Распредвал коленвал: Руководство для начинающих по коленчатому и распределительному валам
Руководство для начинающих по коленчатому и распределительному 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, который используется 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 XNUMX об/мин) и необходимы для передачи мощности от двигателя к колесам.
Что делает коленчатый вал?
Говоря более технически, основная функция коленчатого вала заключается в преобразовании прямолинейного 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.
Поэтому коленчатый вал находится в постоянном движении и должен быть изготовлен из прочного материала который обладает 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 делятся на два типа:
Монолитный коленчатый вал
Этот тип обычно используется в многоцилиндровых двигателях, чаще всего в четырехтактных двигателях, используемых в большинстве автомобилей.
Сборный коленчатый вал
Этот тип обычно используется в одноцилиндровых, двухцилиндровых, четырехтактных и двухтактных двигателях.
Из-за высокой прочности чугун 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.
Каковы компоненты коленчатого вала?
Коленчатый вал имеет прочный сердечник и прочные поверхности, чтобы противостоять износу из-за его постоянного вращательного движения. Его основными компонентами являются:
- Основные журналы: Он проходит в подшипнике и определяет ось, по которой вращается вал.
- Шатунные пальцы: Шатунные шейки соединены с шатунами.
- Кривошипные сети: перемычки шатунов соединяют шатунные шейки с коренными шейками.
- Маховик/силовая передача: 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 внутренней двигатель 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 это используется?
Основная функция распределительного вала заключается в управлении 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:
- Журналы: они удерживают распределительный вал на месте, чтобы он не отклонялся, когда вал вращается с огромной скоростью.
- доли: 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 остальным двигателем внутреннего сгорания.
- Кулачковый подшипник : Это дополнения для улучшения работы распределительных валов. Подшипник изолирует кулачок, чтобы он не пострадал в случае неисправности двигателя.
Подшипник изолирует кулачок, чтобы он не пострадал в случае неисправности двигателя.В чем разница между коленчатым валом и распределительным валом?
Помимо их функций, между распределительным валом и коленчатым валом есть несколько ключевых различий. Давайте рассмотрим некоторые ключевые отличия:
Местоположение
Коленчатый вал расположен под цилиндром, а распределительный вал расположен над цилиндром.
Режим работы
Коленчатый вал преобразует линейное движение поршня в круговое, а распределительный вал используется для точного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.
MAKE
Коленчатые валы обычно изготавливаются из кованой легированной стали, а распределительные валы обычно изготавливаются из кованой стали или чугуна.
Выводы
Коленчатый вал и распределительный вал являются жизненно важными частями двигателя внутреннего сгорания и имеют разные части, которые по-разному сочленяются, чтобы обеспечить правильную работу вала.
В то время как коленчатый вал предназначен для преобразования прямолинейного 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 коленвала и распредвала?
Оба они представляют собой стержни, хотя имеют разную конструкцию и соединены 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.
Каковы признаки неисправности коленчатого вала?
Есть 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 для завершения работы клапана за один полный цикл двигателя требуется только один оборот распределительного вала, в то время как четырехтактный двигатель (коленчатый вал) должен сделать два оборота для завершения одного цикла.
Какова основная функция коленчатого вала?
Это самая неотъемлемая часть двигателя внутреннего сгорания, она изменяет прямолинейное движение на вращательное.
Чем отличается коленвал от распредвала?
Коленвал — деталь сложной формы, благодаря которой соединяется в одно целое поршневая группа. В цилиндрах происходит сжатие и воспламенение топлива, поршень двигается поступально вперед и назад. Движение поршней через шатуны передается на коленчатый вал.
На коленвале содается крутящий момент, передаваемый затем от двигателя на трансмимссию автомобиля. Изготавливается эта деталь из особопрочных сплавов стали или чугуна. Для того, чтобы коленвал выдерживал температурную и механическую нагрузку, производят его путем ковки и штампования на специальных станках. Конструкция деталипринципиально не меняется уже много десятилетий.
