Что распределяет распределительный вал

Содержание


Что такое распредвал и как он работает

Распределительный вал (РВ) входит в газораспределительный механизм (ГРМ). В моторе он отвечает за открытие и закрытие клапанов. Если исходить из его названия, то распредвал распределяет по цилиндрам воздух и вывод из них выхлопных газов.
Устроен РВ просто. Это вал, имеющий кулачки, количество которых, чаще всего равно количеству клапанов в двигателе. Хотя встречаются моторы, в которых один кулачок через вильчатый рычаг открывает и закрывает сразу два клапана. Распредвал вращается в пастелях на опорных шейках, выполненных между кулачками. На переднем конце имеется посадочное место под шестерню его привода. Посадочное место может быть цилиндрическим или конусным. В торце нарезана резьба под болт крепления шестерни, которая стопорится на распредвале:

  • шпонкой;
  • штифтом;
  • или за счёт большого усилия затяжки болта.

Внутри распредвал полый. Эта полость является каналом для его смазки. Каждая опорная шейка и каждый кулачок распредвала имеют радиальные сверления, выходящие в этот канал.

Наверх

Какие бывают распредвалы

Примерно до конца 60-х годов прошлого столетия, выпускалось много автомобилей, у которых моторы были с нижним расположением распредвала, т.е. они находились в блоке цилиндров(БЦ), как и клапана. Приводились они шестерней на носке коленчатого вала и шестерней на самом распределительном валу.

Так как блоки цилиндров изготавливались в основном из чугуна, то в качестве подшипников скольжения, в которых вращался распредвал, использовались сталебаббитовые кольца, запрессованные в перегородки блока и развёрнутые до нужного размера за один проход. При сборке мотора, РВ вставлялись в БЦ спереди. От осевого смещения их удерживали специальные пластины, прикрученные к блоку. По этой причине, диаметр шеек распредвала был больше кулачков.

В то же время появились моторы с клапанами в головке блока цилиндров (ГБЦ) и постепенно вытеснили нижнеклапанных собратьев. Так как РВ попрежнему находился в БЦ, клапана открывались при помощи штанг и коромысел. Такая архаичная конструкция до сих пор встречается на моторах УМЗ 4216(4) автомобилей «Газель бизнес».

Жирным плюсом расположения распредвала в блоке цилиндров, является простота его привода из-за близости КВ и практически бесшумная работа. А также отсутствие надобности в обслуживании. Однако такая компоновка газораспределительного механизма имеет существенный недостаток в виде большой массы и инерции, очень затрудняющие его применение в высокооборотных моторах. При такой конструкции ГРМ, ещё и трудноосуществимо увеличение числа клапанов на цилиндр, для улучшения их наполнения.

Поэтому нижневальные моторы уступили место моторам с верхним расположением РВ. У современных двигателей распредвалы располагаются в головке блока. Чаще всего, непосредственно над клапанами, на толкатели которых они нажимают своими кулачками. Толкатели бывают трёх видов. Толкатели со встроенным гидрокомпенсатором тепловых зазоров, с регулировочными шайбами и толкатели с разной толщиной днища, подбираемой на заводе при сборке мотора, для получения нужных зазоров между толкателями и тыльной стороной кулачков РВ.

Пастели, в которых вращаются РВ, теперь выполняются разъёмными. Одна половина пастелей находится в ГБЦ, а другая в крышках, прикрученных болтами к головке. Это значительно облегчает монтаж-демонтаж распредвалов и позволило уменьшить диаметр их опорных шеек, а значит и их общий вес. Так как ГБЦ изготовлены из алюминиевых сплавов, коэффициент трения которых не хуже чем у баббита, то отпала нужда в отдельных подшипниках скольжения. Теперь распредвалы вращаются непосредственно в пастелях ГБЦ.

Пастели смазываются под давлением от масляного насоса системы смазки мотора. Масло подводится к одной из крайних, или к средней шейке РВ, по радиальному сверлению попадает в его центральную полость, а оттуда по радиальным каналам к каждой шейке и кулачку. У двигателей с гидрокомпенсаторами, в магистраль подачи масла в ГБЦ, как правило, устанавливается обратный клапан, не дающий сливаться маслу из системы смазки головки после остановки двигателя.

У распредвалов с расположением в головке блока есть один недостаток. Они находятся на значительном расстоянии от коленвала. Если делать привод РВ, как и предшествующих моторов, зубчатой передачей, то такой привод был бы очень громоздок и сложен. Поэтому распредвалы, расположенные в ГБЦ, приводятся во вращение при помощи цепи, или зубчатого ремня.

