг. Щипцы также бывают с прямыми и изогнутыми губками.

6. Съемник масляного фильтра.

7. Универсальный двухзахватный съемник для снятия шкивов, ступиц, шестерней.

8. Универсальные трехзахватные съемники для снятия шкивов, ступиц, шестерен.

9. Съемник карданного шарнира.

10. Съемник и оправка для замены маслосъемных колпачков.

11. Рассухариватель для разборки клапанного механизма головки блока цилиндров.

12. Приспособление для снятия шаровых опор.

13. Приспособление для извлечения поршневого пальца.

14. Приспособление для выпрессовки и запрессовки сайлентблоков рычагов передней подвески.

15. Приспособление для снятия рулевых тяг.

16. Ключ храповика коленчатого вала.

17. Съемник пружин.

18. Ударная отвертка с набором насадок.

19. Цифровой мультиметр для проверки параметров электрических цепей.

20. Специальный щуп или контрольная лампа на 12В для проверки электрических цепей автомобиля ваз 2107, находящихся под напряжением.

21. Манометр для проверки давления в шинах (при отсутствии манометра на шинном насосе).

22. Манометр для измерения давления в топливной рампе двигателя.

23. Компрессометр для проверки давления в цилиндрах двигателя.

24. Нутромер для измерения диаметра цилиндров.

25. Штангенциркуль с глубиномером.

26. Микрометры с пределом измерений 25-50 мм и 50-75 мм.

27. Набор круглых щупов для проверки зазора между электродами свечей зажигания. Можно использовать комбинированный ключ для обслуживания системы зажигания с набором необходимых щупов. Ключ имеет специальные прорези для подгибания бокового электрода свечи зажигания.

28. Набор плоских щупов для измерения зазоров при оценке технического состояния агрегатов.

29. Широкий щуп 0,15мм для проверки зазоров в клапанном механизме.

30. Оправка для центрирования ведомого диска сцепления.

31. Оправка для обжима поршневых колец при установке поршня в цилиндр.

32. Ареометр для измерения плотности жидкости (электролита в аккумуляторной батарее или антифриза в расширительном бачке).

33. Специальное приспособление с металлическими щетками для очистки клемм проводов и выводов аккумуляторной батареи.

34. Масляный шприц для заливки масла в коробку передач и задний мост.

35. Нагнетательный шприц для смазки шлицов карданного вала.

36. Шланг с грушей для перекачки топлива. Шланги можно использовать для удаления топлива из бака перед его снятием.

37. Медицинский шприц или груша для отбора жидкостей (например, при необходимости снятия бачка главного тормозного цилиндра без слива всей тормозной жидкости из системы). Шприц также незаменим для чистки деталей карбюратора.При выполнении ремонтных работ на автомобиле ваз 2107 могут также потребоваться: технический фен (термопистолет), электродрель с набором сверл по металлу, струбцина, пинцет, шило, рулетка, широкая слесарная линейка, бытовой безмен, широкая емкость для слива масла и охлаждающей жидкости объемом не менее 10л.

А РАСПРЕДВАЛ: ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ

Распределительный вал играет роль синхронизирующего устройства, которое управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов, а также фиксирует перекрытие клапанов, которое действует в верхней мертвой точке на такте выпуска. Вал построен с многочисленными цапфами, которые перемещаются на карданах внутри двигателя. Он имеет яйцевидные лепестки, которые стимулируют клапанный механизм либо за счет движущихся толкателей и подъемников, либо путем прямого надавливания на стержни клапана. Распределительный вал ограничен вращением коленчатого вала за счет привода ГРМ, ремня ГРМ или зубчатых колес, и сбои в приводе распределительного вала могут позволить клапанам взаимодействовать с головками поршней, что вызывает обширное внутреннее разрушение.

Дополнительные функции распределительного вала:

Распределительные валы в зрелых двигателях могут также иметь автоматизированные шестерни, которые приводят в действие распределитель и масляный насос. В современных двигателях к распредвалу может быть прикреплен датчик положения, который передает данные на блок управления трансмиссией , чтобы помочь модулю правильно рассчитать время пульсации впрыска топлива и зажигания. Некоторые двигатели могут иметь несколько распределительных валов, как в некоторых машинах с верхним расположением распредвала, в основном с V-образной структурой.В двигателях с десмодромным клапанным механизмом используется минимум 2 кулачка, так как имеется 1 кулачок с открыванием нажатием и 1 кулачок с оттягиванием вместо классического кулачка с открыванием нажатием и пружинами клапана для закрытия клапана, когда кулачок вращается за пределы мочка и обратно на основание круга.

Размер распредвала :

Измерение всего лепестка, графическое представление и анализ подъемной силы, ускорение, скорость, неровность (производная 3 ^rd), радиус изгиба, давление угла

Данные лепестка изменены и сведены к нулю биение основной окружности

Распределительный вал может иметь списки углового положения для всех углов выступов

Может быть приравнен к измеренным данным и профилям проектных данных подъема в числовом и графическом режимах

Изображение на экране представлено для всех кривых движения

Вам будут доступны распечатанные отчеты табличных данных и экранной графики

Сравнить радиус базовой окружности, биение и углы вершины лепестка с проектными данными, представляющими ограничения допусков

Он также может иметь дюймовые или метрические данные для вывода и ввода

EZCAM программ и работает под Windows

Оборот распределительного вала с компьютерным управлением на механических версиях

Включает датчики HeidenhainTM и оборудование для обработки данных

Требуется измерительный зонд только одного размера, независимо от размера толкателя двигателя

Пользовательские предустановки включены также для других языков

Анализ распределительного вала :

Объемы исследования анализа включают способность воспринимать статический и динамический структурный анализ, установившиеся и переходные проблемы, больше проблем с частотой и продольным изгибом собственных значений, статический или изменяющийся во времени магнитный анализ, а также различные виды полевых и связанных реализаций.Программа имеет много необычных компонентов, которые позволяют объединять несвободные или необязательные эффекты трубки в приспособления, такие как пластичность, гиперэластичность, большая деформация, ползучесть; набухание, контактное напряжение с большим прогибом, повышение жесткости, температурная надежность, анизотропия материала и излучение. По мере проведения анализа в пакет были добавлены другие уникальные размеры, например, организация поверхности, субмоделирование, пьезоэлектрические функции, неравномерная вибрация, анализ сопряженного поля и усовершенствование конструкции.

Эти возможности дополнительно помогают сделать анализ многоцелевым устройством анализа для измененного порядка проектирования.Пакет для анализа используется в бизнесе с конца 90-х годов и широко используется в авиастроении, разработке, автомобилестроении, благотворительности, электронике, жизнеспособности, производстве атомных или ядерных, нефтяных и сталелитейных предприятий. Кроме того, многие консультационные фирмы и несколько колледжей и университетов применяют анализ для экзаменов, изучения и поучительной работы.

Назначение распредвала — Дом

Распредвал:

Распределительный вал — это вал, на котором закреплен кулачок или который кулачок является неотъемлемой частью.Распределительный вал был описан в 1206 году турецким инженером Аль-Джазари. Он использовал его как часть своих автоматов, водоподъемных машин и водяных часов, таких как часы замка. Среди первых автомобилей, в которых использовались двигатели с одним верхним распределительным валом, были Maud Slay, разработанный Александром Крейгом и представленный в 1902 году, и Marr Auto Car, разработанный уроженцем Мичигана Уолтером Лоренцо Марром в 1903 году.

Использование распредвала:

Распределительный вал используется для управления тарельчатыми клапанами в двигателях внутреннего сгорания с поршнями.Он состоит из цилиндрического стержня, проходящего по всей длине блока цилиндров, с выступающими из него продолговатыми выступами, по одному на каждый клапан. Лепестки кулачка заставляют клапаны открываться, нажимая на клапан или на какой-либо промежуточный механизм, когда они вращаются.

Назначение:

Распределительный вал действует как синхронизирующее устройство, которое управляет открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов, а также регулирует перекрытие клапанов, которое происходит в верхней мертвой точке такта выпуска. Вал состоит из нескольких цапф, которые устанавливаются на подшипники внутри двигателя.Он имеет яйцевидные лепестки, которые приводят в действие клапанный механизм, либо перемещая толкатели и толкатели, либо нажимая непосредственно на стержни клапана. Распределительный вал связан с вращением коленчатого вала цепью ГРМ, ремнем ГРМ или шестернями ГРМ, а отказы в приводе распределительного вала могут привести к контакту клапанов с головками поршней, вызывая обширные внутренние повреждения.

Дополнительные функции распределительного вала:

В старых двигателях распредвалы могут также иметь врезанные в них шестерни, которые приводят в действие распределитель и масляный насос.В более новых двигателях распределительный вал может иметь датчик положения, установленный на конце, который отправляет информацию в модуль управления силовой передачей, чтобы помочь модулю правильно синхронизировать импульсы впрыска топлива и зажигания. Некоторые двигатели могут иметь несколько распределительных валов, как в случае с некоторыми двигателями с верхним расположением распредвала, особенно с V-образной конфигурацией. В двигателях с десмодромной системой клапанов используется по крайней мере два кулачка, так как есть кулачок с открыванием нажатием и кулачок с оттягиванием, вместо традиционного кулачка с открыванием нажатием и пружинами клапана для закрытия клапана, когда кулачок вращается мимо лепестка. и обратно на основной круг.

Взаимосвязь между вращением распределительного вала и вращением коленчатого вала имеет решающее значение. Поскольку клапаны регулируют поток всасываемых и выхлопных газов топливно-воздушной смеси, они должны открываться и закрываться в соответствующее время во время хода поршня.

Ссылки:

https://itstillruns.com/reset-light-bmw-x5-2003-7242105.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Camshaft#Timing

Распредвал

— обзор | Темы ScienceDirect

5.3.4 Композитные конструкции

Распределительные валы также можно выковывать из хромомолибденовой стали (таблица 5.3). Весь распределительный вал науглероживается и отпущен (см. (4), Таблица 5.2). В многоклапанном двигателе используется большее количество клапанов, и, следовательно, зазор между этими клапанами является узким, особенно в двигателе с малым диаметром отверстия. требующие коротких интервалов между кулачками. Холодную закалку нельзя использовать там, где зазор между кулачками узкий, из-за сложности использования охладителя, поэтому используются кованые распредвалы.

Распредвалы в сборе (см. (5), таблица 5.2) состоят из полого вала и частей кулачка. На рис. 5.17 приведен пример. Деталь кулачка, показанная на рис. 5.18, изготовлена из износостойкого спеченного материала (таблица 5.3) или закаленной высокоуглеродистой стали. Вал представляет собой стальную трубу.

5.17. Распредвал собран методом механической стыковки (гидроформовки).

