Коленвал и распредвал что это: Коленвал и распредвал в чем разница, где находится распределительный вал?
Что такое распредвал и как он работает
Автомобилисты, которые предпочитают самостоятельно заниматься обслуживанием и ремонтом своего транспортного средства, наверняка хорошо знакомы с таким элементом как распределительный вал, или просто распредвал. Если кто-то не так тесно знаком с устройством машины, то стоит сказать, что распредвал находится непосредственно в силовой установке. При этом этот элемент играет важнейшую роль в работе двигателя. Когда описываются характеристики автомобиля, говорят про расход топлива, мощность, количество лошадиных сил и скорость. Но все эти параметры очень сильно зависят от работоспособности распределительного вала. Потому крайне важно знать, что это за узел, как он функционирует, и какие неисправности могут возникать.
Принцип работы и назначение распредвала.Что это
Начнём с того, где находятся распредвалы и для чего нужен этот элемент. Раньше распредвал находился в нижней части двигателя, но затем конструкторы перешли на верхнее расположение. Так двигатели должны были работать лучше и эффективнее, что оказалось правдой. Распределительный вал выступает как основной элемент ГРМ, то есть газораспределительного механизма, в двигателях, работающих по принципу внутреннего сгорания. Всем известно, что двигатель выполняет свою работу за счёт сжигания топливовоздушной смеси, которая, предварительно смешиваясь, проникает в цилиндры. Это воздействует на рабочие поршни. Они перемещаются, и тем самым задают вращение коленвалу.
Теперь важно учесть один момент. Цилиндрам необходимо вовремя получать свежие порции смеси воздуха и топлива, плюс своевременно освобождать их от сгоревшей смеси. Это невозможно без слаженной и обязательно синхронной работы поршней, клапанов (впускных и выпускных), которые очищают и наполняют цилиндры. Все эти задачи по управлению данными элементами выполняет компонент газораспределительного механизма, который получил название распределительный вал. Тесно взаимодействуя с коленчатым валом, этот компонент ГРМ отвечает за фазы газораспределения. То есть вовремя открывает клапаны, а также закрывает их. Теперь касательно того, где располагается необходимый автомобильному двигателю распределительный вал. Как уже отмечалось ранее, находится он в двигателе. Но это полностью не позволяет получить ответ. Находящийся в моторе элемент стоит непосредственно напротив впускных клапанов.
Если же говорить о том, как выглядит автомобильный распредвал, то по сути это стержень, на котором размещено определённое количество так называемых кулачков. Эти кулачки имеют неправильную форму и осуществляют вращение по оси вала. Их количество зависит от количества впускных клапанов на силовой установке. В двух сторон кулачков также находятся опорные шейки, которые позволяют удерживаться в подшипниках. Во многом работоспособность и износ детали зависит от эффективности работы масляных каналов. Чтобы масло поступало в распредвал, предусмотрено сквозное отверстие с выводами, которые идут на кулачки и опорные подшипники.
Устройство детали
Следует детальнее разобраться в устройстве распределительного вала двигателя. Выделяют 3 основных элемента, которые формируют основу распредвала и обеспечивают его функциональные возможности.
- Кулачки. Основой детали выступает стержень, выполненный из металла. Но куда более важную роль играют нанизанные на стержень элементы, называемые кулачками. Если сделать поперечный разрез такого кулака, получится форма капли. Сколько в автомобиле клапанов, столько и кулачков предусматривается на валу. Каждый кулак отвечает за один клапан. При вращении сложная форма кулачка позволяет ему с помощью дополнительных механизмов (коромысло и толкатели) давить на клапан, тем самым открывать его. Это позволяет выполнить выпуск уже отработанных газов ли впустить свежую формую смеси топлива и воздуха. Открытие каждого клапана чётко синхронизируется с текущим положением цилиндровых поршней. На современных авто это реализуют с помощью цепных или ременных передач, которые соединяют коленчатый и распределительный валы.
- Шейки. Кроме самих кулачков, в конструкции рассматриваемого вала также присутствуют опорные шейки. На них надеваются подшипники. Это своего рода посредники между распредвалом и местом его установки на двигатель. На современных ДВС выбирают наиболее близкое к клапанам расположение, то есть в ГБЦ.
- Масляные каналы. Каждый распредвал обязательно имеет собственную смазочную систему. И переоценить её значимость крайне сложно, поскольку смазка препятствует износу трущихся элементов. Подвод масла осуществляется через специальное сквозное отверстие, имеющее выход на необходимых участках. Это выходы на кулачках и опорных подшипниках.
