Aklaypart.ru

Авто Журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В каких двигателях есть распредвалы

Распределительный вал в двигателе служит для открытия и закрытия клапанов в цилиндрах строго в соответствии с расчетными интервалами. Распредвалов в двигателе может быть несколько, в зависимости от конструкции. Обычно устанавливается один или два вала на каждую группу цилиндров. Автомобильный двигатели, как правило, имеют один или два распредвала.

Двигатели так же могут разделяться на верхне- и нижневальные, в зависимости от расположения распредвала — в головке блока цилиндров или в его основании. Для управления фазами газораспределенияв двигателе распредвал жестко связан с коленвалом одним из способов: привод ремнем или цепью или через шестерни. На спортивных автомобилях устанавливается распредвал с измененными кулачками, для соответствующего изменения в фазах газораспределения двигателя. Это, с одной стороны, может служить для увеличения мощности двигателя, а с другой, может приводить к быстрому износу деталей, не рассчитанных на такую работу.

Распредвал при работе, так же, как и любая деталь двигателя, подвержен износу. В двигателях старых поколений иногда возможен ремонт распредвала, путем наплавления кулачков и их последующей обработки и замены вкладышей. В современных двигателях распредвал не ремонтируется, а сразу заменяется на новый.

Долговременную работу распредвала обеспечивает хорошо работающая система смазки в двигателе. При недостаточном уровне смазки происходит ускоренный износ детали, что может приводить к сбоям в работе двигателя — нарушению фаз газораспределения, неравномерной работе одного или нескольких клапанов.

Часть современных двигателей лишена распредвала, а газораспределительным механизмом управляет электроника с помощью электро-механических приводов. Это позволяет задавать режимы работы двгателя, отличающиеся от сьандартных и не зависящие от оборотов коленвала.

ГРМ — механизм газораспределения, распредвал

Тяга или мощность

Механизм газораспределения осуществляет впуск в цилиндры свежих порций горючей смеси и выпуск из них продуктов сгорания, отработавших газов. Эти процессы происходят в соответствии с принятым для данного двигателя порядком работы цилиндров, то есть 1-3-4-2. С отсчетом от шкива распредвала.
К механизму газораспределения (ГРМ) относится ремень распределительного вала, сам распределительный вал, выпускные и впускные клапана, пружины клапанов, винты толкатели и коромысла. Кулачок распредвала действует на клапан через коромысло, как качели. Каждому из клапанов соответствует 1 индивидуальный кулачок. В системе VTEC на кулачки впускных клапанов дополненные еще одним кулачком с большей высотой клапана и большей длительностью открытия клапана.
Внешняя пара кулачков в распредвале системе SOHC для открытия выпускных клапанов, внутренняя пара для впускных клапанов. Дополнительный кулачок VTEC ставится между впускными кулачками.

Работа газораспределительного механизма

Характеристики кулачков

Кулачок имеет несколько характеристик это подъем, база, высота, профиль, длительность или продолжительность и крутизна.
База База это диаметр вала, размер при котором коромысло и клапана находится в 0 состояние, обычно является шириной кулачка (распредвала) X. Высота Высота это самый большой размер на кулачке, обычно меряется, Y. Подъем, вычтите из Базы Высоту (Y-X) И получите подъем кулачка. Размер на который предположительно будет подниматься клапан. Подъем можно увеличить двумя способами, либо уменьшением базы, либо заменой распредвала с высотой кулачка больше раннего. Пример, база распредвала 30мм, высота 40мм. 40-30 и клапан опустится (идеально) на 10 мм. Сточите базу на 4мм в диаметре (2мм по радиусу), и получите 38-26 уже 12 мм.

Высота, углы на кулачке распредвала

Пропускная способность и подъем

Во впускном канале ГБЦ имеется сечение S которое перекрывается клапаном S1. При закрытом клапане S1=1 то есть ничего не проходит, при начале движение клапана S1 начинает расти и в какой то момент, обычно полностью открытый клапан, S1=S. Это идеально событие которое необходимо для впуска и выпуска, далее клапан закрывается и S1 начинает уменьшаться до 0.
Как вы понимаете эта система похожа на водопровод, у вас есть входная труба и кран, напор увеличивается по мере открывания крана. В какой то момент выходящий напор сравнивается с поступающим, то есть фактически нет сопротивления потоку. Если у вас есть ход крана, то покрутив его вы можете не добиться ничего. Впускная труба имеет четко заданную пропускную способность. Поэтому опускать клапана в MAX не нужно и не имеет смысла.
Другое дело попробовать поддержать клапан в открытом положение на много дольше, для это профиль кулачка делают менее острым и тогда клапан как бы «зависает» на время его фазы. Ниже я представил анимацию разных типов (даже не реальных) как ведет себя клапан при разных профилях.

  • A — нормальный кулачок распредвала
  • B — кулачок со сточеной кромкой подъема, меньше длительность
  • C — кулачок распредвала в большим подъемом
  • D — нормальный кулачок с той же высотой, но со шлифованной базой. Экстремальное опускние клапана
  • E — широкий профиль кулачка, большая длительность

Анимация работы распредвала с разными кулачками, с одним клапаном

Количество зубов на ремне и шкиве

На большинстве Шкивов распредвала в двигателях D-Серии D15B-D14-D16 на шкиве 38 зубов, тоесть по 9.47 градусов на зуб, или 18.97 градусов на полный цикл работы двигателя. Длина ремня бывает 103, 104, 106 зубов. Причем на одном и том же блоке в зависимости от количества зубов, высоты блока и ГБЦ количества зубов меняется. Так для D14A4 38 на шкиве и 103 на ремне, а вот на D14A2 на ремне 106 зубов.