5.18. Кулачок распредвала в сборе.

Рисунок 5.19 представляет собой схематическое изображение процесса порошковой металлургии, используемого для придания формы и упрочнения деталей кулачка для собранных распределительных валов.Готовят смесь порошков, из которых получится желаемый состав. Эта смесь вдавливается в матрицу, которая формирует материал в процессе, называемом холодным прессованием. Полученный формованный материал остается пористым и мягким. Процесс спекания в печи удаляет поры за счет диффузии атомов и увеличивает плотность детали. Обычно прессованный порошок нагревают до температуры значительно ниже точки плавления железа, обычно между 1100 ° C и 1250 ° C, в печах непрерывного действия с защитной атмосферой.Плотность от 90% до 95% от максимального теоретического значения вполне нормальна, оставляя пористость от 5% до 10%. Это оказывает некоторое влияние на свойства детали, но достижимые прочность и твердость варьируются от чугуна до закаленной и отпущенной инструментальной стали.

5.19. Процесс порошковой металлургии.

Спекание позволяет механически смешивать несколько разнородных порошков. Поскольку при спекании порошки не плавятся, они могут сосуществовать в спеченной детали, так что состав сплава может сильно отличаться от состава, полученного при обычном затвердевании.Таким образом, получается большое количество твердого карбида с мелкой дисперсией, что невозможно при обычном процессе литья, что обеспечивает хорошую износостойкость выступов кулачка.

Порошковая металлургия имеет потенциал для производства деталей почти чистой формы, что позволяет использовать широкий спектр систем сплавов и облегчает производство сложных или уникальных форм, которые были бы непрактичны или невозможны при использовании других процессов металлообработки. В деталях двигателя автомобиля седла клапанов, крышки коренных подшипников и шатуны (описанные в главе 9) изготавливаются с помощью этого процесса.

Химический состав и твердость кулачков можно регулировать в соответствии с индивидуальными требованиями. Сплавовая смесь для спекания содержит небольшое количество меди. Во время спекания Cu плавится и связывает частицы порошка сплава железа. Cu работает как припой, и этот процесс известен как жидкофазное спекание (в отличие от твердофазного спекания, при котором жидкая фаза не образуется).

По сравнению с охлажденным распределительным валом, стоимость собранного распределительного вала, как правило, ниже из-за более низких затрат на обработку, а контроль качества намного лучше.Было предложено несколько способов соединения распределительных валов в сборе. ^9–11 Для соединения кулачков с валом можно использовать диффузионное соединение, сплавление или механическое соединение. Диффузионное соединение соединяет чистые металлические поверхности вместе за счет взаимной диффузии при нагревании. В Приложении I перечислены различные технологии соединения.

Соединение после бритья ⁹ — это тип механического соединения. Поверхность стальной трубы рифленая для получения шероховатой поверхности. Затем эту стальную трубку вставляют в отверстие кулачка (рис.5.18). Полученная шероховатая поверхность фиксирует выступ кулачка при установке. Совсем недавно на рынок поступил распределительный вал, собранный методом гидроформовки ¹⁰ (рис. 5.16). При этом очень высокое гидравлическое давление (около 100 МПа) раздувает трубку вала изнутри (рис. 5.20). Набухший вал создает остаточные напряжения в выступе кулачка, которых достаточно, чтобы удерживать его на месте. Гидроформование используется на некоторых автомобильных держателях подвески и опорах двигателей, поскольку с его помощью можно получить сложную скрученную форму из трубы при невысоких затратах.Также использовалась термоусадка части кулачка на стальную трубку. ¹¹

5.20. Сборка распредвала методом гидроформовки. Стальная трубка помещается в матрицу там, где уже размещены вставки кулачка. Внутренняя вода под давлением расширяет стальную трубку, фиксируя выступ кулачка. Осевая подача подталкивает конец трубки, чтобы свести к минимуму истончение стенки.

Распредвал Miller GJM Series — Коленчатый вал Miller — Продукты

U.S.A.

NAC / NTC AMERICA Corporation

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

46605 Магеллан Доктор Нови, Мичиган 48377, США.
Тел. + 1-248-560-1200 Факс + 1-248-560-0215
http://www.ntcamerica.com

Мексика

KIMX / Komatsu Industries Mexico S.A. de C.V.

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Avenida Aguascalientes NO.920, полковник Паррас, Агуаскальентес, AGS, C.P. 20157, ESTADOS UNIDOS MEXICANOS
Тел .: + 52-449-9739-700

Германия

KGI / Komatsu Germany GmbH (Промышленное подразделение)

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Администрация: Forststraße 29, 40597 Дюссельдорф, Германия
Тел. +49 211 7109 702

Китай

YNC / YIDA NIPPEI MACHINE TOOL Corporation

Производство и продажа универсальных станков с ЧПУ, передаточных машин и запчастей

№11 Software Garden Road, район Ганьцзиньцзы, Далянь 116023, Китай
Тел. + 86-411-84676529 Факс + 86-411-84687608
http://www.ync-china.com

Китай

NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., Ltd

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

2F, Building E, Chamtime Plaza No. 6 Lane 2889 Jinke Road, Pudong New Area, Шанхай, Китай
Тел. + 86-21-6841-4567 Факс + 86-21-6841-0386

Китай

NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., ООО Офис в Гуан Чжоу

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Комната № 938, Международный офис Уэйна, № 167 Линхэ (W) Road Tianhe District, Гуанчжоу 510620, Китай
Тел. + 86-20-3855-1680 Факс + 86-20-3888-8572

Индия

KIPL / Komatsu India Pvt. Ltd, Подразделение НТК.

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

Земельный участок No.A-64, H-Block, Midc Pimpri, Pune-411 018, India
Tel + 91-20-27480587 Факс + 91-20-27480588
Бывшая компания: NIPPEI TOYAMA INDIA PRIVATE LIMITED

Таиланд

NTA / NIPPEI TOYAMA (THAILAND) Co., Ltd.

Продажа, техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

28/9 Moo 3, Bangna-Trad Road Km.23, Bangsaothong,
Bangsaothong, Samutprakarn, THAILAND 10570
Тел. + 66-2-740-1150 Факс + 66-2-740-1152

Индонезия

ТКМСИ / ПТ.Komatsu Marketing and Support Индонезия

Техническое и послепродажное обслуживание станков и промышленного оборудования

JL, Ириан, Блок JJ-4-1 MM2100 Industrial Estate Cikarang Jatiwangi,
Bekasi, Jawa Brat 17520
Тел. + 62-21-4604290 Факс + 62-21-4605934

Что подразумевается под градусом распределительного вала и почему это необходимо?

Как найти верхнюю мертвую точку (T.D.C.)?

Точное определение верхней мертвой точки может быть сложной задачей.Проблема в поиске настоящего T.D.C. хода поршня заключается в том, что поршень находится в точке T.D.C. на несколько градусов коленвала вращение. Вы должны использовать устройство для остановки поршня в одном и том же положении по обе стороны от T.D.C. и снимите показания с градусного колеса.

Затем вы разделите разницу в этих показаниях и переместите указатель на эту величину, сделав ее истинной T.D.C. точка. Начните процедуру с установки градусного колеса на конце коленчатый вал надежно, и проворачивая двигатель примерно до T.D.C. Установите указатель и совместите его с нулем на градусном колесе. Теперь поверните двигатель, чтобы переместить поршень в цилиндр. Установите стопорное устройство в отверстие для свечи зажигания и вытяните болт. Теперь вручную проверните двигатель ( не используйте стартер, иначе вы проделаете отверстие в поршне ), вращая, пока поршень не поднимется и не остановится напротив болта. Посмотрите на градусное колесо и запишите количество градусов, показанное указателем.

Вручную проверните двигатель в противоположном направлении, пока поршень не поднимется и не остановится на болте.Вернитесь
к колесу градусов и запишите градусы, которые оно теперь показывает. Сложите эти два значения вместе и разделите ответ на два. Теперь либо переместите указатель на это количество градусов, либо осторожно ослабьте ступенчатое колесо (не нарушая положения коленчатого вала) и переместите колесо на эту требуемую величину
. Снова затяните болты и снова проверните двигатель, убедившись, что показания на каждой стороне T.D.C. равные степени от нуля. Если это так, то теперь ноль на градусном колесе будет истинный T.Точка постоянного тока. По завершении этой процедуры снимите стопорное устройство с отверстия для свечи зажигания.

Простое объяснение градуса кулачка

Проще говоря, процесс градуса можно представить как использование циферблатного индикатора и градусного колеса в качестве инструментов для отображения одного оборота вокруг выступа кулачка. Вы начнете с основного круга мочка там, где нет лифта. См. Рисунок ниже. Затем, вращая двигатель, вы продвинетесь вверх по открывающейся стороне, пройдете через верхнюю часть выступа, а затем переместитесь вниз по закрывающей стороне, закончив обратно на базовый круг.Циферблатный индикатор переместится от нуля до максимального подъема лепестка, а затем вернется к нулю во время этого оборота. Вы будете смотреть на циферблатный индикатор и останетесь в двух ключевых точках, чтобы снять показания. от градусного колеса. Обе точки
будут, когда циферблатный индикатор покажет 0,050 дюйма подъема подъемника. Это значение 0,050 дюйма будет иметь место на стороне открытия и снова на стороне закрытия выступа. Затем эти показания будут сравниваться с карточка спецификации, чтобы увидеть, насколько вы близки. При необходимости можно внести коррективы, чтобы установить распредвал в точное положение.

Важные советы, которые следует помнить при градировании распредвала

1. Вы всегда должны использовать подъемник того же типа и размера, что и ваш распределительный вал . Например, вы не можете использовать подъемник диаметром 0,842 дюйма на распредвале, разработанном для подъемника диаметром 0,875 дюйма. Вы не можете использовать стандартный (плоский) подъемник для изменения положения распределительного вала с роликами.

2 . Удалите излишки смазки с выступов и подъемников. что вы проверяете.Густое масло, особенно монтажная смазка (паста), может привести к ошибочным показаниям. Перед проверкой протрите детали начисто и не забудьте повторно смазать их, когда вы законченный.

3 . Если вы допустили ошибку и проворачиваете двигатель дальше точки, на которой вы хотите получить показания, не поддерживает вращение . Если вы это сделаете, любое провисание цепи привода ГРМ или люфт в шестернях повлияет на показания, вызывая ошибку. Если вы пропустите точку остановки, просто продолжайте вращать двигатель в обычном направлении, пока не вернетесь в желаемую точку.