Понимая конструктивную особенность автомобильного распределительного вала, функции основных элементов само расположение механизма, удаётся намного лучше понять задачи и суть такого компонента двигателя.
Принцип работы
Как уже выяснилось, распределительный вал обладает специальной формой расположенных на нём кулачков, подшипниками, а также собственной смазочной системой. При этом он работает совместно с коленчатым валом. И тут многие интересуются, сколько оборотов делает распредвал, а сколько их совершает коленвал. Если коленчатый вал совершает определённое количество оборотов, вращения у распределительного вала в 2 раза меньше. Распредвал, делая, предположим, 4 оборота, оказывается медленнее коленвала ровно в 2 раза.
- Чтобы осуществлять эти вращения, на разных двигателях используются передачи зубчатого, ременного и цепного типа;
- Форма кулачков обеспечивает создание тех самых фаз газораспределения, то есть открытие клапанов происходит в нужный момент для эффективной работы двигателя;
- Если изменить форму кулачка, производительность мотора можно повысить;
- Используя толкатели или работая напрямую через гидрокомпенсаторы, кулак нажимает на клапан и открывает его. Открытый клапан затем постепенно и плавно закрывается;
- Форма кулачка специально адаптирована под геометрию толкателя клапана;
- На валу кулаки расположены под определённым углом, что и формирует соответствующие фазы. В зависимости от мотора, угол может несколько отличаться;
- Если двигатель предусматривает наличие электронного блока управления, вал дополнительно оснащается специальным датчиком. Контроллер следит за положением распредвала, за счёт чего синхронизируется подача топлива и работа клапанов.
В итоге распредвал оказывается крайне важным компонентом любого двигателя внутреннего сгорания.
Виды
Что же касается разновидностей распределительных валов двигателя, то их классифицируют в зависимости от расположения и количества на двигателе внутреннего сгорания. Распредвал является ключевым компонентом газораспределительного механизма и всего двигателя. В зависимости от того, как располагается этот элемент, выделяют 2 варианта:
- с нижним расположением;
- с верхним размещением.
Отсюда и разделение моторов внутреннего сгорания с верхним и нижним распредвалов. Когда-то нижнее расположение считалось лучшим и самым оптимальным для автомобильных двигателей. Но они были актуальными до 50-х годов прошлого века. Именно тогда все моторы создавались нижнеклапанного типа. Потому и распределительный вал находился снизу силовой установки. Тарелки клапанов размещались так, что они смотрели вверх. Подобная схема изготовления моторов объяснялась тем, что это проще и дешевле в плане производства. При этом страдал фактор производительности, о чём инженеры догадались несколько позже, когда появился новый вариант размещения распределительного вала. Учитывая объективные недостатки, от старой схемы с нижним расположением постепенно начали отказываться. Ему на смену пришла уже классическая и привычная схема с головкой блока цилиндров и установленными в ней клапанами и распределительным валом. Теперь клапана начали открываться вниз, а схема получила верхнее расположение распредвала.
Хотя нельзя отрицать тот факт, что даже на некоторых современных двигателях продолжают использовать нижневальную систему, где клапана располагаются сверху. Только она значительно усовершенствовалась по сравнению с предшественниками, а потому имеет полное право на существование при грамотной реализации. Двигатели с нижним расположением распределительного вала отличаются тем, что здесь дополнительно предусматривается установка специальных штанг. Они применяются для компенсации расстояния, которое имеется между кулачками распредвала и толкателями клапанов, находящихся в головках цилиндров. Даже несмотря на наличие современных нижневальных двигателей внутреннего сгорания, они считаются устаревшей схемой, а потому большинство автопроизводителей уже давно не используют её в производстве своих силовых агрегатов. Такие методы размещения требуют дополнительных мер, они характеризуются внушительными технологическими ограничениями, не позволяют развивать высокие обороты.
Если же применять принцип верхнего расположения распределительного вала, это позволяет эффективно выжимать весь потенциал из двигателя внутреннего сгорания. В настоящее время это оптимальный вариант для силовых установок, который используют автокомпании.
Количество валов
Отдельно рассматриваются виды двигателей в зависимости от того, сколько распределительных валов предусмотрено в их конструкции. Если заглянуть в подкапотное пространство современного силового агрегата, можно встретить несколько вариантов:
- Газораспределительные механизмы (ГРМ), оснащённые только одним распредвалом;
- ГРМ, конструкция которых включает пару распределительных валов;
- Двигатели, где используется более 2 распредвалов.