Распредвал проекта H4WK с разрезной шестерней

Опыт со шприцом

Для понимания наполнения смесью цилиндра можно использовать модель которая есть наверное у всех дома. RPM, Количество оборотов минуту. Чем выше обороты, тем выше скорость движения поршня по цилиндру и тем меньше времени на открытие клапанов. Возьмите шприц, я серьезно, найдите новый чистый шприц без иглы и опустите его в воду. В первом случае медленно потяните за поршень. Естественно вода заполнит почти весь объем. Вылейте воду. Теперь попробуйте сделать тоже самое только более резким движением. Сколько вы набрали? Только половину? Меньше? Тоже самое и в двигателе. Конечно, в двигателе поршень не останавливается на середине, объем остается прежним, а плотность уменьшается.
Мало воздуха, значит мало топлива. Значит, смеси получится мало. К примеру VTEC-E (с 12 клапанами до 2500 оборотов) мало того что на трассе потребляет 6 литров, так еще и со старта выигрывает у многих соперников, ввиду своей «тяговитости и задушености».
Еще один пример, зима лед, вы застряли. Если вы раскрутите двигатель до максимальных оборотах то не сдвинетесь не с места, наоборот же на низких оборотах сыграет не мощность, а именно момент.

Газораспределительный механизм в цифрах

Я советую либо себе зарисовывать для понимания. 4х тактовый двигатель называется так, потому что полный цикл составляет 4 действия: Впуск, сжатие, воспламенение и выпуск. Коленвал совершает 1 оборот, тоесть 360 градусов. 180 градусов на опускание поршня, 180 градусов на поднятие поршня. Но так как тактов (действий) 4, а не 2 то коленвалу придется повторить цикл. Тоесть полный цикл работы двигателя в 4 такта составляет 2 оборота или 720 градусов.
Распредвал, который делает полный оборот (360) является «схемой» работы впускных и выпускных клапанов и задает очередность работы цилиндров. В нашем случае 1-3-4-2 со стороны шкива. Распредвал крутится в 2 раза медленнее нежели коленвал, 1 градус на распредвале это 2 градуса полного цикла коленвала. Кстати датчик тахометра располагающийся в распределители меряет именно оборот распредвала и путем механического «умножения» на два выводит обороты на консоль.
Если работу двигателя (Впуск, сжатие, воспламенение и выпуск) нарисовать в виде четвертей круга то получится что впускной клапан и выпускной клапан работает только в 1 и 4 четвертях. Но не думайте что клапаны работают только 90 градусов (180 коленвала), ведь клапану нужно время на открытие и закрытие. Поэтому есть дополнительные градусы относительно Нижней Мертвой Точки (НМТ) и Верхней Мертвой Точки (ВМТ) относительно коленвала. Этот угол в пределах 180 — 240 Градусов определяется рабочей поверхностью профиля кулачка.
Угол между центрами кулачков впуска и выпуска называется углом перекрытия, в работе двигателя являющимся продувкой. В последнем 4 такте, выпуск, когда выпускной клапан в процессе закрытия, и отработавшие газ выходят через него, открывается впускной клапан. Тем самым новая смесь уже начинает заходить в цилиндр, а выходящие газы меньше нагревают двигатель, и как бы выходя из цилиндра пытаются через впускной коллектор затянуть новую смесь. Вообще двигатель это большой воздушный насос с кузовом, ваша задача обеспечить оптимальную работу насоса, и как можно эффективней перекачать воздух с меньшим уменьшением ресурса.

Примерные длительности фаз, что для чего

Mike Kojima, приводит пояснение длительностей фаз, которые обычно используется в построение двигателя, градусы приведены для коленвала.

  • 240 градусов, с углом перекрытия 15 — обычное стоковое значение для работы в пределах 700-6500 оборотов, очень экономично.
  • 265 гр, с перекрытием в 30 градусов, работает в диапазоне 4000-7500 оборотов, ХХ нужно поднять до 900RPM, подходит для начального тюнинга и уличных «покатушек».
  • 280 гр, 4500-8000 оборотов, еще проходит экологичные нормы но ХХ уже на 950RPM подходит для гонок по кольцу к примеру.
  • 290 гр, с поднятием около 11мм, обычно такие кулачки ставятся на VTEC. Работа идет на уже на высоких оборотах 5500-8500. ХХ уже 1200 оборотов, экологические нормы уже не проходит и конечно больше предназначены для гонок нежели другие предыдущие примеры.
  • 305 гр, с высоким поднятием около 13мм, работает в диапазоне 7000-9500 оборотов, ХХ на этих кулачках около 1400 RPM. С таким распредвалом уже нужно перерабатывать и ГБЦ, и заменять впускной коллектор, можно работать с поршнями СЖ в 12:1. Имеются кстати варианты в 320 градусов фазы. Но это уже профессиональный спорт.

Лирика:Цель

Я всегда говорю, что вам нужно поставить для себя цель. Что вы хотите получить. От этого все и идет, понимаете что инженеры Honda пытались найти оптимальную работу для среднего пользователя и сделали за 10 лет 150 минимум комбинаций двигателей, с разными поршнями, системами ГРМ, и объемами от 1.2 до 1.7 литра. И не пришли к единому выбору.
Хотите мощность, и большую скорость уходите в верха, будете «жужжать» на 9000 оборотах. Немного доработок и правильная настройка и у вас получится отличный снаряд. Хотите больше машину на каждый день в бюджетном виде, уходите в низы. Хороший момент даст хороший старт, и экономность в городе и на трассе. Двигатели 3-Stage наверное выигрывают и там и там за счет своей системы.

Угол перекрытия

Я несколько раз в статье вставляю одну и туже картинку, вы должны видеть и понимать о чем я пишу. Угол перекрытия это время при котором оба клапана открыты, физически это угол между осями (центрами) кулачков. Чем меньше угол перекрытия тем лучше низкие обороты и момент. Чем больше угол перекрытия тем лучше верхние обороты и соответственно мощность. Конечно в SOHC системе нельзя настроить угол перекрытия, в отличие от DOHC (двувальной ) системе ГРМ, но есть возможность отрегулировать фазы.

Пример разрезной шестерни Golden Eagle и AEM

Разрезная шестерня [нужно проверить]

Самым дешевым тюнингом является разрезная шестерня. Нужна она для изменения фаз тактов впуска и выпуска. Раньше впуск, верхние обороты поднимутся и увеличится мощность, раньше выпуск и увеличится мощность и тяга на низах. Самое интересное в данной настройке, что в низах ваш мозг уже настроен. Ваш пик по мощности уже настроен для работы до 6600 оборотов, до этого предела двигатель настроен, спустите момент немного ниже и все, машина немного изменит характер.
Конечно если вы меняете сам распредвал, то придется все же настраивать смеси топливные карты.
Смотря на Шкив распредвала, вы увидите что он крутится против часовой стрелки, если относительно него распредвал повернуть по ходу движения то впускные клапана открываются и закрываются раньше что благоприятно сказывается на низах, если же вращать по часовой стрелки распредвал то вы уйдете в высокие обороты то есть в мощность.