Порядок калибровки распределительного вала

1 . Циферблатный индикатор и подставка должны быть надежно прикреплены к двигателю. Любое отклонение может вызвать ошибку в ваших показаниях. Используя цилиндр номер один в качестве отправной точки, рукой вращайте двигатель в обычном направлении (по часовой стрелке, когда вы стоите перед двигателем), пока впускной клапан не закроется (подъемник находится внизу на основной окружности выступа кулачка). Если прием коллектор снят с двигателя, установите плунжер индикатора
непосредственно на сам всасывающий подъемник.Если впускной коллектор находится на двигателе,
, вы можете использовать толкатель в качестве удлинителя циферблатного индикатора и установить наконечник плунжера непосредственно на толкатель. В любом случае важно убедиться, что угол циферблатного индикатора плунжер имеет тот же угол, что и ход подъемника или толкателя. Мы хотим видеть «прямолинейное» (линейное) движение этих частей, поэтому плунжер должен быть правильно выровнен. Когда индикатор установлен, установите циферблатный индикатор на ноль.

2 .Вручную проверните двигатель в нормальном направлении вращения, следя за стрелочным индикатором. Когда подъемник начинает двигаться вверх по открывающейся стороне выступа, показания на циферблате индикатор начнет увеличиваться. Продолжайте вращать двигатель до тех пор, пока циферблатный индикатор не покажет подъем на 0,050 дюйма. Остановитесь, снимите показание на градусном колесе и запишите его.

3 . По мере того, как вы продолжаете вращать двигатель, показания на циферблатном индикаторе будут поднимитесь до максимального подъема лепестка.Теперь подъемник находится на вершине лепестка.(Максимальный подъем лепестка показано на карточке спецификаций и может быть проверено на этом этапе, если вы хотите.) Продолжайте вращение, и подъемник начнет движение вниз по закрывающей стороне выступа. Внимательно следите за циферблатным индикатором, пока числа по убыванию. Когда индикатор вернется к показанию 0,050 дюйма, остановитесь, снимите показание градусного колеса и запишите его. Поверните двигатель и вернитесь к основной окружности лепестка. Циферблатный индикатор должен снова показать ноль, чтобы убедиться, что процесс был выполнен правильно. .

4. Теперь у вас есть два важных показания градусного колеса, оба снятые, когда циферблатный индикатор показывает 0,050 «. Одно показание, когда индикатор поднимается на открытой стороне, другое, когда оно было спуск по закрывающей стороне. Сравните эти числа с числами на карте осмотра распределительного вала
, чтобы проверить положение впускного лепестка. Карточка технических характеристик распределительного вала предоставляет много информации, но цифры, которые вас больше всего интересуют для градуса кулачка, находятся внизу. карты.В поле, обозначенном как «Время кулачка при 0,050« подъема толкателя ». (Напоминаем, что слова толкатель и толкатель означают одно и то же. Это также может быть выражено как подъем толкателя 0,050 дюйма). это поле представляет собой градусные показания, которые колесико градусов будет показывать для стороны впуска, «открывающей» лепесток, и стороны впуска, «закрывающей» выступа, когда циферблатный индикатор находится на 0,050 дюйма подъема. (Ниже этих цифр показаны начальные и конечные цифры для выхлопа.) Сравните свои показания для притока с показаниями на карте.Если вы в пределах градуса, ваш распредвал установлен в правильное положение.

5 . Вы можете выполнить точно такую же процедуру для выхлопного патрубка, чтобы определить точки его открытия и закрытия при подъеме толкателя (или подъемника) 0,050 дюйма, и сравнить эти показания с те, что указаны на карточке со спецификациями. Если вы также проверите выхлопной патрубок, у вас будет четыре точки отсчета (открытие и закрытие впуска и открытие и закрытие выпуска). Помните, если вы равны плюс или минус один градус этих показаний, ваш кулачок находится в правильном месте и будет синхронизирован с вращением коленчатого вала.

Что делать, если распредвал находится в неправильном положении и требует исправления?

Существует несколько методов регулировки положения распределительного вала для исправления несоосности. В большинстве комплектов высокопроизводительных цепей ГРМ нижняя звездочка кривошипа обрабатывается с тремя или более шпоночные пазы, позволяющие продвигать или замедлять распредвал. Также имеются смещенные шпонки коленчатого вала. Другой популярный метод — это эксцентриковые втулки газораспределительного механизма со смещением, которые можно установить в верхняя звездочка распределительного вала для изменения положения распределительного вала по отношению к звездочке на тех распределительных валах, которые используют установочный штифт для индексации.Используйте любой из этих методов, затем один раз выровняйте распределительный вал. еще раз, чтобы убедиться, что это правильно.

Комплекты ступенчатых втулок и приводных цепей привода ГРМ.

Патент США на гидравлический фиксатор для устройства изменения фаз газораспределения Патент (Патент № 6,666,181, выдан 23 декабря 2003 г.)

ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ

В этой заявке заявлено изобретение, которое было раскрыто в предварительной заявке № 60/374 201, поданной 19 апреля 2002 г., под названием «Гидравлический фиксатор для устройства регулирования фаз газораспределения».Настоящим испрашивается преимущество в соответствии с 35 USC §119 (e) предварительной заявки США, и вышеупомянутая заявка настоящим включается сюда посредством ссылки.

Уровень техники

1. Область изобретения

Изобретение относится к устройствам регулирования фаз газораспределения (VCT). В частности, изобретение относится к гидравлическому фиксатору для устройства регулирования фаз газораспределения, в котором гидравлический фиксатор снижает шум за счет образования байпаса.

2. Описание родственной статьи

Производительность двигателя внутреннего сгорания можно улучшить за счет использования сдвоенных распределительных валов, один для управления впускными клапанами различных цилиндров двигателя, а другой — для управления выпускными клапанами. Обычно один из таких распределительных валов приводится в движение коленчатым валом двигателя через звездочку и цепную передачу или ременную передачу, а другой из таких распределительных валов приводится в действие первым через вторую звездочку и цепную передачу или второй ременной привод. .В качестве альтернативы оба распределительных вала могут приводиться в движение цепным или ременным приводом с приводом от одного коленчатого вала. Характеристики двигателя в двигателе с двумя распределительными валами могут быть дополнительно улучшены с точки зрения качества холостого хода, экономии топлива, снижения выбросов или увеличения крутящего момента, путем изменения взаимного расположения одного из распределительных валов, обычно распределительного вала, который управляет впускными клапанами двигателя. относительно другого распределительного вала и относительно коленчатого вала, чтобы тем самым изменять синхронизацию двигателя с точки зрения работы впускных клапанов относительно его выпускных клапанов или с точки зрения работы его клапанов относительно положения коленчатого вала.

Рассмотрение информации, раскрытой в следующих патентах США, которые все включены сюда посредством ссылки, полезно при изучении предыстории настоящего изобретения.

Патент США. В US 5002023 описана система VCT в области изобретения, в которой гидравлическая часть системы включает в себя пару гидроцилиндров противоположного действия с соответствующими элементами гидравлического потока для выборочной передачи гидравлической жидкости от одного из цилиндров к другому или наоборот, чтобы тем самым продвигает или замедляет положение распределительного вала по окружности относительно коленчатого вала.В системе управления используется регулирующий клапан, в котором истечение гидравлической жидкости из одного или другого цилиндра противоположного действия разрешается перемещением золотника внутри клапана в ту или иную сторону из его центрального или нулевого положения. Движение золотника происходит в ответ на увеличение или уменьшение управляющего гидравлического давления PC на одном конце золотника и взаимосвязь между гидравлической силой на этом конце и противоположной прямой механической силой на другом конце, которая возникает в результате пружина сжатия, которая действует на него.

Патент США. В US 5107804 описан альтернативный тип системы VCT в области изобретения, в которой гидравлическая часть системы включает лопатку, имеющую выступы в закрытом корпусе, которые заменяют цилиндры противоположного действия, описанные в вышеупомянутом патенте США No. № 5 002023. Лопатка может колебаться по отношению к корпусу с соответствующими элементами гидравлического потока для переноса гидравлической жидкости внутри корпуса с одной стороны выступа на другую или наоборот, чтобы таким образом качать лопатку по отношению к корпусу в одном направлении или другой — действие, которое эффективно продвигает или замедляет положение распределительного вала относительно коленчатого вала.Система управления этой системы VCT идентична той, которая описана в патенте США No. № 5002023, с использованием золотникового клапана того же типа, реагирующего на те же силы, действующие на него.

Патент США. Оба номера 5 172 659 и 5 184 578 касаются проблем вышеупомянутых типов систем VCT, созданных попыткой уравновесить гидравлическое усилие, действующее на один конец катушки, и механическое усилие, действующее на другой конец. Усовершенствованная система управления, описанная как в U.С. Пат. №№ 5 172 659 и 5 184 578 используют гидравлическое усилие на обоих концах золотника. Гидравлическое усилие на одном конце является результатом прямого воздействия гидравлической жидкости из масляного канала двигателя при полном гидравлическом давлении PS. Гидравлическое усилие на другом конце золотника возникает от гидроцилиндра или другого умножителя силы, который действует на него в ответ на гидравлическую жидкость системы при пониженном давлении, PC, от соленоида с ШИМ. Поскольку сила на каждом из противоположных концов золотника имеет гидравлическое происхождение и основывается на одной и той же гидравлической жидкости, изменения давления или вязкости гидравлической жидкости будут самоотрицательными и не повлияют на центрированное или нулевое положение золотника. катушка.

Патент США. US 5 289 805 предоставляет улучшенный метод VCT, который использует гидравлическое управление положением золотника с ШИМ и усовершенствованный алгоритм управления, который обеспечивает заданное поведение отслеживания заданного значения с высокой степенью надежности.

В патенте США. В US 5,361,735 распредвал имеет лопатку, прикрепленную к концу для предотвращения вращения без колебаний. На распределительном валу также установлен шкив, приводимый в движение ремнем газораспределительного механизма, который может вращаться вместе с распределительным валом, но может колебаться по отношению к распределительному валу.Лопатка имеет противоположные выступы, которые входят в противоположные выемки, соответственно, шкива. Распределительный вал имеет тенденцию изменяться в ответ на импульсы крутящего момента, которые он испытывает во время своей нормальной работы, и ему разрешается двигаться вперед или назад, выборочно блокируя или разрешая поток моторного масла из выемок, контролируя положение золотника в корпусе клапана. регулирующий клапан в ответ на сигнал от блока управления двигателем. Катушка подталкивается в заданном направлении посредством вращательного средства поступательного линейного движения, которое приводится во вращение с помощью электродвигателя, предпочтительно типа шагового двигателя.

