Распределительный вал двигателя: описание,виды,фото,видео

Техническое обслуживание распредвала

В первую очередь при проведении регламентных работ, затрагивающих распределительный вал, необходимо обратить внимание на состояние ремней или цепи его привода. Дело даже не столько в том, что нарушится весь механизм газораспределения, который обеспечивает распредвал, а в том, что возможно механическое повреждение как клапанов, так и поршня

Порой причиной отказа или неправильной работы двигателя является датчик положения. Проявлением этого может быть плохая динамика машины и значительный расход топлива, а также загорание контрольной лампочки исправности двигателя на панели приборов. Дефектация неисправности и определение ее источника – датчик это или нет, выполняется с помощью мультиметра. Часто возможной причиной служит не сам датчик, а проводка. В случае, если дефектация показывает, что неисправен датчик, то его надо менять.

Причинами отказа датчика могут быть:

• выход из строя зубчатого диска датчика импульсов;
• его смещение из-за нарушения крепления;
• замыкание во внутренней схеме датчика;
• воздействие повышенной температуры от перегрева двигателя.

Правильно выполненная дефектация позволит избежать отказа нового датчика, устанавливаемого вместо старого.

Распределительный вал является основным узлом, обеспечивающим правильное газораспределение при работе двигателя, и зачастую в основном обеспечивает его эффективную работу. Его своевременное обслуживание и контроль технического состояния позволят правильно и без дополнительных затрат эксплуатировать автомобиль.

Что еще стоит почитать

Неисправности парктроника

Уменьшить расход топлива инжектора

Устройство инжекторного двигателя

Устройство ДВС

Техническое обслуживание

Установка и замена распредвалов ВАЗ-2112 16 клапанов: фото, видео

Замена распределительных валов на 16-клапанном двигателе ВАЗ-2112 происходит при их износе и выработке опорных шеек. Чаще всего это происходит тогда, когда проходит время капитального ремонта силового блока или ГБЦ. Это достаточно сложная процедура, но ее реально сделать своими руками.

На видео ниже установка распредвалов и разрезных шестерён на 16-ти клапанный двигатель семейства ВАЗ

Видео материал расскажет, как заменить распределительные валы на ВАЗ-2112 16 клапанов, даст некоторые рекомендации и советы.

Процесс замены распредвалов

Распределительные валы с шестернями и крепежными элементами

Для того, чтобы установить распределительные валы на ВАЗ-2112 16 клапанов их необходимо сначала демонтировать. Как и любая запасная часть, они устанавливаются в обратном порядке от разборки.

Итак, рассмотрим, поэтапный процесс снятия и установки впускного и выпускного распределительного вала.

Демонтаж распределительных валов

Для начала, как и при любых ремонтных операциях, необходимо демонтировать «клемму-минус» с АКБ.
Снимаем крышку ремня привода ГРМ. Выкрутив крепежные болты, которые указанные на схеме снимаем крышку ГРМ
Теперь, необходимо демонтировать клапанную крышку

Обратите внимание, что при сборке необходимо соблюдать порядок затяжки болтов. Выкрутив гайки крепления снимаем клапанную крышку
Отсоединяем провода датчика аварийного давления масла, а затем выкручиваем его

Отсоединяем датчик аварийного давления масла
При помощи торцового ключа или головки на 8 выкручиваем 20 болтов крепления крышки распределительных валов. Схема демонтажа и затяжки болтов корпуса подшипника распредвалов
Демонтируем корпус подшипников распредвала.
Теперь, имеется свободный доступ к двум заглушкам, которые расположены на задней стороне ГБЦ. Вынимаем их. C заглушками распредвала надо быть аккуратным, если не верно их установить, то вытечет масло. Вовремя не заметите, сократите ресурс двигателя или «встрянете на капремонт»Снимаем две задние заглушки головки блока

Вынимаем впускной распредвал.
Вынимаем выпускной распредвал. Вынимаем распределительные валы с посадочных мест
Выпрессовываем сальники с распределительных валов. Снимаем сальники с распредвала. Если он не снимается, аккуратно разрежьте его или подденьте отверткой.

