Распределительный вал автомобиля

Распределительный вал нужен для того чтобы в двигателе внутреннего сгорания управлять процессом поступления топлива в рабочую камеру и своевременно отводить из нее продукты сгорания. По всей длине вала расположены рабочие кулачки, совершающие толкательные движения, управляя тем самым процессом по открытию и закрытию подпружиненных клапанов.   

Клапаны в свою очередь открывают в определенные рабочие фазы впускные отверстия, через которые подается обогащенное кислородом топливо и перекрывают их для того, чтобы выпустить выхлопные газы.

Распределительный вал автомобиля

При проектировании двигателя распределительный вал, в основном, располагают близко к клапанным группам, то есть в том блоке, который объединяет головки цилиндров. Кроме того, такое размещение деталей нужно для того, чтобы снизить нагрузки, связанные с инерционностью тел вращения и повысить жесткость конструктивных элементов в газораспределительном механизме.

V-образные двигатели внутреннего сгорания имеют ряды цилиндров, которыми могут управлять один или два распределительных вала. В одновальной схеме конструкции двигателя распределительный вал участвует в управлении по впрыску топлива и выпуску продуктов сгорания.

Согласно этой схеме распределения, каждый цилиндр имеет два клапана. Если используется двухвальный механизм распределения, то один вал участвует в регуляции клапанов впуска, а другой клапанов выпуска. На каждом цилиндре при такой схеме распределения находится 4 клапана (2 впускных и 2 выпускных).

Распределительный вал по своей конструкции состоит из опорных шеек и рабочих кулачков, которые имеют сложную криволинейную форму. Как правило, шеек на одну больше, а каждым кулачком управляет соответствующий клапан. Поверхность кулачков имеет сложную форму, поэтому в процессе вращения вала, кулачки обеспечивают открытие или закрытие клапанов (в определенный момент работы двигателя).

Кулачки распределительного вала или сами взаимодействуют с толкателями клапанов, или воздействуют на толкатели через коромысло. Распределительные валы изготавливают из чугунных отливов или из высокопрочной и износостойкой стали. Крепится вал на разъемных опорах, которые выполняют функцию подшипников скольжения. Эта конструкция обеспечивает вращательное движение распределительного вала.

Количество разъемных опор равно числу опорных шеек вала, и это количество всегда на одну штуку больше, чем число рабочих камер. Разъемные опоры представляют собой тонкостенные стальные вкладыши с антифрикционным покрытием. По мере износа все вкладыши периодически нужно менять.

В устройстве опор распределительного вала наряду с радиальными подшипниками скольжения, имеется еще один упорный подшипник. Он нужен для того, чтобы предотвратить возможное осевое смещение вала. Этот подшипник находится рядом с приводным механизмом.

Опорные шейки и рабочие кулачки подвергают принудительной смазке маслом, которое под давлением подается по специальным каналам от маслонасоса. Смазка обеспечивает надежную и долговечную работу распределительного вала.

Чтобы повысить эффективность работы газораспределительного механизма, современные конструкции двигателя предусматривают использование специальных систем, в которых меняются во времени фаза впрыска топливной смеси и отвод отработанных газов.

Такими системами являются VVT-iE, VVT-i, Valvematic. Такие меры дают возможность снижать показатель токсичности выхлопных газов и объем потребляемого топлива. От коленчатого вала вращательное движение подается на распределительный вал.

Двигатели внутреннего сгорания, которые работают по четырехтактной схеме, отличаются скоростью вращения колен.вала, которая в два раза больше скорости вращения распределительного вала. На распределительный вал, в двигателях легковых автомобилей крутящий момент подается при помощи цепной или сегментно-ременной передачи. В старых моделях двигателя вращение на распределительный вал передавалось с помощью шестеренчатой передачи.

По сути, цепная передача — это металлические звенья соединенные шарнирно, обегающие ведущую и ведомые звездочки. От одной цепной передачи могут начать двигаться два распределительных вала. Надежная и стабильная работа цепной передачи обеспечивается наличием в данном приводе двух роликов (натяжного и успокоительного).

Цепной привод имеет много достоинств, но у него есть и существенный недостаток, который состоит в том, что металлические звенья со временем могут растягиваться, в результате чего шаг цепи становится больше. А шаг звездочек (ведущей и ведомых) не меняется.

Когда эти показатели не совпадают, износ цепной передачи увеличивается, также меняются кинематические характеристики цепного привода. Для данного вида передачи нужен регулярный профилактический осмотр и соответствующие регулировки.

Альтернатива цепному приводу — ременная передача. Чтобы поддерживать постоянное передаточное соотношение, для ременного привода применяют сегментный ремень. Данное изделие из резины отличается специальным армирующим слоем и сегментными выступами, входящими в зацепление с такими же впадинами ведущего и ведомого шкивов.

Данному приводу тоже требуется дополнительный механизм регулировки натяжения. Все же он занимает небольшой объем, и он почти бесшумен. У современных моделей сегментных ремней огромный рабочий ресурс, они очень популярны у производителей двигателей для автомобилей.

Также приводной механизм распредвала можно задействовать для передачи крутящего момента на следующие механизмы — устройства управлением зажигания, топливные и масляные насосы.

Распределительный вал автомобиля один из основных и важных узлов.