Патент США. В US 5497738 показана система управления, которая устраняет гидравлическое усилие на одном конце золотника, возникающее в результате прямого воздействия гидравлической жидкости из масляного канала двигателя при полном гидравлическом давлении PS, используемом в предыдущих вариантах реализации системы VCT. Усилие на другом конце вентилируемого золотника создается электромеханическим приводом, предпочтительно соленоидным типом переменного усилия, который действует непосредственно на вентилируемый золотник в ответ на электронный сигнал, исходящий от блока управления двигателем («ЭБУ»), который контролирует различные параметры двигателя.ЭБУ получает сигналы от датчиков, соответствующих положениям распредвала и коленчатого вала, и использует эту информацию для вычисления относительного фазового угла. Предпочтительно использовать систему обратной связи с обратной связью, которая корректирует любую погрешность фазового угла. Использование соленоида переменной силы решает проблему вялого динамического отклика. Такое устройство может быть спроектировано с таким же быстродействием, как механический отклик золотникового клапана, и, безусловно, намного быстрее, чем обычная (полностью гидравлическая) система управления перепадом давления.Более быстрый отклик позволяет использовать увеличенное усиление замкнутого контура, делая систему менее чувствительной к допускам компонентов и рабочей среде.

Патент США. В US 5657725 показана система управления, которая использует давление моторного масла для приведения в действие. Система включает распределительный вал, на конце которого закреплена лопасть, с которой невозможно колебаться. Распределительный вал также имеет корпус, который может вращаться вместе с распределительным валом, но может колебаться вместе с распределительным валом. Лопатка имеет противоположные выступы, которые входят в противоположные выемки, соответственно, корпуса.Выемки имеют большую протяженность по окружности, чем выступы, что позволяет лопатке и корпусу колебаться относительно друг друга и тем самым позволяет распределительному валу изменяться по фазе относительно коленчатого вала. Распределительный вал имеет тенденцию изменять направление в ответ на давление моторного масла и / или импульсы крутящего момента распределительного вала, которые он испытывает во время своей нормальной работы, и ему разрешается либо продвигаться вперед, либо замедляться, выборочно блокируя или разрешая поток моторного масла через возвратные линии от выемки путем управления положением золотника в корпусе золотникового клапана в ответ на сигнал, указывающий на рабочее состояние двигателя, от блока управления двигателем.Золотник выборочно позиционируется путем управления гидравлическими нагрузками на противоположном конце в ответ на сигнал от блока управления двигателем. Лопатка может быть смещена в крайнее положение для создания силы противодействия однонаправленному действующему моменту трения, который испытывает распределительный вал во время вращения.

Патент США. В US 6 247 434 показана многопозиционная система изменения фаз газораспределения, приводимая в действие моторным маслом. Внутри системы ступица прикреплена к распределительному валу для вращения синхронно с распределительным валом, а корпус окружает ступицу и может вращаться вместе со ступицей и распределительным валом, а также может колебаться относительно ступицы и распределительного вала в пределах заданного угла вращение.Ведущие лопатки радиально расположены внутри корпуса и взаимодействуют с внешней поверхностью ступицы, в то время как ведомые лопатки радиально расположены в ступице и взаимодействуют с внутренней поверхностью корпуса. Блокирующее устройство, реагирующее на давление масла, предотвращает относительное движение между корпусом и ступицей. Управляющее устройство контролирует колебания корпуса относительно ступицы.

Патент США. В US 6250265 показана система изменения фаз газораспределения с блокировкой привода для двигателя внутреннего сгорания.Система, содержащая систему изменения фаз газораспределения, содержащую распределительный вал с лопаткой, прикрепленной к распределительному валу для вращения вместе с распределительным валом, но не для качания по отношению к распределительному валу. Лопасть имеет проходящее по окружности множество выступов, выступающих радиально наружу из нее, и окружена кольцевым корпусом, который имеет соответствующее множество выемок, каждое из которых принимает один из выступов и имеет протяженность по окружности больше, чем протяженность по окружности входящего в него лепестка. для обеспечения возможности колебаний корпуса относительно лопатки и распределительного вала, в то время как корпус вращается вместе с распределительным валом и лопаткой.Колебание корпуса относительно лопатки и распределительного вала вызывается находящимся под давлением моторным маслом в каждой из выемок на противоположных сторонах выступа в ней, причем давление масла в такой выемке предпочтительно частично определяется импульсом крутящего момента в распределительном валу, поскольку он вращается во время работы. Кольцевая стопорная пластина расположена соосно с распределительным валом и кольцевым корпусом и может перемещаться относительно кольцевого корпуса вдоль продольной центральной оси распределительного вала между первым положением, где стопорная пластина входит в зацепление с кольцевым корпусом для предотвращения его движения по окружности относительно лопатка и второе положение, в котором допускается круговое перемещение кольцевого корпуса относительно лопатки.Стопорная пластина смещается пружиной к своему первому положению и отталкивается от своего первого положения ко второму положению давлением моторного масла, которому она подвергается через канал, ведущий через распределительный вал, когда давление моторного масла достаточно высокое, чтобы преодолеть силу смещения пружины, что является единственным моментом, когда желательно изменить относительное положение кольцевого корпуса и лопасти. Движение стопорной пластины контролируется электронным блоком управления двигателем либо через систему управления с обратной связью, либо через систему управления с открытым контуром.

Патент США. В US 6263846 показана стратегия регулирующего клапана для лопастной системы изменения фаз газораспределения. Стратегия включает в себя двигатель внутреннего сгорания, который включает в себя распределительный вал и ступицу, прикрепленные к распределительному валу для вращения вместе с ним, причем корпус ограничивает ступицу и может вращаться вместе со ступицей и распределительным валом, а также может колебаться относительно ступицы и распределительного вала. Ведущие лопатки радиально внутрь расположены в корпусе и взаимодействуют со ступицей, в то время как ведомые лопатки радиально наружу расположены во ступице, чтобы взаимодействовать с корпусом, а также по окружности чередуются с ведущими лопатками, определяя чередующиеся по окружности камеры опережения и замедления.Конфигурация для управления колебаниями корпуса относительно ступицы включает в себя электронный блок управления двигателем и клапан управления продвижением, который реагирует на электронный блок управления двигателем и регулирует давление моторного масла в камерах опережения и из них. Регулирующий клапан замедления, реагирующий на электронный блок управления двигателем, регулирует давление моторного масла в камерах замедления и обратно. Канал опережения сообщает давление моторного масла между клапаном управления опережением и камерами опережения, в то время как канал замедления сообщает давление масла в двигателе между клапаном управления замедлением и камерами замедления.

Патент США. В US 6311655 показана многопозиционная система изменения фаз газораспределения, имеющая установленное на лопасти стопорное поршневое устройство. Описывается двигатель внутреннего сгорания, имеющий распределительный вал и систему изменения фаз газораспределения, в котором ротор прикреплен к распределительному валу и может вращаться, но не колеблется по отношению к распределительному валу. Корпус окружает ротор, может вращаться как с ротором, так и с распределительным валом, а также может совершать колебания по отношению как к ротору, так и к распределительному валу между полностью запаздывающим положением и полностью выдвинутым положением.Конфигурация блокировки предотвращает относительное движение между ротором и корпусом и устанавливается внутри ротора или корпуса, и, соответственно, с возможностью отсоединения сцепляется с другим из ротора и корпуса в полностью замедленном положении, полностью выдвинутом положении. , и в позициях между ними. Запирающее устройство включает в себя стопорный поршень, имеющий шпонки на одном конце, и зубцы, установленные напротив шпонок на стопорном поршне, для блокировки ротора с корпусом.Конфигурация управления регулирует колебания ротора относительно корпуса.

Патент США. В US 6,374,787 показана многопозиционная система изменения фаз газораспределения, приводимая в действие давлением моторного масла. Ступица прикреплена к распределительному валу для вращения синхронно с распределительным валом, а корпус окружает ступицу и может вращаться вместе со ступицей и распределительным валом, а также может колебаться относительно ступицы и распределительного вала в пределах заданного угла поворота. Ведущие лопатки радиально расположены внутри корпуса и взаимодействуют с внешней поверхностью ступицы, в то время как ведомые лопатки радиально расположены в ступице и взаимодействуют с внутренней поверхностью корпуса.Блокирующее устройство, реагирующее на давление масла, предотвращает относительное движение между корпусом и ступицей. Управляющее устройство контролирует колебания корпуса относительно ступицы.

Патент США. В US 6477999 показан распределительный вал, который имеет лопатку, прикрепленную к его концу, для не колеблющегося вращения с ней. Распределительный вал также имеет звездочку, которая может вращаться вместе с распределительным валом, но может колебаться по отношению к распределительному валу. Лопатка имеет противоположные выступы, которые входят в противоположные выемки, соответственно, звездочки.Углубления имеют большую протяженность по окружности, чем выступы, чтобы лопатка и звездочка могли колебаться относительно друг друга. Фаза распределительного вала имеет тенденцию изменяться в ответ на импульсы, которые он испытывает во время его нормальной работы, и разрешается изменение только в заданном направлении, вперед или назад, путем выборочного блокирования или разрешения потока гидравлической жидкости под давлением, предпочтительно двигателя. масло из выемок путем управления положением золотника в корпусе регулирующего клапана.Звездочка имеет проход, проходящий через канал, проходящий параллельно продольной оси вращения распределительного вала и отстоящий от нее. Штифт скользит внутри канала и упруго подталкивается пружиной в положение, при котором свободный конец штифта выступает за канал. Лопатка имеет пластину с карманом, который совмещен с каналом заданной звездочки для ориентации распределительного вала. Карман принимает гидравлическую жидкость, и когда давление жидкости находится на нормальном рабочем уровне, внутри кармана будет давление, достаточное для того, чтобы свободный конец штифта не попал в карман.Однако при низких уровнях гидравлического давления свободный конец пальца войдет в гнездо и защелкнет распределительный вал и звездочку вместе в заданной ориентации.

Лопатка, которая разделяет корпус на камеры опережения и замедления, имеет тенденцию колебаться внутри полости, определяемой корпусом. Например, колебания могут быть вызваны характеристикой крутящего момента кулачка. Когда ротор вращается, лопатка имеет тенденцию касаться частей корпуса или физически останавливаться ими. Это прикосновение или остановка вызывает нежелательный шум.Следовательно, желательно иметь средство для уменьшения нежелательного шума путем размещения лопасти в подходящем положении для уменьшения шума.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В фазере VCT, имеющем ротор с расположенным по центру золотниковым клапаном, сформированным в нем, причем ротор имеет по меньшей мере одну лопатку, образующую его единое продолжение, для лопатки предусмотрено среднее положение, при котором лопатка блокируется.

В фазере VCT, имеющем ротор с расположенным по центру золотниковым клапаном, предусмотрен гидравлический байпас, посредством которого лопасть, которая колеблется внутри корпуса, помещается в заранее определенное среднее положение.