Установка распределительных валов

Теперь, когда все снято, можно преступить к установке новых распредвалов на автомобиль:

1. Моторным маслом смазываем кулачки и опорные шейки валов. Смазываем шейки и кулачки распределительного вала моторным маслом
2. Укладываем каждый распределительный вал на свое посадочное место. Стоит учитывать, что распредвалы не взаимозаменяемые, поэтому путать их нельзя. Слева показан впускной распредвал, а справа выпускной
3. Наносим на поверхность головки блока и корпуса подшипника распределительных валов герметик. Как необходимо наносить герметик на крышку корпуса подшипников распредвала
4. Ставим на место крышку распредвалов и головку блока. Равномерно затягиваем болты с определённым моментом.
5. Прессуем новые сальники и устанавливаем задние заглушки. Прессуем новые сальники в на распределительные валы
6. Собираем остальные детали, которые были снятые с автомобиля.

Выбор

Распределительные валы головки блока цилиндров для ВАЗ-2112 производятся только заводом изготовителем, поэтому аналоги искать не стоит.

Оригинальные каталожные номера: впускной – 2112-1006015, выпускной – 2112-1006014. Каждый распределительный вал стоит в среднем около 3000 рублей.

Маркировка впускного распредвала Маркировка выпускного распредвала

Нюансы

При установке корпуса подшипников и головки блока нельзя наносить герметик, который содержит силикон. Это связано с тем, что мотор нагревается, а соответственно и герметик, который выделяет пары, что могут попасть в цилиндры и далее по системе. Использовать стоит герметик, у которого в инструкции или на упаковке указано, что он безопасен для датчика кислорода.

При нанесении герметика на полости, не стоит много его наносить, ведь при затяжке болтов он может попасть внутрь и это приведет к закупориванию масляных каналов, а соответственно не будет смазки. Отсутствие смазочной жидкости приведет к повышенному износу деталей, которые быстро выйдут из строя.

Выводы

Замена и установка распределительных валов на 16-клапанный ВАЗ-2112 проводится не совсем легко, но вполне реально

Главное, для обеспечения результата, это осторожность и выполнение инструкций. Стоит отдельно отметить, что впускной и выпускной распределительный вал разные, и не взаимозаменяемые

На впускной есть дополнительная каемочка под датчик фаз.

carfrance.ru

Элементы движения. Шатун

Шатун передает усилие движущих сил цилиндра на коленчатый вал. Он всегда нагружен осевой силой, которая определяет напряжения сжатия, и в конце такта выпуска 4-тактных ДВС — растяжения в теле шатуна. Кроме того, при движении шатуна возникают силы инерции, которые вызывают незначительный изгиб его стержня. При наличии значительных по величине осевых сил этот изгиб может явиться причиной поломки шатуна. Поэтому к конструкции шатуна предъявляется требование не только механической прочности, но и достаточной продольной жесткости.

Рис. 6 Шатун современного тронкового дизеля

Шатун состоит из нижней головки 1, стержня (или тела) 2 и верхней головки 3. У судовых дизелей шатуны изготавливаются исключительно из стали путем штамповки (для двигателей малой и средней мощности), отливки или поковки — для мощных судовых двигателей. Как правило, при штамповке тело шатуна имеет в сечении двутавр. У мощных двигателей тело шатуна имеет цилиндрическую форму.

У крейцкопфных двигателей как верхняя, так и нижняя головки шатуна — разъемные. В двигателях старых конструкций нижняя головка была отъемная, так называемая “морского” типа. В такой конструкции есть возможность регулировать объем камеры сжатия прокладками под подпятник шатуна. Верхняя головка может быть «вильчатого» или “безвильчатого” (рис. 5) типа. В большинстве случаев головной и мотылевой подшипники шатуна имеют вкладыши, залитые белым металлом. Однако встречаются конструкции с заливкой белого металла непосредственно в крышку головного и мотылевого подшипников (двигатели B&W старой конструкции). Для смазки подшипников предусмотрено сверление в теле шатуна.