И у цепного и у ремённого привода распредвалов есть свои плюсы и минусы. Цепные передачи более дороги в изготовлении, более шумны, но очень надёжны и не требуют частого обслуживания. Ремённые передачи гораздо дешевле и тише цепных, но требуют регулярной замены через 60 – 90 тысяч километров. По этим причинам и те и другие типы приводов РВ активно применяются конструкторами двигателей.

Наверх

Неисправности распределительных валов

При большом пробеге авто зачастую в верхней части ГБЦ появляется равномерный стук, незначительно усиливающийся после прогрева мотора. Частота его вдвое меньше частоты вращения коленвала и не зависит от нагрузки. Это признак износа кулачка, или пастелей распредвала, а также его опорных шеек. Признаком износа кулачка являются также пропуски воспламенения в том цилиндре, напротив которого изношен кулачок РВ. Компрессия при этом будет нормальной (если конечно герметичны клапана). Пониженное давление в системе смазки и стук гидрокомпенсаторов, при их наличии, также один из признаков износа опорных шеек распредвалов и их подшипников.

Ещё одной неисправностью распредвала, может быть его поломка. Признаком поломки РВ может служить стук в ГБЦ с последующим внезапным отказом цилиндров, клапанами которых управляла обломившаяся часть распредвала.

Причиной износа подшипников, шеек и кулачков распредвалов может быть пробег автомобиля, превышающий его ресурс, применение масел низкого качества, его несвоевременная замена, а также заводской брак, в случаях износа одного кулачка РВ. Причиной повышенного износа РВ может быть и недостаток смазки из-за низкого давления масла, т.к. распредвал (как и коленвал), основное время работы двигателя вращается на масляной плёнке, а не на подшипниках.

Поломки распредвала могут быть по причине усталости металла при огромном пробеге автомобиля, а также из-за перескока (обрыва) цепи, или ремня, ослабшего из-за предельного износа, или неисправности натяжителя. При этом нарушаются фазы ГРМ, и клапана при ударе о поршень могут сломать РВ. Поломка распредвала сразу за шестерней его привода, может быть результатом заклинивания РВ при отсутствии давления в системе смазки.

Наверх

Что делать при износе, или поломке распределительного вала

Естественно, менять изношенные детали ГРМ. Но тут не всё так просто. Если стоимость распредвала относительно не велика, то что делать с его изношенными пастелями в ГБЦ? Менять ГБЦ из-за этого очень накладно и попросту расточительно. Но выход есть.
Сейчас в каждом областном и многих районных центрах есть мастерские, специализирующиеся на восстановлении изношенных отверстий в деталях двигателей и трансмиссий. Восстановить изношенные пастели РВ у большинства ГБЦ не составляет особого труда. Для этого с привалочных плоскостей ГБЦ и их крышек крепления РВ сошлифовывают по несколько «соток» металла. После этой операции, изношенные отверстия пастелей с затянутыми на своих местах крышками, становятся эллипсными и меньше в размере. Остаётся расточить их на фрезерном станке до номинального диаметра, и ГБЦ опять готова к работе.

Последствия поломки распредвала могут быть гораздо серьёзней, чем при его износе. Обломок РВ сразу останавливается, в то время как КВ продолжает вращаться из-за своей большей инерции, или его какое-то время вращает трансмиссия, если поломка случилась на ходу, при включенной передаче в КПП. При этом, если какие то клапана остались открытыми, по ним ударит днищами поршней. Загиб клапанов, в этом случае, почти неизбежен.

В таком случае придётся ремонтировать ГБЦ. Направляющие втулки согнутых клапанов, как и сами клапана, необходимо заменить. Если в приводе ГРМ имеются ГК (гидрокомпенсаторы), то нужно будет заменить и их, вместе с пружинами клапанов. После замены направляющих втулок, в обязательном порядке нужно проконтролировать и при необходимости подкорректировать соосность втулок с сёдлами клапанов. Раз уж ГБЦ снята, то не помешает проверить герметичность остальных, не согнутых клапанов и заменить их сальники. Самым лучшим вариантом будет корректировка рабочих фасок всех сёдел и притирка к ним клапанов.

Для проведения всех этих работ нужно большое количество специального слесарного и измерительного инструмента. При его отсутствии, а также отсутствии слесарных навыков, ремонт ГБЦ лучше доверить специалисту, имеющему и навыки и инструмент.
Не стоит забывать, что в современных моторах с облегчёнными шатунно-поршневыми группами, при встрече клапанов с поршнями из-за поломки РВ, сгибаются вместе с клапанами юбки поршня и Т-образные шатуны. Яркий тому пример, мотор ВАЗ 21126 автомобиля «Приора».