В фазере VCT, приводимом в действие давлением масла (OPA), имеющем ротор с расположенным по центру золотниковым клапаном, предусмотрен гидравлический байпас, посредством которого лопатка, которая колеблется внутри корпуса, помещается в заранее определенное среднее положение.

В фазере VCT, приводимом в действие давлением масла (OPA), имеющем ротор с расположенным по центру золотниковым клапаном, предусмотрен, по меньшей мере, один гидравлический байпас, посредством чего лопасть, которая колеблется внутри корпуса, помещается в заранее определенное среднее положение.

В фазере VCT с приводом от кулачкового крутящего момента (CTA), имеющем ротор с расположенным по центру золотниковым клапаном, предусмотрен гидравлический байпас, посредством которого лопасть, которая колеблется внутри корпуса, помещается в заранее определенное среднее положение. Кроме того, дополнительное ограничение обеспечивается для выпускного отверстия, когда байпасная цепь разомкнута, тем самым дополнительно уменьшая нежелательные колебания.

В фазере VCT с приводом от кулачкового крутящего момента (CTA), имеющем ротор с расположенным по центру золотниковым клапаном, предусмотрен, по меньшей мере, один гидравлический байпас, посредством которого лопатка, которая колеблется внутри корпуса, помещается в заранее определенное среднее положение. Кроме того, дополнительное ограничение обеспечивается для выпускного отверстия, когда байпасная цепь разомкнута, тем самым дополнительно уменьшая нежелательные колебания.

В фазере VCT, приводимом в действие давлением масла (OPA), имеющем ротор с расположенным по центру золотниковым клапаном, предусмотрена пара гидравлических байпасов для каждой лопатки, чтобы колебаться внутри корпуса, тем самым помещая лопатку в заданное среднее положение.

В фазовращателе VCT с приводом от кулачкового момента (CTA), имеющем ротор с расположенным по центру золотниковым клапаном, предусмотрена пара гидравлических байпасов для каждой лопасти, чтобы колебаться внутри корпуса, тем самым помещая лопатку в заданное среднее положение.

В фазере VCT предусмотрена конструкция с двунаправленным или двух байпасным проходом для очень быстрого достижения «фиксированного» положения с любого направления.

Соответственно, предоставляется фазер, который включает в себя корпус и ротор, расположенный с возможностью вращения относительно друг друга.Корпус имеет по меньшей мере одну полость, которую можно разделить лопаткой, жестко прикрепленной к ротору. Лопасть делит полость на первую и вторую камеры. Фазер также включает проходы, соединяющие первую и вторую камеры, тем самым облегчая колебания лопатки внутри полости. Фазер содержит: а) клапан, предназначенный для образования по меньшей мере двух отверстий для текучей среды, протекающей между первой и второй камерой, и расположенный так, чтобы по меньшей мере одно отверстие оставалось закрытым; и b) по меньшей мере, один перепускной канал, предназначенный для остановки или замедления вращения между корпусом и ротором, тем самым позволяя запорному механизму блокировать корпус и ротор вместе независимо от потока жидкости.

Соответственно, предоставляется фазер, который включает в себя корпус и ротор, расположенный с возможностью вращения относительно друг друга. Корпус имеет по меньшей мере одну полость, которую можно разделить лопаткой, жестко прикрепленной к ротору. Лопасть делит полость на первую и вторую камеры. Фазер также включает проходы, соединяющие первую и вторую камеры, тем самым облегчая колебания лопатки внутри полости. Предлагается способ, который включает в себя следующие этапы: а) обеспечение клапана, расположенного так, чтобы образовывать по меньшей мере два отверстия для текучей среды, протекающего между первой и второй камерой, и расположенного так, чтобы по меньшей мере одно отверстие оставалось закрытым; и b) обеспечение по меньшей мере одного байпаса, предназначенного для остановки или замедления вращения между корпусом и ротором, тем самым позволяя запорному механизму блокировать корпус и ротор вместе независимо от потока жидкости.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА

РИС. 1 схематически изображен фазер.

РИС. 2 показано настоящее изобретение, используемое в системе ДКТ типа CTA.

РИС. 3 показано настоящее изобретение, используемое в системе VCT, приводимой в действие давлением масла.

РИС. 4 показан улучшенный вариант осуществления фиг. 2.

РИС. 5 показан первый улучшенный вариант осуществления настоящего изобретения.

РИС. 6 показан второй улучшенный вариант осуществления настоящего изобретения.

РИС. 7 показаны экспериментальные данные без двойных проходов.

РИС. 8 показаны экспериментальные данные с двойным проходом.

РИС. 9 показаны экспериментальные данные при разных оборотах двигателя без двойных каналов.

РИС. 10 показаны экспериментальные данные при различных оборотах двигателя с двойным проходом.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ссылаясь на фиг. 1, фазировщик VCT лопастного типа содержит корпус (1), на внешней стороне которого расположены зубья звездочки (8), которые входят в зацепление с цепью (9) привода газораспределительного механизма и приводятся в движение ею.Внутри корпуса (1) определена полость, включающая камеры для текучей среды (6) и (7). Коаксиально внутри корпуса (1), свободно вращающегося относительно корпуса, находится ротор (2) с лопатками (5), которые вставляются между камерами (6) и (7), и центральный регулирующий клапан (4), который направляет масло под давлением через каналы (12) и (13) в камеры (6) и (7) соответственно. Масло под давлением, подаваемое клапаном (4) в каналы (12), толкает лопатки (5) против часовой стрелки относительно корпуса (1), выталкивая масло из камер (6) в каналы (13) и в клапан (4).Специалисту в данной области техники будет понятно, что это описание является общим для лопастных фазовращателей в целом, и конкретное расположение лопаток, камер, каналов и клапанов, показанное на фиг. 1 может быть изменен в рамках идеи изобретения. Например, количество лопаток и их расположение может быть изменено, некоторые фазовращатели имеют только одну лопатку, другие — целую дюжину, и лопатки могут быть расположены на корпусе и совершать возвратно-поступательное движение внутри камер на роторе. Корпус может приводиться в движение цепью, ремнем или шестернями, а зубья звездочки могут быть зубьями шестерни или зубчатым шкивом для ремня.

РИС. 2 и 3 подробно описывают фазер настоящего изобретения. Обратимся теперь к фиг. 2 изображена типичная гидравлическая схема механизма VCT с приводом от кулачкового момента (20). Показана более подробная схема проходов (12a) и (13a) к камерам (6) и (7). Когда ротор (2) вращается по часовой стрелке, лопасть (5) вращается вместе с ней, поскольку она жестко прикреплена к ней. Привод (920), предназначенный для управления контроллером (не показан), устанавливает клапан (4), такой как золотниковый клапан, как показано, для завершения набора контуров текучей среды.За счет включения золотникового клапана (4) посредством силы, прилагаемой к первому концу (4a) золотникового клапана (4), положение равновесия может быть достигнуто за счет равной силы, действующей на второй конец (4b) золотника (4) посредством упругого элемента (22), такого как пружина. Благодаря механизму CTA жидкость вытекает из камеры (7) через канал (12a), обратный клапан (24) останавливает поток жидкости через нее, но контур жидкости по-прежнему завершен, поскольку жидкость течет из канала (12a) через первый открытие (25), вызванное размещением клапана (4) в канале (26).Значительное количество жидкости в канале (26) проходит через обратный клапан (28) в камеру (6). Конечным результатом описанного выше потока жидкости является то, что ротор (2) и лопатка (5) вращаются относительно корпуса (1). Более конкретно, лопатка (5) перемещается по часовой стрелке внутри полости корпуса (1) по часовой стрелке в результате вышеописанного потока жидкости. Установлен перепускной канал (30) для жидкости, который предназначен для предотвращения дальнейшего движения лопасти (5) по часовой стрелке. Механизм предотвращения дальнейшего движения лопатки (5) достигается следующим образом.Когда ротор (2) вращается по часовой стрелке относительно корпуса (1), камера (6) заполняется за счет жидкости, поступающей из камеры (7). Другими словами, без введения перепускного канала (30) камера (6) имеет по существу чистый выигрыш, а камера (7) имеет по существу чистые потери. При введении обводного канала (30) камера (6) начинает отток жидкости. Выходящая из камеры (6) текучая среда проходит через перепускной канал (30) текучей среды через второе отверстие (34), образованное клапаном (4). Вытекающая жидкость продолжает течь через канал (36) обратно в первое отверстие (25).Как можно понять, конечный результат вышеупомянутого выходящего потока жидкости останавливает вращение ротора (2) относительно корпуса (1) или, по крайней мере, замедляет вращение в достаточной степени в среднем положении, чтобы запорный механизм мог заблокировать корпус. (1) и ротор (2) в этом среднем положении, таким образом, среднее положение сохраняется независимо от потока жидкости. Механизм блокировки может быть любого типа, который не является частью настоящего изобретения.

В практике настоящего изобретения байпасный контур, включающий байпас для жидкости (30), сформирован для остановки движения лопасти (5) или, по меньшей мере, замедления ее движения в достаточной степени, чтобы задействовать блокирующий механизм.Кроме того, следует отметить, что положение перепускного клапана (30) для текучей среды может быть расположено подходящим образом, чтобы обеспечить желаемое среднее положение лопатки (5) внутри полости. Например, размерное соотношение между механизмами потока текучей среды перепускного канала (30), включая каналы (12а, 13а), может быть задано заранее, так что будет задано среднее положение. Более конкретно, расстояние (32) может быть заранее определено для предварительно установленного среднего положения. Кроме того, следует отметить, что форма золотника (4) соответственно сформирована для обеспечения желаемого потока текучей среды и поддержания нулевого положения.Также следует отметить, что перепускная труба (30) для текучей среды может быть образована с ротором (2) или может быть образована независимо от ротора (2).

При осмотре ФИГ. 2 видно, что без обходного контура VCT получает команду двигаться вперед или назад (или удерживать положение) в зависимости от положения золотникового клапана (4), который может быть расположен в центре ротора VCT (2). Золотниковый клапан (4) определяет направление и скорость изменения фазы, но обычно требует наличия датчика обратной связи положения на распределительном валу для остановки в определенном положении средней фазы.На этом этапе желательно сохранить конкретное положение средней фазы независимо от потока масла. Многочисленные известные механизмы VCT используют стопорный штифт, который блокирует фазировщик VCT в условиях, когда масляный насос двигателя не подает масло в VCT, например, во время цикла запуска двигателя. Эти стопорные штифты обычно расположены на обоих крайних механических ограничителях механизма VCT. VCT может работать в режиме «разомкнутого контура» и получать команду на остановку, в которой фиксирующий штифт войдет в зацепление.Механический упор устанавливает ротор в правильное положение, чтобы стопорный штифт надежно зацепился.