В 2-тактных дизелях головной подшипник традиционно считается наименее надежным элементом, что определяется трудностями доступа смазки к трущимся поверхностям. Силы веса выше расположенных элементов движения и давление газов в цилиндреХарактеристика процесса сгорания топлива в цилиндре дизеля по индикаторной диаграмме постоянно прижимают цапфы поперечины к поверхности заливки подшипника, зазор отсутствует, что препятствует поступлению масла. Для решения этого вопроса обычно используется один из способов: 1) при доводке дизеля тщательно подбирают массы деталей и параметры рабочего процесса с тем, чтобы при работе дизеля в процессе сжатия рабочего тела сила инерции на каком-то угле поворота коленчатого вала превысили силу от давления сжатия, чтобы в нижней части головного подшипника появлялся зазор для доступа масла; 2) цапфы головного подшипника состоят из 2-ух частей, имеющих незначительный эксцентриситет, позволяющий доступ смазки к трущимся поверхностям при качательном движении шатуна; 3) в двигателях MAN старой конструкции к поперечине крейцкопфа крепился поршневой насос с приводом за счет качательного движения шатуна — для подачи смазки под давлением к головному подшипнику. В современных двигателях такое решение не применяется.

Как заменить распредвал

На начальном этапе нужно отключить от головки блока все патрубки, датчики, впуск, выпуск, форсунки и т.д. Основная задача — снять клапанную крышку.
Дальше потребуется снять коромысла распределительного вала с осями. Коромысла нужно снимать вместе с плунжерами гидрокомпенсаторов. При этом в случае отсутствия необходимости замены коромысел, их можно не снимать.
Следующий шаг предполагает необходимость снятия датчика фаз. После демонтажа следует перейти к самому распредвалу и снять его зубчатый шкив.
После снятия шкива распределительный вал можно извлечь из постели

Важно, чтобы острые края не повредили хрупкие подшипники
Также нужно провести осмотр и дефектовку постели распредвала.
Сняв распределительный вал, следует выполнить его дефектовку, осмотреть и оценить степень износа, что позволит точно определить необходимость его замены.
Важно уделить внимание резьбе крепления экрана, опорным кулачкам, опорным шейкам. Если дефекты незначительные (мелкие царапины), их можно отшлифовать
При этом важно, чтобы не менялись размеры обрабатываемых деталей, так как отклонения приведут к сбоям фаз и другим проблемам

Микрометром нужно промерить высоту профиля кулачка распредвала (расстояние между вершиной и задней частью кулачка). Дальше это показатель сравнивают с таблицей минимально допустимых показателей. Если показатели отклоняются от допустимых, необходима замена вала. Также рекомендуется заменить коромысла клапанов.
Завершив дефектовку или сразу определившись с заменой, можно ставить отремонтированный или новый распредвал. Обратная сборка производится в порядке, обратном процессу снятия вала.

Обратите внимание, после установки и сборки, нужно правильно установить датчик фаз. Для этого с корпуса датчика и ГБЦ следует убрать старый герметик, после чего нанести свежий слой

Дальше ставится датчик, после чего нужно выждать время до полного высыхания герметика.

В целом, на данном этапе установка распредвалов может считаться завершенной. Однако это еще не все

Также важно после установки распредвала выполнить регулировку и натяжение его привода

Завершив все регулировки, двигатель можно заводить, оценивая качество работы мотора. Не допускается наличие шумов, стуков, троения двигателя и т.д

В целом, важно убедиться, что ГРМ работает нормально

Установка распредвала 21213-1006010-04 окб «двигатель» в ниву

Снимаю цепь, звездочки распредвала и привода агрегатов, палец цепи, башмак натяжителя. На башмаке натяжителя — следы значительного износа. Успокоитель тоже довольно таки сильно выношен. До соревнований еще 9 дней, до тренировки — 2 дня.

И тут в голове промелькнула мысль — все равно часть двигателя уже разобрана, почему бы заодно не установить лежащий у меня уже давненько низовой распредвал, заказанный ранее в ОКБ «Двигатель».

Снимаю постель распредвала, достаю сам распредвал из нее, и моим глазам открывается следующая картина:

Старая постель распредвала и распредвал.

Вынос на постели распредвала.

Вынос на шейке и кулачках распредвала.

Однозначно, постель распредвала надо менять. Рокера находятся не в лучшем состоянии:

Старые рокера. Виден износ на рабочих поверхностях.