Именно первые два типа двигателей внутреннего сгорания, где газораспределительный механизм включает 1 или 2 распредвала, являются наиболее популярными и распространёнными. Зачастую количество распредвалов зависит напрямую от количества клапанов на цилиндр. Если у двигателя конструкция предусматривает от 3 и более клапанов, которые приходятся на 1 цилиндр, то здесь скорее всего будет использовать двухраспредвальная схема. Несмотря на наличие таких правил и закономерностей, исключения встречаются всегда и везде. Компания Mitsubishi из Японии выпускает модель Lancer, под капотом которого может размещаться рядный четырёхцилиндровый двигатель, именуемый как 4G18. На каждом цилиндре здесь сразу 4 клапана, но распределительный вал используется всего один. А если взять в качестве примера модель гиперкара Veyron производства компании Bugatti, то есть конструкторы предусмотрели сразу 4 распределительных вала на двигателе.
Есть и другие примеры несколько иного подхода к использованию распредвала и его конструкции. Японские инженеры из компании Honda для своей системы под названием VTEC придумали оригинальный ход. Здесь сразу несколько кулачков отвечают за регулировку высоты поднятия только одного клапана. То есть на каждый из клапанов приходится по несколько рабочих кулачков. Инженеры постоянно работают над усовершенствованием систем газораспределения, повышают эффективность работы ГРМ, меняют фазы. Всё это позволяет повысить производительность двигателя, поднять его максимальную скорость, обеспечить лучшее ускорение. При этом не забывают о вопросах экономии топлива.
Характерные неисправности
Будет справедливо назвать распределительный вал достаточно надёжным и долговечным элементом двигателя. Зачастую деталь изнашивается только к моменту первого серьёзного ремонта силовой установки. Для автомобилистов, в распоряжении которых оказался двигатель без наличия гидрокомпенсаторов, рекомендуется каждые 10-15 тысяч километров проверять зазоры распределительного вала, оснащённого рокерами, и настраивать их по мере необходимости. Вне зависимости от типа ДВС, во всех моторах обязательно в процессе эксплуатации контролируется степень натяжения цепи или ремня газораспределительного механизма. Они более ограничены по сроку своей службы, чем сам распредвал. Распределительные валы относятся к трущимся деталям двигателя, а потому наиболее опасным явлением для них считается механический износ. Ещё одной характерной неисправностью для распредвала считается выход из строя подшипника, разрушение и деформация сальника. Если элементы распредвала выходят из строя, это запускает цепную реакцию, в результате которой ломаются иные компоненты силовой установки. Поломка распредвала обычно обусловлена:
- естественным износом элемента;
- низким давлением масла в смазочной системе;
- использованием низкокачественных масел;
- дефицитом масла в системе;
- нарушением температурного режима работы двигателя;
- механическими повреждениями.
В случае с механическими повреждениями чаще всего ломаются натяжные ролики и ремни распредвала, которые ограничены по сроку службы. Когда происходит разрыв ремня газораспределительного механизма, сами распредвалы могут серьёзно пострадать. В итоге можно выделить несколько наиболее часто встречающихся поломок в конструкции распределительных валов:
- механическая поломка компонентов;
- износ подшипников;
- износ кулачков;
- деформация вала.
Всё это не обязательно происходит сугубо по причине естественного износа. Многие автомобилисты сталкиваются с проблемой заводского брака. Тут речь идёт о недостатках конструкции, ошибках в проектировании или использовании некачественных компонентов при изготовлении распределительного вала. Но это в основном встречается на бюджетных автомобилях. Определить неисправность, возникшую в распределительном валу, можно по характерному стуку. Он появляется при возникновении рассмотренных поломок и неисправностей. Но не всегда причина стука именно в самом распредвале. Также посторонние стуки иногда возникают, если автомобилист залил в двигатель плохое или не подходящее этому мотору моторное масло, либо подача топлива не была должным образом отрегулирована после вмешательства в систему по причине ремонта или замены компонентов.
Всё это приводит к потере синхронности в процессе работы клапанов цилиндров двигателя и кулачков. В результате мотор теряет свою мощность, начинает потреблять значительно больше топлива, а также отмечается нестабильная работа в разных режимах. Во многом жизнеспособность и продолжительность эксплуатации распределительного вала зависит от грамотности эксплуатации двигателя. Если соблюдать все правила по обслуживанию и содержанию мотора, распредвал сможет проработать в течение всего срока службы двигателя вплоть до капитального ремонта. Иногда, даже после капитального восстановления, старый распределительный вал остаётся в хорошем состоянии, что позволяет и дальше его использовать.