Это изобретение преодолевает ограничение, требующее, чтобы лопасть (5) приходила в механический упор, чтобы обеспечить заблокированное положение. Настоящее изобретение дополнительно позволяет системе VCT или фазеру находить положение средней фазы в режиме управления разомкнутым контуром, где стопорный штифт может быть выровнен для надежного зацепления.

В случае устройства, приводимого в действие крутящим моментом кулачка, как показано на фиг.2, когда золотниковый клапан установлен на один конец хода, текучая среда, такая как масло, может выходить из одной камеры и заполнять другую, например из первой камеры во вторую камеру. Если жидкость будет выпущена из камеры замедления и позволена заполнить камеру опережения, распределительный вал достигнет положения фазы опережения. Например, камера (6) может быть камерой опережения, а камера (7), соответственно, камерой замедления. При открытии обходного контура из камеры опережения обратно в камеру замедления камера опережения будет заполняться только до определенного уровня, после чего жидкость будет вытекать через обходной контур.Положение перепускного отверстия, находящегося в гидравлическом сообщении с камерой (6), определяет относительный фазовый угол, при котором происходит запирание.

Ссылаясь на фиг. 3 для механизмов VCT, приводимых в действие давлением масла. Теория работы такая же, т.е. байпасный контур (30) ограничивает заполнение камеры (6) для определения положения средней фазы. Разница в том, что байпасный контур будет выходить в отстойник или слив, а не изнутри, как в случае VCT с приводом от момента кулачка.Кроме того, для достижения желаемого эффекта используются известные механизмы VCT, приводимые в действие давлением масла, иные, чем байпасный контур (30). Например, вводится источник (38) подачи текучей среды, вводятся пара выпускных каналов (40) и подходящие каналы (12b, 13b) с соответствующими контурами.

РИС. 4 — модификация фиг. 2. Ограничение добавляется к выпускному отверстию (42), когда байпасный контур (44) открыт. Это снизит скорость срабатывания до среднего положения, но одновременно будет производить меньше колебаний при достижении среднего положения.В этом случае ограничение достигается за счет образования удлиненной части катушки по сравнению с фиг. 2.

На ФИГ. 5, второй байпас (50) добавляет двунаправленную или двухбайпасную конструкцию варианта осуществления. Работа варианта осуществления с двумя байпасами аналогична операциям в предыдущих вариантах осуществления, за исключением того, что конструкция с двумя байпасами позволяет фазеру быстрее достигать положения «фиксации» с любого направления.

Теперь подробно обратимся к фиг. 5 показана структура с двумя байпасами в фазере в его фиксированном положении.Как можно видеть, в положении фиксации оба прохода, то есть проход (30) LA и проход (50), способствуют поддержанию среднего положения. Достижение фиксированного положения выполняется следующим образом. Когда лопасть (5) смещена влево, то есть до того, как будет достигнуто положение фиксации, в канале (30) не будет потока жидкости, так как не происходит гидравлического сообщения с камерой (6). Следует отметить, что сценарий со смещением вправо здесь не показан. Фиг. 5. Однако можно предположить или вообразить указанный сценарий непосредственно перед достижением фиксированного положения.В этом месте канал (50) поддерживает сообщение по текучей среде между камерами (6, 7) посредством контура (52) текучей среды. Контур жидкости (52) поддерживается до фиксации или достижения среднего положения. Точно так же контур текучей среды (не показан), пересекающий сквозной канал (30), возникает, если лопатка (5) смещается вправо до тех пор, пока не будет достигнуто положение фиксации. Как показано на фиг. 5, оба канала (30, 50) сообщаются по текучей среде с камерами (6, 7), благодаря чему поддерживается баланс.

Следует отметить, что на фиг.5, желаемое среднее положение оказывается в центральной точке полости внутри корпуса (1), определяя размер (54), идентичный размеру (56). Но средним положением может быть любое подходящее место внутри корпуса (1) с изменяющимся размером (54) и размером (56) соответственно, как показано на фиг. 6. Операции по фиг. 6 по существу аналогичны фиг. 5, за исключением расположения среднего положения, вызванного разницей размеров (58) и (60) соответственно.

Далее следует отметить, что фиг.5 и 6 изображена система (CTA) VCT. Но это двунаправленное применение к другой системе ДКТ, такой как (OPA) система ДКТ. Кроме того, фиг. 5 и 6 являются частично схематическими изображениями настоящего изобретения, поэтому фактические физические структурные отношения могут быть не такими, как показано.

РИС. 7-10 представляют собой экспериментальные данные, показывающие улучшение конструкции с двунаправленным или двунаправленным проходом по сравнению с конструкцией с одним проходом. ИНЖИР. 7 показана модель фазера CTA с одним проходом, а на фиг. 8 показана модель фазера CTA с двойными или двунаправленными проходами.Обратите внимание на изменения амплитуды после включения фиксатора в среднем положении. Как можно видеть, фиг. 8 имеет уменьшенные вариации амплитуды по сравнению с фиг. 7. Результат уменьшенных колебаний амплитуды проявляется в меньшей вероятности контакта лопатки (5) с корпусом (1), что снижает нежелательный шум. Фиг. 9-10 показывают аналогичные результаты при более низких оборотах двигателя.

Ниже приведены термины и концепции, относящиеся к настоящему изобретению.

Среднее положение лопатки определяется как положение, в котором сторона лопатки не касается какой-либо боковой стенки полости корпуса.

Следует отметить, что гидравлическая жидкость или жидкость, упомянутые выше, являются рабочими жидкостями. Управляющая жидкость — это жидкость, которая перемещает лопатки в фазере лопатки. Обычно рабочая жидкость включает моторное масло, но может быть отдельной гидравлической жидкостью. Система VCT по настоящему изобретению может быть системой VCT с приводом в действие крутящим моментом кулачка (CTA), в которой система VCT использует реверсирование крутящего момента в распределительном валу, вызванное силами открытия и закрытия клапанов двигателя для перемещения лопатки. Регулирующий клапан в системе CTA позволяет текучей среде течь из камеры опережения в камеру замедления, позволяя лопасти двигаться или останавливая поток, фиксируя лопасть в нужном положении.Фазер CTA может также иметь подачу масла для компенсации потерь из-за утечки, но не использует давление моторного масла для перемещения фазера. Лопасть представляет собой радиальный элемент, на который действует рабочая жидкость, расположенный в камере. Пластинчатый фазер — это фазер, который приводится в действие лопатками, движущимися в камерах.

На двигатель может быть один или несколько распределительных валов. Распределительный вал может приводиться в движение ремнем, цепью, шестернями или другим распределительным валом. На распределительном валу могут быть выступы для нажатия на клапаны. В двигателе с несколькими распределительными валами чаще всего имеет один вал для выпускных клапанов, один вал для впускных клапанов.Двигатель типа «V» обычно имеет два распределительных вала (по одному для каждого ряда) или четыре (впускной и выпускной для каждого ряда).

Камера определяется как пространство, в котором вращается лопасть, камера может быть разделена на камеру опережения (делает клапаны открытыми быстрее по сравнению с коленчатым валом) и камеру замедления (заставляет клапаны открываться позже по сравнению с коленчатым валом). Обратный клапан определяется как клапан, который позволяет потоку жидкости только в одном направлении. Замкнутый цикл определяется как система управления, которая изменяет одну характеристику в ответ на другую, затем проверяет, было ли изменение сделано правильно, и корректирует действие для достижения желаемого результата (например,грамм. перемещает клапан для изменения положения фазера в ответ на команду от ЭБУ, затем проверяет фактическое положение фазера и снова перемещает клапан в правильное положение). Регулирующий клапан — это клапан, который регулирует поток жидкости к фазеру. Регулирующий клапан может существовать в фазере в системе CTA. Регулирующий клапан может приводиться в действие давлением масла или соленоидом. Коленчатый вал получает мощность от поршней и приводит в движение трансмиссию и распределительный вал. Золотниковый клапан определяется как регулирующий клапан золотникового типа. Обычно катушка проходит по каналу, соединяя один канал с другим.Чаще всего золотник располагается на центральной оси ротора фазера.

Система контроля перепада давления (DPCS) — это система для перемещения золотникового клапана, которая использует давление рабочей жидкости на каждом конце золотника. Один конец золотника больше другого, и жидкость на этом конце регулируется (обычно с помощью клапана с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) давления масла), полное давление питания подается на другой конец золотника (отсюда и перепад давления). давление). Блок управления клапаном (VCU) представляет собой схему управления для управления системой VCT.Обычно VCU действует в ответ на команды от ECU.

Ведомый вал — это любой вал, на который подается мощность (в VCT, чаще всего распредвал). Приводной вал — это любой вал, который подает мощность (в VCT, чаще всего коленчатый вал, но может приводить в движение один распределительный вал от другого распределительного вала). ЭБУ — это блок управления двигателем, который является компьютером автомобиля. Моторное масло — это масло, используемое для смазки двигателя, давление может быть снято для приведения в действие фазера с помощью регулирующего клапана.

Корпус определяется как внешняя часть фазера с камерами.Снаружи корпуса может быть шкив (для ремня ГРМ), звездочка (для цепи ГРМ) или шестерня (для зубчатого колеса). Гидравлическая жидкость — это любой особый вид масла, используемого в гидроцилиндрах, похожий на тормозную жидкость или жидкость для гидроусилителя руля. Гидравлическая жидкость не обязательно должна совпадать с моторным маслом. Обычно в настоящем изобретении используется «исполнительная жидкость». Стопорный штифт предназначен для фиксации фазера в нужном положении. Обычно стопорный штифт используется, когда давление масла слишком низкое для удержания фазера, например, при запуске или остановке двигателя.

Система VCT с приводом от давления масла (OPA) использует обычный фазер, в котором давление моторного масла прикладывается к одной или другой стороне лопатки для перемещения лопатки.

Разомкнутый контур используется в системе управления, которая изменяет одну характеристику в ответ на другую (например, перемещает клапан в ответ на команду от ЭБУ) без обратной связи для подтверждения действия.

Фаза определяется как относительное угловое положение распредвала и коленчатого вала (или распредвала и другого распредвала, если фазер приводится в движение другим кулачком).Фейзер определяется как вся часть, которая крепится к кулачку. Фазер обычно состоит из ротора и корпуса и, возможно, золотникового клапана и обратных клапанов. Поршневой фазер — это фазер, приводимый в действие поршнями в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Ротор — это внутренняя часть фазера, которая прикреплена к кулачковому валу.

Широтно-импульсная модуляция (PWM) обеспечивает изменяющуюся силу или давление путем изменения синхронизации включения / выключения импульсов тока или давления жидкости. Соленоид — это электрический привод, который использует электрический ток, протекающий в катушке, для перемещения механического рычага.Соленоид с регулируемой силой (VFS) — это соленоид, срабатывающая сила которого может изменяться, обычно с помощью ШИМ тока питания. VFS противопоставляется соленоиду включения / выключения (все или ничего).