Читать еще:  Четырехтактные двигатели на буран характеристика

DOHC или SOHC?

В SOHC кулачки выпускного и впускного клапанов находятся на одной оси (вале) и естественно неподвижны. Единственное что вы можете сделать это суммарно поменять фазы впуска и выпуска используя разрезную шестерню. Крутим в одну сторону уменьшаем впуск и увеличиваем выпуск, в другую на оборот. Если же вы берет двувальную систему, то у вас есть возможность регулировать фазы как для впуска так и для выпуска. Причем вы можете еще и поменять один из двух распредвалов не меняя настройки его пары. Именно поэтому DOHC в этом плане выигрывает у SOHC систем.

Дополнительные рисунки к сравнению кулачков

Как видите кулачки одинаковы по базе, различаются по высоте C и по базе D

Зато в начале работы видно что B проигрывает а E уже достиг своей максимальной точки

D возможно уже уперся в поршень, да и надежность такой тонкой базы вызывает сомнение. Кулачок C увеличил высоту, и конечно потока пройдет больше, но это полумера.

E продолжает держать максимальную планку почти до конца работы.

Случайная статья узнай что то новое

Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 и CIVIC FERIO (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.

  • Автоэкзотика — 1 мая
  • Jap Days — 22 Июня
  • JAP CAR FEST — 19-21 июля
  • Москва
  • Санкт-Петербург
  • Минск
  • Уфа

EJ9 и EK3 — записки инженера о Honda Civic 1998. 2010 – 2019 . Вся информация приводится для ознакомления, автор не несет ответственности за вред полученный в результате применения материалов сайта, находясь на сайте вы подтверждаете своё согласие с этим. Сделано Хондоводом для Хондоводов. Автор: Илья Серб Все изображения имеют авторство Карта сайта Honda Civic, всем VTEC!

Распредвалы на атмомотор

Dima800

Пользователь

вы где то явно перемудрили. у меня на 71*136*82.5 палки 10.5 (правда не стольников, но фаза 300+) ехали с 5500 до 9000. и это при перекрытиях 3+.
с такой же как у тебя кпп, в непиленном кузове с салоном ехал квотер 14.012с

может вы перекрытия криво поставили. я пробовал больше 4-х делать. на низах сильно убывает, а сверху без изменений.

ilkari

Модератор

по настройке перекрытий давайте разжуем.
если я в чем то не прав, укажите мне.

1. влияние на ХХ.
чем выше перекрытие. тем хуже работа на ХХ, а так же на малом дросселе при малых оборотах.

физика: над выпускным клапаном атмосферное давление.
над впускным клапаном разрежение из-за закрытого дросселя.
в момент перекрытия клапанов эта разница давлений приводит к тому, что выхлопные газы из выхлопной трубы идут обратно в цилиндр, и даже во впускной канал. поэтому мотор всегда работает не на свежей смеси, а с большим процентом отработавших газов. потому и работает как говно.

больше перекрытия — больше жопы. исправляется только дросселями.
из-за малого объема вакуума от впускного клапана до дросселя там нет такой разницы давлений в момент перекрытия и ог не давит так сильно в цилиндр.
чем ближе заслонка к клапану — тем стабильнее.
отсутствие вакуумной рампы также улучшает работу. нету перетечек из канала в канал. так как там сильно отличаются фазы где у какого цилиндра пик разрежения, а где вакуума почти нет.

2. рабочие обороты двигателя. средние и высокие.

чем хорошо перекрытие — если выхлопная система сделана правильно, то на оборотах резонанса в фазе перекрытия резко падает давление в выпускном канале возле клапана.
пониженное давление выпуска и атмосферное давление на впуске (полный дроссель), а то и повышенное давление если впуск тоже в резонансе, создает положительную разницу давлений. что приводит к полной замене выхлопных газов в камере сгорания на свежую и чистую смесь.
на наполнение самого цилиндра этот процесс не влияет! перекрытие работает когда поршень в ВМТ и цилиндр там закрыт поршнем полностью! речь только про продувку объема камеры сгорания.

если перекрытия мало — сечения клапанной щели не хватит на этот эффект. то есть там перекрытие должно быть достаточным .

наполнение может достигать благодаря этому эффекту текущее наполнение + объем камеры сгорания.
но это не предел. резонанс впуска с пиком высокого давления на конце фазы впуска позволяет добить в цилиндр воздуха больше чем есть объем цилиндра.
то есть даже текущее наполнение может быть больше 100%.
даже если перекрытие будет равно нулю . это достигается за счет правильной длины впуска и запаздывания закрытия впускного клапана.

оба эффекта вместе дают и 120%, а в топовых атмо и выше.

в реальной настройке нужно одновременно учитывать оба фактора. и перекрытие, и фазы опережения открытия выпуска, и запаздывания закрытия впуска.

на одних и тех же распредвалах можно сделать ИЛИ большое перекрытие, ИЛИ большие фазы накручивая шестерни туда-сюда.

общее правило — чем шире фазы (указанные выше, а не общая фаза кулачка) тем обороты резонанса будут выше. с одним и тем же впуском-выпуском.

то есть на малых перекрытиях мотор всегда работает ровнее сверху до низу. без дерганий и без явных подхватов. наполнение при этом бывает равномерно низким. зато до космических оборотов. вроде и крутится. но не валит.

если накручивать перекрытия. то фазу мы сразу уменьшаем. это приводит к потере наполнения на космических оборотах. типа 9-10 тысяч. также теряются низы до 2-3 тысяч особенно с ресивером. зато в «середине» 4-8 тысяч наполнение растет.

чем выше делать перекрытия тем явнее потеря верхов, и подхват в середине.