Замена распределительных валов на двигателях внутреннего сгорания является крайне ответственной и сложной задачей. Она требует проведения обязательной предварительной проверки и доработки поверхностей по мере необходимости. Если этого не сделать, уже новый распредвал начнёт очень быстро изнашиваться. В конечном итоге он за короткий срок полностью выйдет из строя. Специалисты отмечают, что при возникновении необходимости замены в двигателе его распределительного вала, крайне важно параллельно заменить все элементы, работающие в непосредственном контакте с распредвалом.
Как работает распредвал — АвтоМания
13 января 2015, 21:59
Автор: Михаил Клименко
Распределительный вал – это один из элементов газораспределительного механизма, который осуществляет синхронную работу впуска смеси и выпуска отработанных газов открывая и закрывая клапаны. Неисправности распредвала на прямую сказываются на работе двигателя.
Как работает распредвал будем рассматривать на примере одного цилиндра, так как весь цикл работы аналогичен всем цилиндрам двигателя автомобиля.
Кривошипно-шатунный механизм нужен чтобы преобразовывать возвратно-поступательные движения поршня двигателя в движение коленвала, а вот чтобы преобразовывать вращательные движения во впуск/выпуск газов в цилиндры, нужен распределительный вал, который использует кулачки для закрытия и открытия клапанов. Кулачки распредвала являются основной его частью, воздействуя, на клапана, напрямую или посредством очень короткой тяги, перемещают их вверх-вниз.
Чаще всего в механизме ГРМ автомобиля количество кулачков соответствует такому самому количеству клапанов, которые управляются этим распредвалом. Хотя иногда встречается когда один кулачок может воздействовать на несколько клапанов.
Весь цикл работы ДВС автомобиля проходящих за 2 оборота коленвала составляет четыре такта. И чтобы их выполнить за 2 оборота (или 720°) потребуется лишь раз открывать и закрывать клапана, таким образом, в то время, как коленчатый вал, прокручивается дважды, распределительный должен обернутся лишь раз, открывая/закрывая при этом все впускные и/или выпускные клапана цилиндров лишь единожды.
1 — кулачок распределительного вала; 2 – пружина клапана; 3 – клапан; 4 – седло клапана.
Дабы разобраться с работой механизма газораспределения и понять принцип работы распредвала, потребуется уяснить важных моменты в работе ГРМ.
- Вал газораспределения вращается благодаря ременному или цепному приводу от коленвала.
- Распредвал осуществляет вращения у 2 раза медленнее нежели коленвал, благодаря передаточному числу шкивов валов.
- Чтобы открытие/закрытие клапанов осуществлялось в нужный момент, угловое положение вала распределения было точно синхронизировано из соответствующим угловым положением коленчатого неизменно во время работы двигателя. Так как конкретному угловому положению коленвала строго соответствует определённое угловое положение распределительного.
- Распред и колен валы обязательно имеют свои установочные метки (как правило, на приводных шкивах), которые обеспечивают точную установку относительно друг друга в соответствии с тактом работы.
- Каждое положение определенного кулачка распредвала в отношении поршня двигателя определяет начальный, максимальный момент и тот момент когда он должен закрыться.
Стандартный распредвал открывает/закрывает клапан плавно, чтобы максимально уменьшить износ и шум работы.
Идеальный режим работы механизма считается таким, когда кулачок впускного клапана нажимает на него чтобы впустить, в цилиндр топливно-воздушную смесь, и затем закрыть этот клапан после заполнения цилиндра. Выпускной же клапан, при этом, должен открываться и закрываться таким образом, чтобы с цилиндра успели выйти все отработанные гази. На практике же все выглядит немного иначе.
Конструкцию распредвала характеризуют 3 важные составляющие, которые и управляют мощностью двигателя. Первая — высота на которую осуществляется подъём клапана, вторая — продолжительность времени открытого клапана, третья — фаза газораспределительного вала.
Метки:
© 2011 — 2023 АвтоМания. Все права защищены.
Качественные автоновости, статьи, обзоры, тест-драйвы, видео и фото высокого разрешения.
Распредвалы и коленчатые валы: что они делают и как они работают Но что такое распределительный вал или коленчатый вал и что они делают?
Хотя поначалу это может показаться немного сложным, это не так сложно, когда вы разбиваете все на части.
В этом руководстве мы рассмотрим все, что вам нужно знать о распределительных и коленчатых валах — от того, что они из себя представляют, до того, как они работают.