Звездочка — это элемент, используемый с цепями, такими как цепи привода ГРМ двигателя. Время определяется как отношение между временем, когда поршень достигает определенного положения (обычно верхней мертвой точки (ВМТ)), и временем, когда происходит что-то еще. Например, в системах VCT или VVT синхронизация обычно связана с тем, когда клапан открывается или закрывается.Момент зажигания относится к моменту зажигания свечи зажигания.

Torsion Assist (TA) или Torque Assisted Phaser — это разновидность фазера OPA, которая добавляет обратный клапан в линию подачи масла (то есть вариант с одним обратным клапаном) или обратный клапан в линии подачи в каждую камеру (т.е. два обратный клапан вариант). Обратный клапан блокирует распространение импульсов давления масла из-за реверсирования крутящего момента обратно в масляную систему и предотвращает движение лопасти назад из-за реверсирования крутящего момента. В системе ТА разрешено движение лопасти из-за воздействия крутящего момента вперед; поэтому используется выражение «торсионная помощь».График движения лопатки — это ступенчатая функция.

Система

VCT включает фазер, регулирующий клапан (ы), привод (ы) регулирующего клапана и схему управления. Регулировка фаз газораспределения (VCT) — это процесс, а не вещь, которая относится к управлению и / или изменению углового соотношения (фазы) между одним или несколькими распределительными валами, которые приводят в действие впускные и / или выпускные клапаны двигателя. Угловое соотношение также включает фазовое соотношение между кулачком и коленчатым валом, в котором коленчатый вал соединен с поршнями.

Variable Valve Timing (VVT) — это любой процесс, который изменяет фазу газораспределения. VVT может быть связан с VCT или может быть достигнут путем изменения формы кулачка или отношения выступов кулачка к кулачку или приводов клапана к кулачку или клапанам, или путем индивидуального управления самими клапанами с помощью электрических или гидравлических приводов. Другими словами, все VCT — это VVT, но не все VVT — это VCT.

Соответственно, следует понимать, что описанные здесь варианты осуществления изобретения являются просто иллюстрацией применения принципов изобретения.Ссылка в данном документе на подробности проиллюстрированных вариантов осуществления не предназначена для ограничения объема формулы изобретения, которая сама по себе излагает те признаки, которые рассматриваются как существенные для изобретения.

Эволюция высокопроизводительного шлифования распределительного вала, чистовая обработка

Часто шлифовка выступов и шейки подшипников является заключительной операцией механической обработки, завершающей сборку распределительного вала двигателя. Это по-прежнему относится к ряду предложений Comp Cams, ведущего производителя вторичных распределительных валов и компонентов клапанного механизма для гоночных, шоу и уличных транспортных средств.

Компания из Мемфиса, штат Теннесси, на протяжении многих лет продолжала внедрять новую технологию шлифования и теперь имеет девять шлифовальных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) с профилированными кругами из углеродного волокна и кубического нитрида бора (CBN). и отрегулированы на станках с помощью вращающихся алмазных шлифовальных станков. Кроме того, недавно компания представила новый процесс чистовой обработки кулачков и шейки подшипников для одной из самых популярных линий распределительных валов с роликовыми подъемниками, которая не только улучшает внешний вид распределительных валов, но, что более важно, продлевает срок их службы за счет снижения ненормального преждевременного износа кулачков.В процессе кинетической чистовой обработки удаляются крошечные выступы материала, оставшиеся после шлифования, а также сводится к минимуму количество поперечной волнистости на поверхности выступа распределительного вала, тем самым увеличивая эффективную площадь опорной поверхности между выступом и его сопряжением. ролик подъемника. Это снижает количество локальных напряжений, которые испытывают кулачки распределительного вала во время работы, сводя к минимуму количество микроскопических дефектов, которые в конечном итоге могут распространиться и стать проблематичными в макроуровне.

Comp Cams называет свой процесс отделки улучшением поверхности Micro Surface Enhancement (MSE), и в настоящее время он доступен как стандартная функция для распределительных валов с роликовым подъемником, которые он предлагает для популярных двигателей General Motors LS (представленных в 1995 году для использования в различных задних колесах). -привод транспортных средств), а также пользовательские гоночные приложения за дополнительную плату.

Тем не менее, MSE оказалась не панацеей. Разрабатывая и совершенствуя процесс MSE, компания поняла, что имеет смысл вернуться к дальнейшему совершенствованию процесса шлифования, чтобы улучшить общий профиль поверхности кулачка распределительного вала и отделку, чтобы максимизировать преимущества, предлагаемые MSE.

Круговая спина

Comp Cams не новичок на страницах Modern Machine Shop . В 2011 году я встретился с Билли Годболдом, менеджером группы разработки клапанного механизма, который объяснил, как компания разработала процесс токарной обработки и фрезерования нестандартных сердечников распределительных валов из порошкового металла для гоночных применений, выполненных из стержня с использованием двухшпиндельной / двухбашенной установки Okuma. Токарный центр LT300-MY. (Сердечники распределительного вала подвергаются механической обработке, но по-прежнему требуют последующей термообработки и шлифования.) Узнав немного о MSE недавно, я решил, что обратный путь оправдан.

В течение нескольких лет г-н Годболд и его команда исследовали различные процессы чистовой обработки для улучшения качества поверхности кулачков распредвала и шейки. Он говорит, что некоторые производители распредвалов (включая Comp Cams, в основном для гоночных распредвалов) выполняют шлифовку ремня. Однако получить ремень, обеспечивающий равномерное давление на мочку, непросто. Это может привести к тому, что поверхность лопасти станет еще более волнистой, и нагрузка подъемника будет распространяться только на высокие точки лопасти.Кроме того, ленточное шлифование не удаляет оставшиеся заусенцы на боковых краях выступов. Кроме того, это по-прежнему в основном ручной процесс, требующий квалифицированного оператора, поэтому его нелегко масштабировать для высокопроизводительных приложений.

Также можно протравить поверхность лепестков кислотой, которая отжигает и размягчает железо на их поверхностях, а затем полировать поверхности средой для их сглаживания. Однако травление не влияет на карбид в решетчатой структуре железа в стали, поэтому процесс может оставлять пики карбида, которые становятся концентраторами напряжения или точками локализованного напряжения.

Третий вариант — микропрочнение. Этот процесс кинетической энергии поражает поверхность лепестка микронами, но может образовывать крошечные кратеры с выступами напряжения по окружности. Кроме того, сложно очистить распредвалы от всех носителей после процесса микрошлифования.

В конце концов, Comp Cams обнаружила производителя станков для чистовой обработки с центробежными цилиндрами и в течение нескольких лет работала с компанией, чтобы адаптировать этот тип процесса чистовой обработки с использованием кинетической энергии для своих распредвалов.(Г-н Годболд не назвал названного производителя оборудования.)

Машины (у Comp Cams их две) работают по принципу колеса обозрения. Каждый имеет четыре барабана или корзины, в которые вручную загружается и помещается один распределительный вал и полировальная среда. Эти барабаны вращаются в направлении, противоположном вращению ствола. Во время работы (типичное время чистовой обработки распределительного вала составляет 15 минут) совместное вращение цилиндра и барабанов создает две тонны силы на средствах массовой информации и распределительных валах в барабанах, и эта сила равномерно распределяется по поверхностям распределительного вала для их равномерного полирования. .

Хотя в некоторых случаях применения этой технологии отделки в качестве полировальной среды используются органические материалы, Comp Cams определила, что более плотная керамико-композитная среда и более высокие скорости вращения лучше всего подходят для ее стальных распределительных валов, а не только для устранения пиков и минимизации волнистости на распределительном валу. лепесток из-за приложенной равномерной силы, а также для обеспечения высокого блеска. Кроме того, этот процесс также удаляет заусенцы с боковых кромок выступов и цапф. Кроме того, компания обнаружила, что этот процесс с очень плотной средой служит для передачи сжимающих напряжений на поверхности, что немного усиливает их.Благодаря своим антикоррозионным свойствам MSE отпала необходимость в нанесении на распределительные валы такого густого масла, как раньше, перед упаковкой.

Тем не менее, хотя MSE зарекомендовала себя как эффективный процесс чистовой обработки, точные измерения с использованием устройства контроля распределительного вала Adcole 911 и бесскладного профилометра ZeissSurfcom Flex 50A показали, что можно добиться даже дальнейших улучшений путем внесения изменений в процесс шлифования для получения более высокого качества. поверхность перед финишной обработкой МСЭ.

Шлифование через улучшения

Сегодня на восьми станках Okuma GC-34 NH с ЧПУ для шлифования распределительных валов с ЧПУ и одном станке Landis 3L для шлифования распределительных валов используются круги CBN со ступицей из углеродного волокна вместо кругов CBN со стальной ступицей.Хотя эти легкие колеса намного дороже, они обеспечивают улучшенное гашение вибрации, воспроизводимость, предсказуемые характеристики и менее частую правку (правка требуется после каждых 20–30 распределительных валов). Компания обнаружила, что использование CBN-дисков со стальной ступицей на жестких шлифовальных станках иногда вызывает вибрацию распределительных валов во время шлифования.

Comp Cams использует диски различных марок в зависимости от шлифуемого распределительного вала и выполняет тесты для измерения электрического тока во время операции шлифования при выборе шлифовальных кругов для конкретного применения.Более высокий ток означает, что во время шлифования создается большее давление и тепло, что может вызвать горение, поэтому он ищет круги, которые шлифуют с наименьшим током. Она также добавила скрубберы к своим шлифовальным станкам, которые направляют потоки охлаждающей жидкости под высоким давлением через поверхность круга во время работы, чтобы удалить любые наросты стружки. Удаление материала из пустот на поверхности круга снижает давление при шлифовании (и риск ожога кулачка распределительного вала и поверхностей шейки), а также частоту операций по правке.Испытания на шлифование показали, что при использовании скрубберов потреблялся даже меньший ток, поскольку колеса шлифуют более свободно, когда они не были загружены стружкой.

Компания также остановилась на синтетической жидкости для металлообработки Castrol Syntilo 9974 для тяжелых условий эксплуатации, которая, по словам г-на Годболда, дороже, чем многие другие жидкости, но при этом обеспечивает высокую стабильную смазывающую способность и не требует смазывающих присадок. Кроме того, компания пошла так далеко, что отделила коллекторы тумана охлаждающей жидкости от машин. Изначально сборники тумана шлифовального станка монтировались непосредственно на корпусе станка.Однако было определено, что электродвигатели туманоуловителей вызывали небольшую вибрацию, которая приводила к небольшому измеримому дребезжанию в заземляющих распределительных валах. Теперь коллекторы тумана монтируются на раме отдельно от машин.