это если фаза около 300 градусов. на маленьких перекрытиях типа 2мм едет до 9000. с перекрытиями типа 4мм будет ехать до 7-8. если впуск-выпуск по уму — мощность будет выше и тяга значительно выше.
если еще поднимать перекрытия до 5мм, середина есть, верха потеряет явно. может даже со снижением мощности.

если фаза 320 и выше — на перекрытии 2мм будет говно везде. не потому что перекрытие не работает, а потому что фаза запаздывания закрытия впускного клапана там будет больше чем 90 градусов. половина хода поршня вверх на такте сжатия — в холостую. закрывать впускной клапан нужно не чем позже тем лучше, а строго во время. на широкой фазе для этого надо ставить большое перекрытие. сама фаза только на это и расчитана.
перекрытие 4 и выше — начнет работать в оборотах 5+ до космоса типа 9тыщ
но если впуск-выпуск соответствуют уже этим оборотам. а не тому что было написано выше.

далее. по разному перекрытию впуск-выпуск.
если общая фазы разная, то перекрытие меньше там, где фаза меньше. это по умолчанию.

но даже если подъем и фаза одинаковые для впуска и выпуска.
выпуск уменьшить и впуск увеличить — смещение тяги в низкие обороты
выпуск увеличить и впуск уменьшить — смещение тяги в высокие обороты.
это типа как на 8клапаннике шестеренку крутить вперед назад.

Спортивние распредвалы _ низовые/верховые

Барсик

Местный . .
  • 10 Янв 2014
  • #1
  • предлагаю в данной теме говорить про распредвалы . кто что ставил и как едет.
    вот вам покурить
    http://chiptuner.ru/content/old-ufa_fase/

    Источник материала — статья журнала «За Рулем» 2001 г. №3. Без изменений и комментариев
    РАСПРЕДВАЛЫ С ИЗМЕНЕННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ ОТКРЫВАЮТ МОТОРУ ВТОРОЕ ДЫХАНИЕ
    Существуют странные – в глазах «всегда правого» большинства – автолюбители. Нет бы купить подержанную «Тойоту» и спокойно на ней «рассекать»! Вместо этого тратят куда большие суммы на тюнинг почему-то полюбившейся «Самары». Да еще смотрят на гордого «иномарочника» свысока – на «японке», мол, и «чайник», не знакомый со словом капот, поедет.
    Не будем говорить о том, какую роль в конструкции двигателя играет распредвал. Перейдем сразу к делу – особенностям распредвалов, разработанных НПФ «МастерМотор» и выпускаемых сегодня под двигатели различных модификаций переднеприводных ВАЗов. Для любителей тюнинга мотора популярные у спортсменов «горбатые» валы открывают ряд возможностей.

    Если читатель помнит, впервые о «резвых» распредвалах журнал сообщал еще в 1995 году. Но и в последующие годы фирма на месте не стояла.

    Переднеприводные ВАЗы сегодня одни из самых распространенных в России – и многие их владельцы заинтересованы в том, чтобы скоростные и динамические показатели автомобиля стали выше при минимуме затрат. «МастерМотор» производит распредвалы именно с таким расчетом, чтобы каждый мог выбрать наиболее полно отвечающий характеристикам «тюнингованного» двигателя. Гамма распредвалов фирмы включает в себя девять модификаций, «перекрывающих» широкий диапазон требований – от самого «скромного» 2108-80 до тюнинговых и спортивных. Характеристики распредвалов – в таблице. Заметьте: величины подъема впускного и выпускного клапанов существенно увеличились, для спортивных вариантов – чуть ли не в полтора раза. А с учетом изменений в профилировании кулачков еще сильнее выросло «время-сечение» – для впускных клапанов оно стало больше в 1,75–1,9 раза. Этим и определяется, при соответствующих оборотах, рост крутящего момента и мощности двигателя.

    Теперь познакомимся с особенностями этих изделий. Распредвалы 2108 и 2110 показаны в таблице для сравнения. Кроме них – еще девять. Начнем с «низовых» валов 2108-80, 2108-26 и 2108-49.

    Распредвал 2108-80 предназначен для моторов рабочим объемом 1,1–1,3 и 1,5 л, причем в последнем он оказывается самым «низовым»: при оборотах 5600 в минуту в лучшем случае не уменьшит мощность по сравнению с серийным. Зато на средних и низких оборотах двигатель станет более «тяговит».

    Распредвал 2108-26 позволяет добиться повышения крутящего момента двигателя во всем рабочем диапазоне оборотов – и тем самым, без изменений в трансмиссии, не только улучшить разгонные показатели автомобиля, но и сохранить или даже несколько повысить его максимальную скорость.

    2108-49 в сравнении с предыдущим более «верховой», хотя некоторое повышение момента происходит и на пониженных оборотах.
    Отметим, что все эти три вала можно установить в серийную головку блока без каких-либо ее доработок. Их достоинство в том, что они существенно улучшают разгонную динамику машины без форсировки двигателя по оборотам.
    Следующие два распредвала – 2108-52 и 2108-54 – «верховые». На низких оборотах их крутящий момент в лучшем случае на уровне серийного исполнения. Зато на высоких существенно возрастает при условии, что обороты достигают 6000–7000 в минуту. Следовательно, для реализации новых возможностей двигателя на высших передачах может потребоваться вмешательство в трансмиссию (возможно, главную пару нужно несколько «укоротить»). Этим хорошо владеют специалисты тюнинговых фирм. Сравнение вала 2108-52 с серийным показано на графике.

    2108-52 полностью взаимозаменяем с серийным распредвалом и не требует подготовки головки (если это не связано с какими-либо иными соображениями). Прототип этого вала с обозначением 2108-14 применялся фирмой «Лада Инжиниринг» при подготовке форсированных двигателей.

    Читать еще:  Ауди а4 двигатель схема подключения

    Распредвал 2108-54 оставляет автовладельцу лишь одну вольность: можно сохранить серийные толкатели и пружины. Но, значительно увеличив подъем клапанов, одновременно уменьшили базовый диаметр кулачков с 38 до 36 мм, поэтому применение этого вала требует доработки головки блока. Обычно опускают седла клапанов на 1 мм (для данного варианта). При этом несколько меньше предварительное усилие пружин, само же занижение седел, как показал опыт, увеличивает наполнение цилиндра на высоких оборотах – «верхи» лучше.