Что такое коленчатый вал?
Коленчатый вал — один из важнейших компонентов двигателя.
Коленчатые валы преобразуют линейную мощность поршней в мощность вращения, которую трансмиссия может передавать на колеса. Он также использует всю эту мощность вращения для активации аксессуаров вашего автомобиля, что делает его одной из самых разнообразных систем распределения энергии в вашем автомобиле.
Проще говоря, ваш коленчатый вал обеспечивает мощность, создаваемую вашими поршнями. Ваш двигатель использует эту мощность для привода поликлинового ремня (или цепи), прикрепленного к передней части двигателя, и этот ремень приводит в движение все ваши аксессуары.
От кондиционера до генератора — все это приводится ремнем. Конечно, ваш коленчатый вал также приводит в движение карданный вал вашего двигателя, который передает мощность на колеса через вашу трансмиссию.
Если поршни — рабочие лошадки, то коленвал — служба доставки.
Как работает коленчатый вал
Коленчатый вал — один из самых громоздких компонентов двигателя. Это также один из самых простых. Именно эта механическая изобретательность делает коленчатый вал современным механическим чудом.
Коленчатый вал состоит из нескольких основных компонентов, обеспечивающих его работу.
Во-первых, это смещенные валы (также известные как шатунные шейки), где соединяются шатуны. Эти шатуны соединены непосредственно с поршнем, и когда коленчатый вал вращается, он толкает эти шатунные шейки вверх и вниз, перемещая при этом поршни.
Кроме того, к переднему концу коленчатого вала прикреплена шестерня, которая крепится к поликлиновому ремню, который приводит в движение все аксессуары вашего двигателя.
Еще одной особенностью коленчатого вала являются противовесы. Поршни, движущиеся вверх и вниз, создают большую силу, которая в противном случае двигала бы ваш двигатель повсюду.
В то время как опоры двигателя прикручивают ваш двигатель, еще одна вещь, удерживающая ваш двигатель от слишком большого движения и поддерживающая все в равновесии, — это противовесы коленчатого вала.
Это просто более тяжелые части коленчатого вала, которые производитель стратегически разместил, чтобы все было сбалансировано, поскольку коленчатый вал вращается с безумно высокими оборотами. В современных двигателях используются датчики положения коленчатого вала, чтобы синхронизация была абсолютно идеальной.
Что такое распределительный вал?
Прежде чем вы сможете понять, как они работают (и ответить на вопрос что делают кулачки? ), вам нужно сначала понять, что такое распределительный вал!
Простейший способ определить функцию распределительного вала состоит в том, что он превращает вращательное движение в возвратно-поступательное. Звучит запутанно? Давайте сломаем это.
Коленчатый вал вращается, и это вращение вращает зубчатый ремень или цепь, которая вращает распределительный вал. Это ваше вращательное движение.
Ваш распределительный вал принимает все это вращательное движение и использует его для неоднократного подъема и опускания впускных и выпускных клапанов вашего двигателя. Это время должно быть точным; если ваш впускной клапан не открывается, когда это необходимо, не будет воздуха для облегчения воспламенения.
Если выпускной клапан не открывается вовремя, всему сгоревшему топливу и воздуху некуда деваться, что затрудняет поступление нового воздуха в систему. В современных двигателях также используются датчики положения распределительных валов, чтобы обеспечить максимальную производительность при максимальном расходе топлива.
Может показаться, что это не так много, но распредвал является одним из наиболее важных аспектов вашего двигателя. Если вы ищете серьезные улучшения производительности, модернизация распределительного вала и настройка — верный способ добиться этого.
Как работает камера?
Распределительный вал, как и коленчатый вал, представляет собой относительно простую для понимания концепцию. Но что делают камеры и, что более важно, что камера делает для производительности?
Распределительный вал представляет собой металлический стержень с прикрепленными смещенными кулачками. Эти смещенные выступы упираются в толкатели, прикрепленные к коромыслам.
Поскольку большая часть выступа давит на толкатель, он поднимает его. Другой конец штока давит на коромысло, которое, в свою очередь, поднимает или опускает соответствующий клапан.
Когда нижняя часть лепестка возвращается в исходное положение, толкатель снова опускается вниз, и цикл повторяется.
Поскольку распределительный вал прикреплен к коленчатому валу через ремень ГРМ, не имеет значения, насколько быстро или медленно работает двигатель; распределительный вал всегда остается в идеальном ритме.
Это необходимо для обеспечения бесперебойной работы, и настройка на этот раз может отрицательно сказаться на работе двигателя.