Покупаю новую постель распредвала и рокера (новая цепь (латвийская), передний сальник коленвала (БРТ), прокладка передней крышки, успокоитель, башмак натяжителя (БРТ), натяжитель (решил поставить АНЦ «Пилот»), маслосъемные колпачки («Goetz») — все это было приобретено ранее). Разрезная шестерня распредвала и специальные тарелки клапанов были заказаны мной одновременно с распредвалом в ОКБ «Двигатель».

Определяем необходимость замены распредвала

Необходимость ремонта или замены распределительного вала можно узнать только после его дефектовки, которая возможна только при снятом распредвале и наличии специальных инструментов.

Прежде чем вынуть распредвал из постели, нужно проверить его на осевое смещение. Для этого нужно несильно стукнуть по постели и если появится стук, то, скорее всего, распредвал неисправен.

В целом, диагностику распределительного вала можно провести без специального инструмента, визуально. Однако такой способ позволяет выявить только визуальные дефекты (царапины, задиры, трещины, износ кулачков в виде «огранки»), тогда как

При помощи микрометра проверьте диаметр опорных шеек и опор корпуса распредвала. При отклонении размеров от допустимых их можно отремонтировать, но очень часто проще купить новые запчасти, так как восстановление ремонтных размеров обходится дороже.

Пока доступ к частям газораспределительного механизма открыт (снят распредвал), то обязательно осмотрите и другие его составляющие: коромысла, маслосъемные колпачки, пружины и других детали.

О подъёме клапанов — что лучше?

Простое правило «чем больше, тем лучше» не даст ожидаемого результата, а потому надо думать. При значительном подъёме клапанов потребуется замена их пружин на более жёсткие, дабы клапаны могли с той же динамикой преодолевать большее поднятие при открывании/закрывании. Жёсткие пружины создают большее сопротивление вращению распредвала, а значит, увеличивают износ кулачков и немного тормозят двигатель.

Также необходимо учесть, что из-за конструкции механизма поднятия клапана при большом поднятии клапан значительно кренится в бок, а это необходимость замены штатных направляющих втулок клапанов на бронзовые, хотя при предельном поднятии это не спасёт распределительный механизм от быстрого износа.

Более резкое открытие и закрытие клапанов, обеспечиваемое особым профилем кулачка распредвала, так же ведёт к увеличению его износа.

Дизайн

1987 OHC головка блока цилиндров, с тремя клапанами на цилиндр

Распределительный вал в двигателе с верхним распределительным валом расположен в верхней части двигателя, над камерой сгорания . Это контрастирует с более ранней конфигурацией двигателя с верхним расположением клапанов (OHV) и двигателя с плоской головкой , где распределительный вал расположен внизу в блоке цилиндров . Клапаны в двигателях OHC и OHV расположены над камерой сгорания; однако для двигателя с верхним расположением клапанов требуются толкатели и коромысла для передачи движения от распределительного вала к клапанам, тогда как в двигателе с верхним распределительным валом клапаны приводятся в действие непосредственно распредвалом.

В двигателе с верхним расположением клапанов меньше поршневых компонентов, чем в конфигурации с верхним расположением клапанов , и меньше инерция клапанного механизма, что снижает смещение клапана при более высоких оборотах двигателя . Обратной стороной является то, что система, используемая для привода распределительного вала (обычно это цепь привода ГРМ в современных двигателях), более сложна в двигателе с верхним распределительным валом.

Другое главное преимущество двигателей OHC состоит в том, что они обладают большей гибкостью для оптимизации размера, расположения и формы впускных и выпускных отверстий, поскольку отсутствуют толкатели, которых следует избегать. Это улучшает поток газа через двигатель, увеличивая выходную мощность и топливную экономичность.

Недостатком двигателей OHC является то, что во время ремонта двигателя, который требует снятия головки блока цилиндров, необходимо переустановить синхронизацию распределительного вала двигателя. В автомобилях Morris и Wolseley с двигателями OHC 1920-1940 годов утечки масла в системах смазки также были проблемой.

1973 SOHC двигатель (необычная компоновка с четырьмя клапанами на цилиндр)

Одиночный верхний распредвал (SOHC)

Самая старая конфигурация двигателя с верхним распределительным валом — это конструкция с одним верхним кулачком или с одним кулачком . Двигатель SOHC имеет один распределительный вал на группу цилиндров, поэтому в прямом двигателе всего один распределительный вал. V или плоский двигатель в общей сложности двух распределительных валов ( по одному на блок цилиндров) является одним верхним распределительным валом двигателя, а не двойной верхний распределительный вал двигателя.