    Итак, мы познакомились с пятью распредвалами, где подъем впускных клапанов от 9,05 до 10,55 мм. Они позволяют улучшить тяговые характеристики серийных двигателей и при разной их форсировке по оборотам, и при возможности увеличения рабочего объема до 1,7 л.

    Следующие четыре распредвала – спортивные.

    2108-62 – работающий до 9000 об/мин с серийными толкателями, регулировочными шайбами и пружинами. Номинально при подготовке головки требуется только занизить седла клапанов. Этот вал часто используют и любители тюнинга.
    Далее 2108-М1, М2 и М3 – спортивные распредвалы для кросса, ралли, ипподрома или кольцевых гонок. Требуют применения специальных пружин клапанов и цельных толкателей без шайб. В этом ряду (в порядке перечисления) крутящий момент «наверху» наращивается, а «внизу» снижается.

    Как было сказано выше, «МастерМотор» производит распредвалы для самых различных целей, и, судя по всему, автолюбители легко ориентируются в гамме этих изделий. Например, до появления распредвала 2108-52 самыми ходовыми были 2108-26 и 2108-49. А ныне – 49-й и 52-й…

    Кто-то может спросить: как изменятся с «резвым» распредвалом расход топлива и ресурс двигателя? В ответ напомним, где бывает бесплатный сыр! Только очень наивный может надеяться на меньший расход при скорости, выросшей на 20–30 км/ч. Или на увеличение ресурса мотора, да и машины в целом. Эти распредвалы – для тех, кто во главу угла ставит именно мощность машины, ее скоростные и динамические показатели.

    Сравнение характеристик одного и того же двигателя 21083 с серийным распредвалом 2108 и «верховым» — 2108-52 (по заявлению производителя).

    ПАРАМЕТРЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ВАЛОВ СЕРИЙНЫХ И DINAMIC CAMS НПФ «М

    Барсик

    Местный . .
    • 10 Янв 2014
  • #2
  • Барсик

    Местный . .
    • 10 Янв 2014
  • #3
  • аждый из нас старается всячески улучшить свой автомобиль, и путей к этому находится великое множество. Когда же речь заходит о двигателе, все в один голос твердят об увеличении его мощности. Хотя, если более серьезно подойти к вопросу, то прежде надо обратить внимание на его крутящий момент. Мы знаем, что выжать наибольшую мощность возможно при стабильных максимальных оборотах, но такой режим двигателя применяется редко. Обычному водителю более важна приемистость автомобиля, который послушно отзывается на педаль газа как в режиме хода с места, так и при его разгоне. Такое поведение машины обеспечивается большим и относительно постоянным крутящим моментом на низких и средних оборотах, чем и «грешат» ВАЗовские двигатели. На низкой частоте вращения коленчатого вала у них отсутствует достаточная «тяга».
    Владельцы автомобиля ВАЗ часто жалуются на дерганье машины в начале движения, заметные провалы при резком нажатии на «газ», у многих быстро «летит» сцепление и практически все отмечают неэффективность пятой передачи. Действительно, при оборотах двигателя менее 3000 об/мин наблюдается его недостаточная приемистость. Кривая крутящего момента зависит от параметров газораспределения, так называемых «фаз распредвала», а так же «время-сечения» открытия клапанов, которые задаются профилем кулачков распредвала. В зависимости от его угла поворота и получается разная величина открытия клапана. Для лучшего функционирования автомобиля на низких оборотах добиваются быстрой подачи в цилиндр необходимого объема рабочей смеси, то есть заметно сужают фазу открытия впускного клапана.
    В отличие от обычных распредвалов, в спортивных моделях используются кулачки с другими геометрическими размерами. Их более высокая и широкая форма приводит к тому, что клапан поднимается на большую высоту и дольше находится в открытом состоянии, что обеспечивает подачу полноценной смеси. Профиль кулачков отличается плавностью форм, что делает работу механизма газораспределения более надежной на широких фазах.

    Из приведенного рисунка видно, что максимальная мощность двигателя и его крутящий момент могут иметь различные величины. И если использование стандартного распредвала предполагает увеличенный крутящий момент на средних оборотах, то спортивный обеспечивает максимальную отдачу на высоких оборотах двигателя. Спортивный распредвал на автомобили ВАЗ устанавливаются с разрезной шестерней, с помощью которой становится возможна более точная регулировка и настройка фаз. С ее помощью настраивается наибольшая мощность на необходимых оборотах двигателя.
    Применением тюнинговых распредвалов можно добиться работы двигателя под нагрузкой без заметных перебоев даже при снижении оборотов до предельного уровня. При этом отодвигается граница детонации, то есть перестают «стучать пальцы» на малых и средних оборотах коленвала. Заметно снижение расхода топлива и уменьшение токсичности выхлопных газов. Как следствие, уменьшается склонность двигателя к детонации, а значит, увеличивается его ресурс.
    Распредвалы на ВАЗовских двигателях довольно чувствительны к регулировке зазоров, поэтому на тюнинговых распредвалах, заметно увеличен участок сбега кулачков на стороне закрытия клапана. Это облегчает регулировку зазоров и в несколько раз снижает их количество. Проследим этот факт на следующем примере: после установки тюнингового распредвала регулировка клапанных зазоров требуется после 60 000 км пробега двигателя. При использовании обычного распредвала потребовалось бы не менее четырех регулировок. Это заметно увеличивает срок эксплуатации изделия и экономит средства и время, необходимые на каждую регулировку клапанов. Посчитайте сами: грамотная регулировка занимает не менее 3,5 часов и стоит порядка 20 у.е.
    Классификация распредвалов

    Тюнинговые модели распредвалов можно разделить на две группы: низовые и верховые. По названию видно, что одни увеличивают момент на низких оборотах двигателя, а другие на высоких оборотах. Это достигается при помощи изменения высоты подъема и особого профиля кулачков, а также определенными фазами открытия/закрытия клапанов.
    Низовые распредвалы