Рабочие распределительные валы
Если вы думаете, что между различными распределительными валами нет большой разницы, поскольку все они должны быть в соотношении 1:2 с коленчатым валом, — остановитесь прямо сейчас.
Рабочие распределительные валы отличаются от обычных, и все сводится к синхронизации.
Чем дольше впускные клапаны открыты, тем больше времени у вас есть, чтобы нагнетать воздух в камеру сгорания. Чем больше воздуха вы туда наберете, тем больше силы вы сможете генерировать при каждом взрыве.
Вот почему рабочие блоки имеют большие кулачки по сравнению со стандартными кулачками. Тем не менее, вы должны настроить свой двигатель, если вы заменяете распределительный вал. Невыполнение этого требования приведет к тому, что вы разрушите свой двигатель, как правило, в течение нескольких минут после его запуска.
Итак, что делает распределительный вал? Он полностью обновляет ваш двигатель и оптимизирует производительность.
Двойные верхние распредвалы (DOHC) по сравнению с традиционными распредвалами
Одной из особенностей, о которых вы услышите, производители хвастаются, являются двойные верхние распредвалы или DOHC. Наиболее значительным преимуществом DOHC является то, что вы получаете два впускных и два выпускных клапана на цилиндр.
Это позволяет двигателям работать на более высоких оборотах, в то же время получая необходимое для работы количество воздуха. Хотя это наиболее заметное преимущество систем с двумя распределительными валами по сравнению с одним, существуют и верхнеклапанные системы только с одним распределительным валом.
Обе системы полностью исключают толкатели, вместо этого коромысла располагаются непосредственно напротив распределительного вала. Это само по себе дает несколько преимуществ и позволяет производителю размещать свечу зажигания в центре камеры сгорания для повышения эффективности.
И система DOHC, и система с одним верхним распредвалом (SOHC) работают по одним и тем же принципам, но двигатели с DOHC обычно имеют более высокие характеристики.
Единственным реальным недостатком DOHC по сравнению с SOHC является то, что системы DOHC немного менее экономичны и немного дороже в ремонте. Однако, если ваш распределительный вал нуждается в ремонте, он не будет дешевым, независимо от того, какая система установлена на вашем автомобиле.
Фактически, если ваш распределительный вал нуждается в ремонте, существует высокая вероятность того, что несколько других компонентов повреждены, и вам может потребоваться новый двигатель.
Настоящая разница между распредвалом и коленчатым валом
Одно из самых значительных различий между ними — форма. Распределительные валы длинные и узкие, со смещенными кулачками.
Коленчатые валы, с другой стороны, большие и громоздкие. Хотя они в основном круглые по своей природе, они имеют смещенные области крепления шатуна, что делает их коренастыми и громоздкими в работе.
Конечно, дело не только во внешнем виде, это два совершенно разных компонента, которые выполняют совершенно разные функции. Не менее важно понять назначение коленчатого и распределительного валов.
В то время как коленчатый вал является средством передачи энергии, распределительный вал является ритмом, благодаря которому все работает, когда оно должно работать. Они оба имеют решающее значение для работы двигателя, но это совершенно разные компоненты.
Как они работают вместе: Удивительная хореография
Хотя при сравнении этих двух компонентов двигателя есть масса вещей, которые нужно разобрать, существует интересное соотношение, благодаря которому все работает гладко.
Цепь ГРМ (или ремень) соединяет коленчатый вал с распределительным валом, и распределительный вал всегда будет вращаться в соотношении 1:2 с коленчатым валом.
Если разобрать, то все понятно. Четырехтактные двигатели имеют четыре ступени, в которых клапаны открываются и закрываются, — впускные на одной ступени, таким образом, в воздух, и выпускные на другой, чтобы избавиться от выхлопных газов. В течение последних двух стадий оба клапана остаются закрытыми.
Но на каждый оборот распределительного вала вы открываете и закрываете как впускной, так и выпускной клапан один раз. Оставаясь на половине скорости коленчатого вала, все остается в идеальном времени.
Слишком быстро или слишком медленно, и это время будет полностью нарушено, и ваш автомобиль никогда не выедет за пределы проезжей части.
Часто задаваемые вопросы
Какова частота вращения распределительного вала относительно коленчатого вала?
Распределительный вал четырехтактного двигателя вращается с половиной частоты вращения коленчатого вала — впускной и выпускной клапаны открываются один раз (каждый) на каждые два оборота двигателя. То есть 1:2.