Независимо от номера распределительный вал обычно управляет клапанами косвенно через коромысло .

Большинство двигателей SOHC имеют два клапана на цилиндр. Однако некоторые двигатели, такие как двигатель 1973 года и Honda J Series V6, имели конфигурацию SOHC с четырьмя клапанами на цилиндр. Это было достигнуто за счет расположения распределительного вала в центре головки блока цилиндров с коромыслами равной длины, приводящими в действие впускные и выпускные клапаны. Такое расположение использовалось для обеспечения четырех клапанов на цилиндр при минимизации массы клапанного механизма и уменьшении общего размера двигателя.

Двойной верхний распредвал (DOHC)

1977 Suzuki GS550 DOHC Двигатель мотоцикла (вид сверху)

Двойной верхний кулачок , двойной верхний кулачок , или твин-кулачковый двигатель имеет два распределительных вала на банк головки блока цилиндров, по одному для впускных клапанов и выпускных клапанов. Таким образом, существует два распределительных вала для прямого двигателя и всего четыре распредвала для V-образного двигателя или двигателя с плоским двигателем. Иногда двигатель DOHC V продается как двигатель с четырьмя кулачками , однако «лишние» два распределительных вала являются результатом компоновки двигателя, а не обеспечивают преимущество по сравнению с другими двигателями DOHC. Чтобы еще больше запутать терминологию, некоторые мотоциклетные двигатели SOHC с плоским твином и V-образным твином, производимые Harley-Davidson, Indian, Riley Motors и Triumph, продавались с вводящим в заблуждение термином «двигатель с двумя распредвалами».

Двигатели Большинство DOHC имеют четыре клапана на цилиндр, однако двигатели DOHC с двумя клапанами на цилиндр включают Twin Cam двигатель Alfa Romeo , то двигатель Jaguar XK6 , ранний двигатель Форд I4 DOHC и двигатель Лотус Форд Twin Cam .

Распределительный вал обычно управляет клапанами напрямую через толкатель ковша . Конструкция DOHC допускает более широкий угол между впускными и выпускными клапанами, чем в двигателях SOHC, что улучшает поток топливовоздушной смеси через двигатель. Еще одним преимуществом является то, что свечу зажигания можно разместить в оптимальном месте, что, в свою очередь, повышает эффективность сгорания.

За что отвечает датчик распредвала

В двигателях с карбюратором к распредвалу подсоединяется трамблер, который определяет, какая фаза выполняется в первом цилиндре – впуск или выпуск.

В инжекторных ДВС трамблера нет, поэтому за определение фаз первого цилиндра отвечает датчик положения распредвала. Его задача не идентична функционалу датчика коленвала. За один полный оборот вала ГРМ коленвал провернется вокруг оси дважды.

ДПКВ фиксирует ВМТ поршня первого цилиндра и подает импульс на формирование разряда для свечи зажигания. ДПРВ подает сигнал на ЭБУ, в какой момент нужно подать топливо и искру в первый цилиндр. Циклы в остальных цилиндрах происходят поочередно в зависимости от конструкции двигателя.

Параметры выбора распредвала

Как выбрать спортивный распредвал для своего автомобиля. Для этого следует помнить, что в зависимости от профиля кулачков распредвала регулируется высота поднятия клапана и время его в открытом состоянии. Поэтому даже по внешнему виду можно отличить верховой распредвал от низового. Верховой имеет кулачки более узкие и острые, за счет чего клапан может открываться на большее время до значений равным до 13,2 мм. Кстати, такие большие значения открытия клапанов приводят к тому, что в поршнях приходится вырезать специальные углубления, которые предотвращают столкновения поршней и клапанов в ВМТ, в то время как низовой распредвал имеет более мягкие и плавные формы кулачков. Это позволяет ему приоткрывать клапан на небольшую величину и на короткое время.