    Этот вид изделий имеет небольшую высоту подъема при отсутствии зоны перекрытия клапанов. Такой режим предотвращает выбрасывание рабочей смеси на низких оборотах обратно во впуск. Конечно, малая высота подъема вызывает потерю наполнения на высоких оборотах и это ведет к уменьшению максимальной мощности двигателя. Поэтому в основном они применяются при езде по городу.
    Не забывайте, что мощность двигателя в основном влияет только на максимальную скорость вашего автомобиля, что не является критическим показателем. Для примера можно привести следующие цифры: уменьшение мощности двигателя ВАЗ-2109 на 10 л.с. снизит максимальную скорость всего на 6 км/ч.
    К достоинствам низовых валов можно отнести повышение крутящего оборота на «низах». Именно это позволит вам резко ускориться со светофора, не включая пониженную передачу. На средних оборотах эти распредвалы ничем не лучше серийных, а на высоких даже хуже них.
    Верховые распредвалы

    Эти изделия, наоборот, имеют высокие подъемы, большую зону перекрытия клапанов и широкие фазы. Такой режим увеличивает наполнение на верхах, что происходит из-за увеличения проходного сечения в зонах клапанов и благодаря использованию эффекта инерционного наддува. Это ведет к увеличению мощности двигателя, причем максимальный крутящий момент смещается в зону высоких оборотов. К сожалению, заметен провал на «низах», что происходит вследствие более широкой фазы, во время которой рабочая смесь обратно выталкивается во впускной коллектор при низких частотах вращения. И чем лучшие характеристики имеет верховой распредвал, тем сильнее этот эффект.
    Тюнинговые и спортивные распредвалы

    Верховые распредвалы дополнительно делятся на тюнинговые и спортивные. Их различие, в основном, касается фазовой характеристики, подъемом и высотой перекрытия. Чем больше высота подъема, тем выше момент и, как правило, мощность на высоких оборотах.
    Спортивные распредвалы практически непригодны для использования в городских условиях вождения. Они имеют заметный провал при низких оборотах и довольно неустойчивые повышенные обороты холостого хода. Максимальная отдача у них происходит только в области почти предельных частот вращения двигателя, что неприемлемо при обычных условиях вождения.
    Одним из ярких представителей спортивного класса изделий можно назвать вал распределительный ВАЗ 2101 / 21213 «Нуждин Мотор Спорт» 12,70 мм/12,40 мм (292°/290°)
    Также стоит обратить внимание на следующие изделия:

    Как устроен распредвал

    Распредвалы в головке блока цилиндров.

    Распределительный вал – это ключевой функциональный компонент газораспределительного механизма, который определяет порядок открытия клапанов для запуска воздушно-топливной смеси внутрь цилиндров. Синхронная работа этого механизма обеспечивает непрерывное поочерёдное сгорание порций топлива в камерах двигателя. В некоторых моделях автомобилей газораспределительный механизм имеет несколько распредвалов.

    Конструкция, расположение, состав и характеристики кулачков распределительного вала полностью зависят от модели двигателя. В некоторых машинах распредвал размещается в головке блока цилиндров, а в других – в его основании. Верхнее расположение на данный момент считается оптимальным, так как облегчает ремонт и обслуживание. Распредвал ремённой или цепной передачей связывается с коленчатым валом двигателя, потому что именно им приводится в движение.

    Распространенные проблемы распредвала и способы их устранения

    1. Мелкие дефекты на шейках опоры в виде царапин и задир.

    Возможные причины возникновения:

    — Низкий уровень масла или его некачественный состав. Другой причиной может быть слишком малое давление масла.

    — Перегрев двигателя может вызвать разжижжение масло. В итоге, оно теряет свои смазывающие свойства, и распределительный вал быстрее изнашивается.

    — Естественный износ. Появляется после значительного пробега двигателя.

    Все это устраняется либо шлифовкой шеек и установкой новых вкладышей более толстого размера. Все клапана и каналы зачищаются и промываются, масляный насос, и система охлаждения при необходимости тоже ремонтируются.

    2. Износ кулачков рабочей части распределительного вала.

    Имеет все те же причины, но может быть вызван, также и при неправильном зазоре клапанов, различных дефектах толкателей и не корректной установкой фаз газораспределения.

    В обязательном порядке происходит шлифовка и подгонка всех изношенных частей, их регулировка и проверка систем охлаждения и смазки.

    3. Прогиб и прочие изменения формы.

    Причины прогиба, чаще всего, заключаются в естественном износе распределительного вала и игнорировании любых неисправностей всего механизма. Диагностика выполняется при помощи специального теста и в случае отклонения, составляющего более 0,05 миллиметров, распредвал подлежит только замене. Замене распредвал может подлежать и в случае появлении трещин.

    Как видно, все причины, по которым распределительный вал приходит в негодность, зависят от водителя. Масло, охлаждающую жидкость, прокладки и уплотнители, а также все системы работоспособности двигателя.

    Способы решения проблемы

    Поскольку столкновение поршней с клапанами несет достаточно серьезные негативные последствия, то многих автолюбителей интересует, можно ли повлиять на эту ситуацию.

    Существует несколько методов, которые позволяют сделать из мотора, гнущего клапаны, в «безвтыковый».

    Самый простой из них – установка поршней с проточками. Кстати, на некоторых моторах ВАЗ именно так и решается проблема с «втыковостью».

    На днище таких поршней имеются специальные углубления под тарелки клапанов. За счет этого последние в открытом положении не соприкасаются с поршнями, установленными в ВМТ.

    Но таким способом можно модернизировать не все моторы, по той причине, что не всегда удается найти поршни с проточками заводского изготовления на замену «родных».

    Второй метод – самостоятельное изготовление проточек на поршне. Этот способ подойдет для тех, кто не нашел «невтыковые» поршни на замену. Но у этого метода есть существенный недостаток – очень сложно изготовить одинаковые углубления на всех поршнях. В результате может образоваться дисбаланс поршней по весу, что скажется на ресурсе КШМ. Также разные по размеру проточки могут стать причиной разной компрессии в цилиндрах, и устранить эту проблему не удастся.