Обращение к платью

Последним большим изменением стало уточнение и оптимизация процесса правки колес. Уильям Макинтайр, младший инженер-технолог по разработке процессов в Comp Cams, говорит, что компания получила значительный вклад от Okuma и различных производителей шлифовальных кругов при разработке процедур правки кругов.Как он объясняет, первым шагом в усовершенствовании процесса правки было доведение соотношения скоростей правящего и шлифовального кругов до рекомендованных 75 процентов, чтобы свести к минимуму риск вибрации правки. Другими словами, удельная поверхность в футах в минуту (SFM) вращающейся алмазной машины для правки была отрегулирована так, чтобы составлять 75 процентов от нормальной SFM колес CBN, чтобы обеспечить надлежащее давление на колеса для обеспечения надлежащего разрыва поверхности. Он говорит, что важно не снижать скорость шлифовального круга во время правки, потому что это может отрицательно повлиять на концентричность шлифовального круга, затрудняя балансировку при нормальной скорости вращения.

Comp Cams шлифует так много типов материалов и профилей поверхности в лопастях, что имеет несколько различных параметров обработки, которые он использует в зависимости от того, что лучше всего подходит для данной области применения. Г-н Макинтайр отмечает, что определение подходящей поперечной скорости правящего круга по шлифовальному кругу может оказаться сложной задачей. Эта скорость поддерживается низкой, но не настолько медленной, чтобы вызвать ожоги на боковых сторонах или наклонных поверхностях распределительного вала. Слишком низкая поперечная скорость не приведет к правильному открытию зерен круга, поэтому круг в конечном итоге сожжет кулачки во время шлифования.

При выборе процессов правки для каждого приложения компания проверила шлифованные распределительные валы при заданных интегралах, чтобы проверить топографию поверхности лепестка, профиль лепестка и прожиг. Используя твердосплавный диск, который имитирует подъемник, два его устройства проверки распределительного вала Adcole 911 регистрируют поступательное движение подъемника для каждого выступа каждые 0,1 градуса при его вращении, то есть 3600 точек данных собираются за один оборот с радиальным разрешением 1 микрон. . Comp Cams выполняет три измерения для каждого лепестка (в середине и с каждой стороны).Это устройство регистрирует движение подъемника, определяет, является ли лепесток выпуклым или вогнутым, и выполняет алгоритм быстрого преобразования Фурье (БПФ) для проверки наличия дребезжания.

В то время как Adcole 911 используется для определения движения ведомого на 360 градусов вокруг лепестков, профилометр без скольжения Zeiss Surfcom Flex 50A измеряет профиль лепестка и качество поверхности в продольном направлении (из стороны в сторону) по поверхности лепестка. Он делает это с помощью заостренного алмазного щупа, который опускается в любые впадины и перемещается по любым пикам на поверхности, чтобы определить фактическую топографию поверхности с разрешением 0.000002 дюйма.

Профилометр также используется для проверки правильности гребня кулачка на роликовых распределительных валах. Г-н Годболд говорит, что поверхность кулачков роликовых распределительных валов должна быть слегка выпуклой (с небольшой короной посередине), потому что ролики на сопрягаемых подъемниках также слегка выпуклые. Из-за того, что обе сопрягаемые поверхности слегка выпуклые, нагрузка на толкатель (которая может достигать примерно 2500 фунтов для двигателей LS) имеет тенденцию заставлять каждую поверхность немного сглаживаться. Comp Cams делает ставку только на 0.0001 дюйм.

Компания также использует программное обеспечение для анализа данных Profile Master от Digital Metrology Solutions для обработки и составления отчетов о данных, собранных профилометром. Г-н Годболд говорит, что графический интерфейс программного обеспечения важен для четкой передачи производственному персоналу и персоналу отдела контроля качества того, как изменения в процессе измельчения влияют на конечный продукт.

Для проверки обгоревших поверхностей г-н Макинтайр создал испытательную станцию, на которой распределительные валы сначала погружают в ванну с ниталом, травильным раствором, который представляет собой комбинацию спирта и 8-процентной азотной кислоты, а затем погружают в ванну со спиртом и 8-процентный хлористый водород для дезактивации травления.Этот процесс приведет к значительному изменению цвета любых обожженных поверхностей, поскольку материалы различной твердости по-разному реагируют с этими растворами.

Улучшения продукта

Различные модификации процесса шлифования в конечном итоге позволили ему выполнять функцию «предварительной полировки» поверхностей лепестков перед обработкой MSE. Это позволило Comp Cams использовать меньшие по размеру материалы в процессе MSE, потому что для удаления выступов материала и сведения к минимуму волнистости профиля не требовалось столько удаления материала или поверхностного давления (как могло бы обеспечить большее давление).Кроме того, более крупные среды в любом случае имели тенденцию создавать новые впадины на поверхности лепестков, что также уменьшало опорную площадь, а это означало, что потребовалась бы вторая операция MSE с более мелкими средами.

MSE был запущен в производство в октябре 2017 года для распределительных валов компании LS с двигателем и представлен на выставке SEMA в Лас-Вегасе, штат Невада, позже в том же месяце. Comp Cams планирует предложить MSE для других линий распределительных валов в будущем. Годболд говорит, что площадь подшипников распределительных валов компании составляла примерно 10 процентов 15 лет назад и 15 процентов 10 лет назад.Теперь, благодаря усовершенствованному шлифованию и процессам MSE, компания добилась от 50 до 70 процентов площади подшипника и снижения пиковой шероховатости на 65 процентов, чтобы более эффективно распределять нагрузку на кулачки распределительного вала, чтобы снизить нагрузку, которую они испытывают во время работы, для повышения долговечности и снижения шума в клапанном механизме. .

Ключевым моментом во всем этом, однако, была возможность точно измерить различные характеристики кулачков, поскольку компания работала над улучшением процесса производства распредвалов. Как отмечает г-н Годболд, если вы пытаетесь улучшить процесс, но не можете измерить, чтобы убедиться, что улучшения реализуются, вы в конечном итоге просто догадываетесь.

Профилометры на салазках и без салазок: в чем разница?

На верхнем изображении показан профилометр на салазках; внизу показан профилометр без скольжения.

Согласно Zeiss Industrial Metrology, основным принципом профилометра с салазками является то, что его алмазный щуп и базовая точка салазок независимы друг от друга и находятся в контакте с поверхностью детали при нанесении трассы. Текстура поверхности измеряется по изменению положения алмаза относительно плоскости полозья, которая следует за поверхностью.Из-за этого любая форма или длинные волны отфильтровываются, а оставшиеся данные являются только шероховатостями. Типичные профилометры на салазках портативны, дешевле и обладают коротким поперечным перемещением. Кроме того, они достаточно прочные для использования в цехах, обладают хорошими характеристиками гашения вибрации и, как правило, просты в использовании.

По мере того, как технологии производства и анализа поверхности становились все более совершенными, был разработан более способный «бесскладной» профилометр. Основной принцип трассировки без скольжения заключается в том, что алмазная игла и база взаимозависимы.Алмазный наконечник находится исключительно в контакте с поверхностью детали во время измерения, и отклонения поверхности измеряются относительно положения алмаза относительно прямой исходной точки, построенной в направляющей привода инструмента. Безрельсовые профилометры могут анализировать профиль поверхности, волнистость и шероховатость. Эти устройства более точны и воспроизводимы, чем модели на салазках, но они также более дороги из-за точной опорной точки, многоскоростного драйвера и датчика с более высоким разрешением.

Устройство распредвала: Газораспределительный механизм (ГРМ) — назначение и устройство

Газораспределительный механизм (ГРМ) — назначение и устройство

Понравился материал? Поддержи «ВитебскАвтоСити», поделись с друзьями:

Что это — распредвал? Устройство, расположение, принцип работы

Описание

Особенности

Численность, расположение

Принцип работы

Неисправности распредвала

Заключение

назначение, устройство, принцип действия. Всё про распредвал (распределительный вал) Конструкция распределительных валов их привод и монтаж

Устройство распределительного вала

Как работает распределительный вал?

Рабочий цикл двигателя

Количество распределительных валов в двигателе

Конструкция и работа газораспределительного механизма

Как выбрать распределительный вал | Новости автомира

Функции и устройство

Как вал приводится в движение

Установка распределительных валов

Подробнее о газораспределительном механизме

Типичные неполадки распредвала

Как выбрать распределительный вал

Каким брендам отдаем предпочтение

Вывод

Распредвал ВАЗ 2110: устройство и особенности ремонта

Устройство распределительного вала на «десятке»

Особенности ремонта распредвала ВАЗ 2110

назначение, устройство, принцип действия. Всё про распредвал (распределительный вал) 8 привод распределительного вала назначение и типы

Старый добрый нижний распредвал

Почему отказались от штанг?

Почему пришла цепь?

Как появился ремень?

Устройство распределительного вала

Как работает распределительный вал?

Принцип действия и устройство распредвала

Поломки распредвала

ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДВАЛА

Конструкция механизма газораспределения с двумя верхними распредвалами (DOHC). Распределительный вал Приводы распределительного вала их устройство

Принцип действия и устройство распредвала

Поломки распредвала

ГЛАВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСПРЕДВАЛА

А РАСПРЕДВАЛ: ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ

Назначение распредвала — Дом

Распредвал:

Использование распредвала:

Назначение:

Дополнительные функции распределительного вала:

Ссылки:

— обзор | Темы ScienceDirect

5.3.4 Композитные конструкции

Распредвал Miller GJM Series — Коленчатый вал Miller — Продукты

NAC / NTC AMERICA Corporation

KIMX / Komatsu Industries Mexico S.A. de C.V.

KGI / Komatsu Germany GmbH (Промышленное подразделение)

YNC / YIDA NIPPEI MACHINE TOOL Corporation

NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., Ltd

NST / NTC SHANGHAI TRADING CO., ООО Офис в Гуан Чжоу

KIPL / Komatsu India Pvt. Ltd, Подразделение НТК.

NTA / NIPPEI TOYAMA (THAILAND) Co., Ltd.

ТКМСИ / ПТ.Komatsu Marketing and Support Индонезия

Что подразумевается под градусом распределительного вала и почему это необходимо?

Патент США на гидравлический фиксатор для устройства изменения фаз газораспределения Патент (Патент № 6,666,181, выдан 23 декабря 2003 г.)

Эволюция высокопроизводительного шлифования распределительного вала, чистовая обработка

Круговая спина

Шлифование через улучшения

Обращение к платью

Улучшения продукта

Профилометры на салазках и без салазок: в чем разница?

Добавить комментарий Отменить ответ