Коленвал
На спортивных автомобилях устанавливают так называемый, «облегченный» коленвал — его масса уменьшена за счет более точной балансировки и уменьшения маховика, а так же благодаря изготовлению из более легких сплавов. Это позволяет двигателю быстрее набирать обороты и выдавать больше мощности. На серийных автомобилях, не участвующих в соревнованиях, не рекомендуется установка облегченного коленвала.
На ранних моделях автомобилей коленвал можно было проворачивать с помощью специальной рукояти, в народе называемой «кривой стартер«. Так двигатель можно было запустить «вручную», а на самых ранних автомобилях и некоторых грузовых моделях 20 века двигатель заводился только таким образом.
Вплоть до 90х годов прошлого столетия владельцы жигулей, москвичей и уазов возили такую рукоять в багажнике, а в морозы двигатель обязательно перед запуском о стартера несколько раз «проворачивали» вручную. Это значительно облегчало пуск и позволяло избежать поломки промерзшего двигателя. В современных двигателях эта проблема практически отсутствует. Во-первых, сильно изменились составы моторного масла и оно практически не замерзает, вплоть до -50С. Во-вторых, значительно изменились конструкции двигателей и материалы изготовления деталей, что делает беспроблемным хлоодный пуск двигателя даже после длительной стоянки в условиях сниженных температур.
При сильном износе коленвала двигатель может выйти из строя или вовсе «заклинить». Поэтому, несмотря на то, что деталь изготавливается из выскопрочных сплавов, при большом «пробеге» двигателя может потребоваться ее ремонт или полная замена. На старых двигателях, ввиду значительной стоимости детали, ее обычно стараются отремонтировать.
Распредвал – что это и для чего он создан
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
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.
Выводы
Коленвал и распредвал в двигателе служат для выполнения разных задач. Конструктивно при отсутствии любой из этих деталей двигатель не будет работать.
Коленвал всегда один и служит основой цилиндро-поршневой группы. Распредвалов может быть больше одного, может не быть вовсе. Коленвал не может выполнять функции распредвала и наоборот. Изначально в конструкции двигателя внутреннего сгорания был только коленвал, а распредвал появился значительно позже.
Авто и мотоКомментировать
Распределительный валпротив коленчатого вала: в чем разница?
Распределительные и коленчатые валы выполняют отдельные функции, но должны работать вместе в четко отлаженной последовательности, чтобы ваш двигатель работал бесперебойно.
Распределительный вал использует яйцевидные «кулачки» для открытия и закрытия клапанов двигателя (по одному кулачку на клапан), а коленчатый вал преобразует «кривошипы» (движение поршней вверх/вниз) во вращательное движение.
На этой странице
Что такое распределительный вал?
Распределительный вал, расположенный в «верхней части» двигателя, является важной частью клапанного механизма, который позволяет воздуху и топливу поступать в камеру сгорания (пространство над поршнем) и выхлопным газам после их сгорания.
Современный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) может иметь до четырех распределительных валов — или двойных кулачков — с четырьмя клапанами на цилиндр (два впускных и два выпускных). Установка с одним кулачком имеет только один из каждого клапана.
Как работает распределительный вал?
Распределительный вал, приводимый в движение коленчатым валом, передает движение от кулачков через различные части клапанного механизма, открывая и закрывая клапаны двигателя.
Кулачки кулачка бывают разных форм и размеров, чтобы контролировать, насколько сильно открывается клапан и как долго. Конфигурация с четырьмя распределительными валами увеличивает мощность.
С большим количеством клапанов больше впускных и выхлопных газов может двигаться легче, потому что для них больше места для прохождения.
Что такое коленчатый вал?
Расположенный в «нижней части» двигателя коленчатый вал использует огромную силу сгорания, толкая поршни вниз, заставляя коленчатый вал вращаться. Это вращение является источником энергии двигателя.
Как работает коленчатый вал?
Шатуны прикрепляют поршни к коленчатому валу. Сгорание, точно контролируемое зажиганием и фазами газораспределения, оказывает огромное давление на поршни, позволяя коленчатому валу сохранять свой вращательный момент.
Как распредвалы и коленчатые валы работают вместе?