    Читать еще:  Двигатель бедини что это такое

    Третий метод – увеличение высоты камеры сгорания. Делается это путем установки 2-3 прокладок под головку блока. У этого способа негативная сторона — увеличение объема камеры сгорания, что влечет за собой падение компрессии, и как следствие – снижение мощности и увеличение расхода топлива.

    Конструктивное исполнение распределительных валов и их подшипников

    У быстроходных и нереверсивных двигателей распределительный вал часто выполняют заодно с кулачковыми шайбами, у остальных двигателей кулачковые шайбы насаживают на него. Материалом для валов и шайб служат цементируемые стали 15Х, 20Х, 12ХНЗА и стали 45, 50Г, 38ХС, 45Х, 50Х, подвергающиеся поверхностной закалке. Распределительные валы тронковых дизелей с насаженными кулачковыми шайбами должны быть изготовлены из стали с временным сопротивлением разрыву не ниже 568 МПа.

    При нижнем расположении распределительный вал заводят в гнезда блок-картера с торца двигателя. Чтобы облегчить эту операцию, вал обычно изготовляют составным по длине. Способы соединение его частей различны. На рис. 85, а изображена половина распределительного вала двигателя 6ЧСП18/22, на которой предусмотрен фланец 2 для соединения его со второй половиной. У двигателей типа НФД48 конец 4 (рис. 85,6) носовой части распределительного вала входит внутрь его расточной кормовой части 7. Соединение фиксируют шпонка 8 и втулка 5, закрепленная винтом 6.

    Рис. 85 Способы соединения составных распределительных валов

    Для установки распределительного вала вместе с кулачковыми шайбами в гнезда выгородки блок-картера должны быть предусмотрены шейки 3 (см. рис. 85,а), диаметр которых больше диаметра окружностей, описываемых вершинами кулачков шайб 1. Чаще в гнезда блок-картера заводят распределительный вал вместе с надетыми на него подшипниками, которые выполняют из двух половин 1 и 3 (рис. 86, а) с наплавленным антифрикционным сплавом. Надетые на шейку 6 распределительного вала эти половины крепят болтами 2. После заводки распределительного вала в гнезда блок-картера (блока цилиндров) каждый подшипник фиксируют в гнезде 4 винтом 5 (двигатели типа Л275).

    Концевой подшипник, изображенный на рис. 86,6, также состоит из двух половин 1 и 3. Его крепят винтами 7 к приливу 8 блока цилиндров. Рассматриваемые подшипники смазываются маслом, подводимым по каналам а с торца или радиальным.

    При верхнем, надклапанном расположении распределительные валы 7 и 10 (рис. 87, а, двигатель ЗД6) укладывают в расточки алюминиевых стоек 11, соединенных шпильками с головкой двигателя. Крышку 8 такого объединенного для двух валов подшипника крепят шпильками 9.

    Смазочный материал поступает под давлением внутрь пустотелых валов 7 и 10 через концевой подшипник (рис. 87,6) по каналам б, в и отверстие г, а далее поступает к подшипникам по радиальным сверлениям а (рис. 87,а). Распределительные валы 7, 10 приводятся в движение шестернями 2, 5, 4, 5. Вал 1 приводит в движение шестерню 2.

    Кулачковые шайбы. Распределительный вал несет на себе кулачковые шайбы: для открытия впускных и выпускных клапанов, для привода топливных насосов и иногда пусковых золотников или пусковых клапанов. У реверсивных двигателей предусматривают два комплекта кулачковых шайб для переднего и для заднего хода. Если в двигателе установлен блочный топливный насос со своим кулачковым валом, то на распределительном валу кулачковые шайбы топливных насосов не предусмотрены.

    На распределительном валу двухтактного двигателя с индивидуальными топливными насосами высокого давления устанавливают лишь кулачковые шайбы приводов этих насосов.

    Обычно кулачковые шайбы куют из вязкой стали каждую в отдельности или в виде блока из нескольких шайб. Рабочие поверхности их цементируют и закаливают.

    На рис. 88, а изображен участок распределительного вала одного цилиндра двигателя 6С275Л. В нем предусмотрены блок 9 кулачковых шайб впускных клапанов и блок 1 кулачковых шайб выпускных клапанов. Каждый блок состоит из шайбы 12 переднего и шайбы 13 заднего хода: при реверсировании распределительный вал передвигается и под толкателями окаэываются шайбы обратного хода.

    Шайбы зафиксированы на распределительном валу 5 общей шпонкой 2 и стальными винтами 3, 10, предотвра-щающими осевой сдвиг шайбы. Профиль шайбы, называемый тангенциальным, описан радиусами r и R (см рис 88,а)

    Кулачковые шайбы топливных насосов насаживают на распределительный вал так, чтобы их можно было поворачивать относительно вала. Это необходимо для регулирования момента начала подачи топлива В рассматриваемом случае кулачковые шайбы топливного насоса переднего 8 и заднего 7 хода прикреплены к блоку 9 шайб впускных клапанов шпильками 4 Для удобства монтажа у шайб предусмотрена объемная затылочная часть 11 Шайба 8 центрируется выступом на блоке 9, а шайба 7—кольцом 6. Возможность поворота («покатки») шайб обеспечивают специальной

    формой отверстий а под шпильки 4: при необходимости «покатить» шайбу ослабляют затяжку шпилек 4 и ту или другую шайбу повертывают на нужный угол.

    В двигателях типа НФД48 (рис. 88, б), все четыре шайбы впускных и выпускных клапанов выполнены единым блоком 15, зафиксированном на распределительном валу 7 шпонкой 13 и винтом 1. Кулачковые шайбы переднего 4 и заднего 6 хода топливного насоса в данном случае закреплены на шлицах. На вал 7 насажена ступица 8, зафиксированная той же шпонкой 13 и штифтом 5 На ступицу 8 свободно насажены шайбы 4, 6 топливного насоса и блок 11 кулачковых шайб пусковых золотников, закрепленный штифтом 3 В блоке кулачковых шайб 15 предусмотрены конические переходные поверхности 14.