Наверх

Самостоятельно меняем распределительный вал

Если изношен один, или два кулачка, то можно произвести замену распредвала своими руками. Перед его заменой нужно запастись новой прокладкой клапанной крышки, или герметиком типа «Loctite 574» (если клапанная крышка должна уплотнятся герметиком), а также сальником РВ, когда он предусмотрен конструкцией. Под эту работу можно подогнать и замену ремня ГРМ с его роликами, если привод ремённый.

Работу начинаем, как и при замене ремня, или цепи ГРМ с частичной разборки передней части мотора. Перед этим нужно вывернуть передние колёса до упора вправо (на переднеприводных автомобилях с поперечным расположением мотора) и снять брызговики в правой колёсной арке. На автомобилях с продольным расположением двигателя может понадобиться снять облицовку радиатора и сам радиатор. Или, как минимум, снять диффузор вентилятора и его крыльчатку с виско, или электромуфтой включения. Если на авто стоит электровентилятор то его, как правило, нужно снимать в сборе с диффузором, электродвигателем и вентилятором.

После того, как расчищен доступ к передней части мотора, нужно снять приводные ремни вспомогательных механизмов, если они будут мешать при снятии верхней крышки ремня, или цепи ГРМ.
Добравшись до шестерни привода РВ, выставляем её и шкив коленвала по заводским меткам, если таковые есть. Как правило, метки нанесены на шестерне РВ и сзади неё на внутренней крышке привода ГРМ, а также на шкиве КВ и нижней наружной крышке привода ГРМ.

Снимаем клапанную крышку. У многих современных моторов над ней находится впускной коллектор с ресивером и дросселем. Их нужно предварительно демонтировать.
Отпускаем болт крепления шестерни к распредвалу. При этом надо удерживать РВ от проворачивания. Для этого, обычно, на распредвалах выполнен шестигранник, или профрезерованы лыски под рожковый ключ. Если нет ни того, ни другого, можно удерживать за шестерню привода РВ, вставив в одно из её отверстий подходящий для этого бородок, или отвёртку.

Отпустив болт крепления шестерни, необходимо уточнить взаимное положение КВ и РВ, которые могут сдвинуться с меток при отпускании болта. Уточнив метки, отпускаем ремень (цепь) ГРМ, выкручиваем болт шестерни и снимаем её с распредвала. Если шестерня стопорится на РВ при помощи шпонки, то что бы её не потерять, сразу снимаем с распредвала.

В случае, когда внутренняя крышка привода ГРМ мешает снимать РВ, её надо открутить в верхней части и отодвинуть от ГБЦ.

Теперь можно снимать РВ. Болты крепления его крышек нужно отпускать постепенно, по пол оборота, начиная с тех, рядом с которыми не открыты клапана. Крышки, с обеих сторон которых кулачками нажаты толкатели клапанов, отпускаются в последнюю очередь. Перед снятием крышки помечаем и раскладываем в том порядке, в каком они стояли на моторе. Нельзя забывать, что пастели в ГБЦ и в прикрученных к ней крышках, растачиваются за один проход при её изготовлении. По этой причине, при снятии и установке, крышки менять местами и переворачивать нельзя.

Сняв изношенный РВ, устанавливаем новый. Его крышки затягиваем в порядке, обратном отпусканию, в несколько приёмов и до достижения предусмотренного изготовителем момента затяжки. При наличии сальника, меняем его новым, предварительно смазав его рабочую кромку моторным маслом перед установкой.

Если клапанная крышка не имеет прокладки, а должна уплотняться герметиком, то нужно будет зачистить привалочные плоскости крышки и ГБЦ от остатков старого герметика, а после их тщательно обезжирить. Делается это потому, что анаэробные герметики затвердевают только в присутствии чистого металла. После обезжиривания, наносим новый герметик и закрываем мотор крышкой клапанов.

Перед и после установки ремня (цепи) ГРМ в обязательном порядке проверяем установочные метки. После одевания шестерни на распредвал с сегментной шпонкой, надо проверить её положение. Если шпонка не вывернулась со своего паза в РВ и не оказалась зажатой сзади шестерни, её прекрасно видно в шпоночном пазу шестерни, когда нет болта её крепления. Если заглянуть в торец для контроля шпонки мешают детали моторного отсека, можно воспользоваться небольшим зеркальцем, подсвечивая в него гаражной лампой-переноской. Окончательно затягиваем болт шестерни РВ, убедившись в наличии шпонки, проверив взаимное положение КВ и РВ по установочным меткам и натянув ремень (цепь) ГРМ.

Дальнейшую сборку автомобиля, производим в обратной разборке последовательности.

Наверх

Вам также может понравиться

Добавить комментарий