В данной статье постараюсь кратко и в общих чертах рассказать про устройство и принцип работы распредвала в двс. Может, кому-то это будет интересно.
Распределительный вал, или распредвал, представляет собой один из ключевых элементов газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя внутреннего сгорания. Его основная функция заключается в точном управлении открытием и закрытием клапанов цилиндров в соответствии с рабочими тактами двигателя. От правильной работы распределительного вала напрямую зависят мощностные характеристики, топливная экономичность и экологические показатели автомобиля.
Назначение распределительного вала
В четырёхтактном двигателе каждый цилиндр последовательно проходит такты впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска. Для эффективной работы двигателя необходимо, чтобы впускные и выпускные клапаны открывались и закрывались в строго определённые моменты. Распределительный вал выполняет функцию механического синхронизатора этих процессов.
Профиль кулачков распределительного вала обеспечивает нужную высоту подъёма клапанов и продолжительность их открытия. Тем самым регулируется количество поступающей в цилиндр топливовоздушной смеси и скорость удаления отработанных газов.
Устройство распределительного вала
Конструктивно распределительный вал представляет собой металлический стержень, на котором расположены кулачки, опорные шейки и элементы привода.
- Кулачки – выступающие элементы особой формы, воздействующие на клапанные толкатели или рокеры.
- Опорные шейки – цилиндрические поверхности, на которых вал вращается в подшипниках головки блока цилиндров.
- Приводная часть – элемент, через который вал соединяется с коленчатым валом посредством ремня, цепи или шестерёнчатой передачи.
Материал распределительных валов, как правило, — легированная сталь или чугун с закалённой рабочей поверхностью кулачков, что обеспечивает высокую износостойкость при значительных нагрузках и скоростях вращения.
Принцип работы
Работа распределительного вала основана на кинематической связи с коленчатым валом двигателя. В четырёхтактном цикле распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого. Такая синхронизация достигается благодаря передаточному числу привода ГРМ, равному 2:1.
При вращении вала кулачки воздействуют на клапанные механизмы, вызывая их открытие. После прохождения вершины кулачка клапан под действием возвратной пружины закрывается. Точная форма кулачка определяет фазы газораспределения — моменты открытия и закрытия клапанов относительно положения поршня.
Система изменения фаз
Система изменения фаз газораспределения (общепринятое международное название Variable Valve Timing, VVT) предназначена для регулирования параметров работы газораспределительного механизма (смещение фаз и высоты подъема клапанов) в зависимости от режимов работы двигателя. Применение данной системы обеспечивает снижение расхода топлива, повышение мощности и выравнивания крутящего момента двигателя в широком диапазоне оборотов, топливную экономичность и снижение вредных выбросов.
К регулируемым параметрам работы газораспределительного механизма относятся:
1. Момент открытия (закрытия) клапанов;
2. Продолжительность открытия клапанов;
3. Высота подъема клапанов.
В совокупности эти параметры составляют фазы газораспределения – продолжительность тактов впуска и выпуска, выраженную углом поворота коленчатого вала относительно «мертвых» точек. Фаза газораспределения определяется формой кулачка распределительного вала, воздействующего на клапан.
На разных режимах работы двигателя требуется разная величина фаз газораспределения. Так, при низких оборотах двигателя фазы газораспределения должны иметь минимальную продолжительность («узкие» фазы). На высоких оборотах, наоборот, фазы газораспределения должны быть максимально широкими и при этом обеспечивать перекрытие тактов впуска и выпуска (естественную рециркуляцию отработавших газов).
В зависимости от регулируемых параметров работы газораспределительного механизма различают следующие способы изменяемых фаз газораспределения:
1. Поворот распределительного вала;
2. Применение кулачков с разным профилем;
3. Изменение высоты подъема клапанов.
Наиболее распространенными являются системы изменения фаз газораспределения, использующие поворот распределительного вала, в первую очередь впускного:
VANOS (Double VANOS) от BMW;
VVT-i (Dual VVT-i), Variable Valve Timing with intelligence от Toyota;
VVT, Variable Valve Timing от Volkswagen и китайских производителей;
VTC, Variable Timing Control от Honda;
CVVT, Continuous Variable Valve Timing от Hyundai, Kia, Volvo, General Motors;
VCP, Variable Cam Phases от Renault.
Спасибо, что дочитали до конца! Переходите на следующую статью для ознакомления с системами изменения фаз газораспределения. Там вы сможете прочесть про популярные «болячки» ваносов от бмв и легендарный втек от хонды, а также все остальное :)