Распредвалы выбирают по определенным параметрам

Устройство газораспределительного механизма

В современных моторах газораспределительный механизм располагается в головке блока цилиндров двигателя. В его состав входят следующие основные элементы:

1. Распределительный вал. Это сложная по конструкции деталь, которая изготавливается из прочной стали или чугуна с высокой точностью обработки. В зависимости от конструкции ГРМ распредвал может устанавливаться в головке блока цилиндров или в картере двигателя (такая компоновка сейчас не применяется). Это основная деталь, которая отвечает за последовательное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал

На валу имеются опорные шейки и кулачки, которые и толкают стержень клапана или коромысло. Форма кулачка имеет строго определенную геометрию, поскольку от этого зависит длительность и степень открытия клапана. Также кулачки выполнены разнонаправленными, чтобы обеспечивать попеременную работу цилиндров.

Привод. Крутящий момент от коленчатого вала передается через привод на распределительный вал. Привод бывает разным в зависимости от конструктивного решения. Шестерня коленвала в два раза меньше шестерни распредвала. Таким образом, коленчатый вал вращается в два раза быстрее. В зависимости от типа привода в его состав входят:

• цепь или ремень;
• шестерни валов;
• натяжитель (натяжной ролик);
• успокоитель и башмак.

Впускные и выпускные клапаны. Они расположены в головке блока цилиндров и представляют собой стержни с плоской головкой на одном конце, которая называется тарелкой. Впускные и выпускные клапаны отличаются по конструкции. Впускной изготавливается цельной деталью. Также он имеет больший диаметр тарелки для обеспечения лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом. Выпускной часто изготавливают из жаропрочной стали и с полым стержнем для лучшего охлаждения, так как в работе он подвергается более высоким температурам. Внутри полости находится натриевый наполнитель, который легко плавится и отводит часть тепла от тарелки к стержню. Впускные и выпускные клапаны с пружинами

На тарелках клапанов сделаны специальные фаски, которые обеспечивают более плотное прилегание к отверстиям в головке блока цилиндров. Это место называется седлом. Кроме самих клапанов, в механизме предусмотрены дополнительные элементы, обеспечивающие его правильную работу:

• Пружины. Возвращают клапаны в исходное положение после нажатия.
• Маслосъемные колпачки. Представляют собой специальные уплотнители, которые не допускают попадания масла в камеру сгорания по стержню клапана.
• Направляющая втулка. Устанавливается в корпус ГБЦ и обеспечивает точное движение клапана.
• Сухари. С их помощью пружина крепится на стержне клапана.

Толкатели. Через толкатели передается усилие от кулачка распредвала на стержень. Изготавливаются из высокопрочной стали. Они бывают разных видов (механические (стаканы), роликовые, гидрокомпенсаторы). Тепловой зазор между механическими толкателями и кулачками распредвала регулируется вручную. Гидрокомпенсаторы или гидротолкатели автоматически поддерживают нужный тепловой зазор и не требуют регулировки.

Коромысло или рычаги. Простое коромысло представляет собой двуплечный рычаг, который совершает качательные движения. В различной компоновке коромысла могут работать по-разному.

Коромысло

Системы изменения фаз газораспределения. Данные системы устанавливаются не на все двигатели. Более подробно про устройство и принцип работы CVVT можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Датчик положения распредвала

Датчик распределительного вала определяет текущее положение распредвала. В зависимости от показаний датчика коленвала и датчика распредвала блок управления двигателем решает, как делать впрыск топлива и как управлять детонацией силового агрегата.

Датчики распредвала довольно-таки часто выходят из строя. Как правило, при неисправностях датчика начинают плавать обороты двигателя на холостом ходу. Также на приборной панели автомобиля появляется значок «Чек двигателя», а в памяти компьютера записывается код ошибки блока управления двигателем, по которой при диагностике можно расшифровать причину появления индикации «Чек двигателя». 

Замена датчика распредвала относительно несложная. Обычно для этого не нужно даже снимать клапанную крышку двигателя. Но все, конечно, зависит от конструкции двигателя, от марки и модели. В среднем для того чтобы заменить датчик распределительного вала, необходимо от 30 минут до 2 часов времени. Сам датчик стоит ориентировочно от 2000 до 6000 рублей. Но стоимость, безусловно, зависит от автомобиля. Сами понимаете, что датчик распредвала на премиальных авто может обойтись в круглую сумму.