В двухтактном двигателе соотношение составляет 1:1. При каждом обороте коленчатого вала распределительный вал делает то же самое.
Как распределительный вал соединяется с коленчатым валом?
Существует 3 метода соединения распределительного вала с коленчатым валом, но все они делают одно и то же — обеспечивают правильную синхронизацию между двумя компонентами. Вот эти 3 различных компонента синхронизации:
- Цепь ГРМ, Ремень ГРМ
- (также известный как поликлиновой ремень, когда он приводит в движение не только эти 3 вала) и
- комплект зубчатых колес.
Что приводит в движение распределительный вал?
Распределительные валы приводятся в движение коленчатым валом посредством одной из зубчатых цепей, зубчатого резинового ремня или зубчатых шестерен.
Чем больше вы знаете
Если вы просто искали лучший ответ на часто задаваемый вопрос о том, что представляют собой эти детали двигателя, или вы пытаетесь лучше понять, как работает волшебная машина на вашей подъездной дорожке — понимание различий между распределительным валом и коленчатым валом имеет жизненно важное значение.
Оба они выполняют уникальные и важные функции для вашего двигателя, и, хотя новички часто путают их, у этих двух частей мало общего.
Теперь, когда вы хорошо разбираетесь в основах механики, взгляните на некоторые из наших других руководств, в которых подробно рассматриваются общие компоненты автомобилей.
Понравилось то, что вы здесь прочитали, или у вас есть вопросы? Оставьте комментарий ниже, мы будем рады услышать от вас!
Руководство для начинающих по коленчатым и распределительным валам
Большинство людей безнадежны, когда дело доходит до автомобилей. Одно упоминание о замене масла, редукторах, сход-развале, коленвале и распредвале повергает их в полнейшую панику. Однако большинство из них являются базовыми концепциями, основанными на простых принципах. Давайте посмотрим на коленчатые и распределительные валы, их использование и различные типы.
Что такое коленчатый вал?
Коленчатый вал — это компонент двигателя внутреннего сгорания (ДВС), предназначенный для тяжелых условий эксплуатации, используемый в различных типах локомотивов, таких как современные тракторы, автомобили и т. д. Коленчатый вал представляет собой металлический стержень с несколькими прикрепленными к нему придатками, которые быстро вращаются (около 14 000 об/мин) и необходимы для передачи мощности от двигателя к колесам.
Что делает коленчатый вал?
Говоря более технически, основной функцией коленчатого вала является преобразование линейного движения поршней во вращательное движение, передаваемое на маховик и трансмиссию. Коленчатый вал также передает мощность на другие основные компоненты двигателя, такие как масляный насос, охлаждающий насос, синхронизация клапанов, компрессор кондиционера, генератор переменного тока.
Следовательно, коленчатый вал находится в постоянном движении и должен быть изготовлен из прочного материала, обладающего высокой устойчивостью к износу, усталости и нагреву. Наиболее часто используемыми материалами являются кованая сталь или чугун.
Какие существуют типы коленчатых валов?
Шатуны и способ их соединения различаются в зависимости от конструкции коленчатого вала. Коленчатые валы в целом подразделяются на два типа:
Монолитный коленчатый вал
Этот тип обычно используется в многоцилиндровых двигателях, чаще всего в четырехтактных двигателях, используемых в большинстве автомобилей.
Коленчатый вал в сборе
Этот тип обычно используется в одноцилиндровых, двухцилиндровых, четырехтактных и двухтактных двигателях.
Из-за высокой прочности чугуна он обычно используется в производстве крупносерийных автомобилей с малой нагрузкой. Для экономичных двигателей, которым требуется более высокое отношение мощности к рабочему объему, предпочтительны коленчатые валы из кованой стали.
Из каких компонентов состоит коленчатый вал?
Коленчатый вал имеет прочный сердечник и прочные поверхности, чтобы противостоять износу из-за постоянного вращательного движения. Его основными компонентами являются:
- Шатунные шейки : Шатунные шейки соединены с шатунами.
- Шатунные шейки : Шатунные шейки соединяют шатунные шейки с коренной шейкой.
- Маховик / передача усилия: Маховик помогает сделать крутящий момент двигателя более плавным и уменьшает
- Масляное отверстие : Это отверстие проходит через вал. Масло течет через масляное отверстие, когда двигатель работает, и обеспечивает смазку движущихся частей.
- Противовесы : Как следует из названия, они уравновешивают вес коленчатого вала за счет снижения нагрузки на коренной подшипник. Они закреплены либо непосредственно на коленчатом валу, либо связаны с ним через щеки кривошипа.
Что такое распределительный вал?
Распределительный вал является очень важным компонентом двигателя внутреннего сгорания. Они в значительной степени определяют, как ваш двигатель работает на разных скоростях. Он имеет форму стержня с выступами, называемыми кулачками, расположенными по всей его длине.
Для чего он используется?
Основной функцией распределительного вала является управление открытием и закрытием выпускных и впускных клапанов. Он следит за тем, чтобы впускной клапан открывался в нужное время для подачи топливовоздушной смеси в двигатель. Это важно для изменения вращательного движения на возвратно-поступательное движение. Улучшение работы распределительного вала может повысить эффективность, максимальный крутящий момент, мощность и общую производительность.
Распределительный вал состоит из двух частей — кулачков и вала, которые синхронизируют открытие или закрытие клапанов с шестерней коленчатого вала. В автомобилях используются распределительные валы из кованой стали или чугуна.
Какие существуют типы распределительных валов?
Обычно существует два типа распределительных валов в зависимости от типа используемого «подъемника».
Распределительные валы с плоским толкателем
Этот распределительный вал расположен там, где толкатель и кулачок трутся друг о друга — место, где подъемник закручивается на кулачке. Это вращательное движение очень важно для предотвращения износа постоянно движущихся частей распределительного вала. Распределительный вал с плоским толкателем работает с гидравлическими и сплошными плоскими толкателями (также называемыми толкателями и толкателями).
Роликовые распределительные валы
Как следует из названия, носовая часть закруглена, чтобы ролик удерживал клапан открытым при более высоком подъеме в течение длительного времени. Эта настройка влияет на потребность в топливно-воздушной смеси и быстрее открывает клапан. Как и плоский толкатель, роликовый распределительный вал работает с гидравлическими и сплошными роликовыми подъемниками.
Каковы различные компоненты распределительного вала?
К основным частям распределительного вала относятся:
- Шейки : Они удерживают распределительный вал на месте, чтобы он не отклонялся при вращении вала с огромной скоростью.
- Кулачки : регулируют открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов при вращении распределительного вала. Скорость открытия и закрытия клапанов влияет на работу двигателя. Они меняют свою скорость при изменении оборотов двигателя.
- Концы : Передний конец кулачка синхронизирует движение двигателя с коленчатым валом, задний конец синхронизирует зажигание с остальной частью двигателя внутреннего сгорания.
-
В чем разница между коленчатым валом и распределительным валом?
Между распределительным валом и коленчатым валом есть несколько ключевых различий, помимо их функций. Давайте рассмотрим некоторые ключевые отличия:
Расположение
Коленчатый вал расположен под цилиндром, тогда как распределительный вал расположен над цилиндром.
Режим работы
Коленчатый вал преобразует прямолинейное движение поршня в круговое, а распределительный вал используется для точного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.
Марка
Коленчатые валы обычно изготавливаются из кованой легированной стали, а распределительные валы обычно изготавливаются из кованой стали или чугуна.
Практический результат
Коленчатый и распределительный вал являются жизненно важными частями двигателя внутреннего сгорания и состоят из разных частей, которые по-разному сочленяются, чтобы обеспечить правильную работу вала. В то время как коленчатый вал предназначен для преобразования линейного движения в круговое, распределительный вал регулирует открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Энергия от распределительного вала передается коленчатому валу для его работы.
Часто задаваемые вопросы
Что общего у коленчатого и распределительного валов?
Это оба стержня, хотя имеют разную конструкцию и соединяются с разными частями двигателя. Движение распределительного вала приводится в движение коленчатым валом через цепь или шестерни на его переднем конце. Коленчатый вал использует энергию, вырабатываемую закрытием и открытием клапанов в процессе сгорания, для питания двигателя.
Какие признаки неисправности коленчатого вала?
Существует несколько важных признаков, указывающих на неисправность коленчатого вала. К ним относятся мигающие индикаторы, подкрадывающийся двигатель, пропуски зажигания, неравномерное ускорение, уменьшенный расход бензина и грубая вибрация двигателя.
Какова основная функция распределительного вала?
Для регулирования и времени закрытия и открытия впускных и выпускных клапанов.
Что крутится быстрее коленвал или распредвал?
Коленчатый вал в два раза быстрее распредвала. Это связано с тем, что требуется только один оборот распределительного вала, чтобы завершить работу клапана для одного полного цикла двигателя, в то время как четырехтактный двигатель (коленчатый вал) должен сделать два оборота для завершения одного цикла.