Шестерни распределительного вала и коленчатого вала соединены зубчатой цепью (аналогична велосипедной цепи) или зубчатым ремнем (аналогично приводному ремню, но с зубьями), или зубчатым зацеплением (две взаимосвязанные шестерни), расположенными в «переднем конце» ” двигателя. Чтобы контролировать горение, они должны быть пронумерованы (выровнены в соответствии со спецификациями производителя), чтобы работать в идеальной гармонии.
Это называется фазами газораспределения.
Во время четырехтактного цикла сгорания (впуск, сжатие, рабочий цикл и выпуск) коленчатый вал поворачивается дважды — каждый поршень перемещается вверх и вниз дважды, а распределительный вал — один раз. Это приводит к тому, что каждый клапан открывается один раз на каждые два оборота коленчатого вала относительно поршня. Таким образом, на такте впуска будут открываться только впускные клапаны.
Оба клапана остаются закрытыми во время такта сжатия и сгорания, и только выпускной клапан (клапаны) открывается во время такта выпуска.
Ремни ГРМ, цепи и шестерни изнашиваются, поэтому рекомендуемые интервалы замены обязательно проверяйте в руководстве по эксплуатации.
Боб Лацивита
Боб Лацивита — отмеченный наградами автомобильный техник ASE и General Motors, преподаватель и независимый писатель, который пишет о ремонте автомобилей своими руками и техническом обслуживании автомобилей. Его работы были представлены в The Family Handyman, книге Reader’s Digest и журнале Classic Bike Rider.
Он был карьерным и техническим педагогом в течение 25 лет, преподает автомобильные технологии, а также пишет гранты для государственных, федеральных и организационных фондов. Он также помог разработать уникальную модель учебного плана, которая органично интегрирует строгие, актуальные академические стандарты в профессиональное и техническое образование.
Простое объяснение распределительных и коленчатых валов
Вот все, что вам нужно знать о распределительных и коленчатых валах…Напомнить позже
Распределительные и коленчатые валы играют важную роль в цикле сгорания двигателя. Они передают крутящий момент, создаваемый сгоранием двигателя, на трансмиссию, которая вращает колеса автомобиля. Однако эти валы имеют дополнительную сложность, поэтому давайте узнаем больше о роли распределительных валов и коленчатых валов в трансмиссии автомобиля.
Распределительный вал
Когда двигатель включен, распределительный вал вращается, и кулачки касаются коромысла, открывая клапаны двигателя.
Клапаны открываются и закрываются синхронно с циклом двигателя, позволяя воздушно-топливной смеси поступать в цилиндр, а выхлопным газам выходить. Клапаны подпружинены, а это означает, что как только кулачок открывает клапан, он также закрывает клапан, когда пружина разжимается.
Синхронизация распределительного вала осуществляется через кулачковый ремень или зубчатый ремень, который синхронизирован с движением двигателя. Клапан открывается синхронно с циклом двигателя, что позволяет избежать повреждения клапана или цилиндра из-за рассогласования.
Распределительные валы обычно изготавливаются из чугуна или стали и обычно располагаются над цилиндрами двигателя. Распределительные валы часто используются в одном из двух вариантов: SOHC (одинарный верхний кулачок) или DOHC (двойной верхний кулачок).
На этом CAD-рендеринге показаны распределительный вал и его кулачки (зеленые), а также их взаимосвязь с коромыслами (красные) и клапанами (серые) Система SOHC завершает цикл впуска и выпуска с использованием одного распределительного вала, тогда как система DOHC имеет два распределительных вала: один для впуска, а другой для выпуска.
В двигателе Bugatti Chiron W16 используется экстремальная конфигурация с четырьмя распределительными валами с 64 кулачками, позволяющая распределительным валам открывать все 64 клапана огромного двигателя и обеспечивающая идеальную работу чудовищной силовой установки Bugatti.
5 МБ
Здесь вы можете увидеть выступы двойных верхних распределительных валов, открывающих клапаны двигателя при каждом такте. Задача коленчатого вала — преобразовывать вертикальное движение поршней во вращение, которое передает энергию маховику и трансмиссии. В коленчатом валу
Шатунные шейки расположены так, чтобы каждый цилиндр мог перемещаться от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке и обратно, передавая движение вращению вала.