    При реверсировании задержки перемещения распределительного вала не будет. Шайбы топливного насоса изготовлены со шлицевыми поясами 9 и 10 Радиальные шлицы пояса 9 сцеплены со шлицами бурта ступицы 8 В поясе 10 сцеплены между собой шлицы шайб 4 и 6, Сцепление (путем стягивания) шайб 4, 6 и 11 обеспечивает гайка 2, навернутая на ступицу 8 Гайка 2 застопорена замковой шайбой 12 Для «покатки» шайб 4, 6 необходимо отдать гайку 2, сдвинуть вправо шайбу 4 или 6 в зависимости от того, какую из них требуется «покатить», и повернуть шайбу Поскольку в поясах 9 и 10 предусмотрено по 180 шлицев, «покатка» шайбы на один зуб будет означать поворот ее на 2°

    У высокооборотных двигателей при верхнем надклапанном расположении распределительные валы 1 и 10 (см рис 87, а) откованы заодно с кулачковыми шайбами 6 выпуклого профиля Такие шайбы быстрее открывают клапаны, чем шайбы с тангенциальным профилем, но сложны в изготовлении Приводы распределительных валов. При нижнем расположении распределительный вал приводят во вращение от коленчатого вала шестерни, выполненные косозубыми для плавного зацепления

    В четырехтактном двигателе периодичность работы механизма газораспределения и подачи топлива такова один раз за два вращения коленчатого вала, т е распределительный вал такого двигателя должен вращаться вдвое медленнее коленчатого, а у двухтактного — с той же частотой, что и коленчатый

    В целях уменьшения размеров шестерен приводы обычно изготовляют с промежуточными шестернями

    Так, на рис 89, а изображен привод с одной промежуточной шестерней 2 сцепленной с ведущей шестерней 1 коленчатого и с ведомой 3 распределительного валов Поскольку двигатель четырехтактный (типа Л275), то у шестерни 3 вдвое больше диаметр, чем у шестерни 1. Промежуточная шестерня 2 как известно, на передаточное число влияния не оказывает. От шестерни 3 приводится также вал регулятора 4. Кожух шестерни 3 распределительного вала увеличивает габаритные размеры двигателя

    Для уменьшения диаметра шестерни распределительного вала в приводах часто применяют двухступенчатую передачу. В этом случае промежуточных шестерен в приводе предусматривают две, жестко насаженные на общий вал.


    Рис. 89 Приводы распределительных валов

    Одна из них сцеплена с шестерней коленчатого, а другая — с шестерней распределительного валов. Путем подбора размеров промежуточных шестерен можно получить небольшой диаметр шестерни распределительного вала.

    При надклапанном расположении распределительных валов в привод вводят промежуточные валы, которые используют и для привода различных механизмов.

    Ведущая коническая шестерня 13 (рис В9, б) коленчатого вала сцеплена с ведомой шестерней 14 наклонного вала 15 С помощью пары конических шестерен 11 и 16 наклонный вал 15 приводит в движение вертикальный вал 6, а шестерни 5 — воздухораспределитель и топливный насос (двигатель ЗД6) Второй наклонный вал 12 служит для привода зарядного генератора.

    Вертикальный вал 6 парой конических шестерен 7 и 8 приводит в движение распределительный вал впускных клапанов, а через пару цилиндрических шестерен 9 и 10 — вал выпускных клапанов.

    Подобный привод применяется в V-образных двигателях.

    Фазы и диаграммы распределения четырехтактного дизеля. Моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положениями поршня в м т. Выпускной клапан приходится открывать раньше, чем поршень придет в н. м т. в конце такта расширения Если такого опережения открытия клапана не предусматривать, то к началу хода поршня вверх давление в цилиндре не успеет снизиться до давления выпуска и на преодоление этого противодавления газов будет расходоваться лишняя работа.

    Закрывать выпускной клапан целесообразно уже после перехода поршня через в м т. Скорость поршня вблизи мертвых точек незначительна, и продолжающееся по инерции движение потока отработавших газов будет способствовать отсосу газов из цилиндра. Отсюда же вытекает и целесообразность открывать впускной клапан до прихода поршня в в. м. т., т. е. поступление свежего заряда одновременно с отсосом из цилиндра продуктов сгорания является продувкой цилиндра.

    Вблизи н. м. т. поршень также движется с небольшой скоростью. Поэтому в начале движения поршня вверх при такте сжатия в цилиндре еще будет разрежение, а столб поступающего в него воздуха будет обладать запасом кинетической энергии. Если задержать закрытие впускного клапана, то воздух по инерции будет продолжать поступать в цилиндр: будет происходить дозарядка последнего.

    Следовательно, целесообразно открывать клапаны с опережениями, а закрывать их с запаздываниями относительно положений поршня в мертвых точках. Однако эти опережения и запаздывания не должны быть чрезмерными.

    Так, если выпускной клапан открыть слишком рано, то будет бесцельно теряться энергия еще работоспособного газа, а при чрезмерно позднем его закрытии может происходить отсос продуктов горения из выпускного коллектора При чрезмерно раннем открытии впускного клапана может быть выброс отработавшх газов во впускной коллектор, а при слишком позднем его закрытии — выталкивание воздуха во впускной коллектор при начавшемся сжатии

    Моменты открытия и закрытия клапанов называют фазами газораспределения Их определяют опытным путем и приводят в формулярах двигателей в виде углов опережения и запаздывания (по повороту кривошипа)

    Для большей наглядности часто строят диаграмму газораспределения У четырехтактного двигателя она имеет вид спирали (рис. 90) Угол а2 является углом опережения открытия впускного клапана, а угол а4 — углом запаздывания его закрытия.

    Рис. 90 Диаграмма газораспределения четырехтактного дизеля

    Таким образом, впускной клапан открыт в течение а2+180°+а4° п. к. в., что составляет продолжительность процесса впуска. Угол a1 — угол опережения подачи топлива. Процесс выпуска начинается с опережением на угол а5, когда открывается выпускной клапан, и заканчивается с запаздыванием на угол а3 Общая продолжительность процесса выпуска составляет а5+180°+а3° п. к. в.

    Как видно из диаграммы, при угле п. к в а2+а3 оба клапана — впускной и выпускной — открыты одновременно, Этот угол называют углом перекрытия клапанов. У дизелей без наддува он равен 25—70° п. к. в.

    Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector