8 (495) 988-61-60

Без выходных
Пн-Вск с 9-00 до 21-00

Коленвал и распредвал


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. На новых моделях, ввиду невозможности обработки детали вне заводских условий и отсутствии запчастей, деталь заменяется аналогичной.

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.

Распределительный вал — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 марта 2016; проверки требуют 13 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 марта 2016; проверки требуют 13 правок.

Распределительный вал (или распредвал) — вал двигателя внутреннего сгорания, управляющий открытием и закрытием клапанов двигателя. Основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации тактов работы двигателя и впуска-выпуска топливной смеси/воздуха и отработанных газов.

В современных автомобильных двигателях, как правило, расположен в верхней части головки блока цилиндров и соединён со шкивом или зубчатой звёздочкой коленвала ремнём или цепью ГРМ соответственно, и вращается с вдвое меньшей частотой, чем последний (на 4-тактных двигателях). Составной частью распредвала являются его кулачки, количество которых традиционно соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Таким образом, каждому клапану соответствует индивидуальный кулачок, который и открывает клапан, набегая на рычаг толкателя клапана. Когда кулачок «сбегает» с рычага, клапан закрывается под действием мощной

возвратной пружины.

По расположению относительно блока цилиндров двигателя, распредвалы делятся на нижние и верхние:

Нижние расположены в самом блоке и в английской литературе обозначаются как «Cam-in-Block», могут управлять клапанами как с боковым, так и верхним расположением. Применялись широко в прошлом, а также и поныне для ряда тихоходных двигателей, либо там где требуется малая высота мотора.

Верхнее расположение распредвала достигается его размещением в головке блока цилиндров, и в английской терминологии обозначается как «OHC» или «Cam-in-Head». Позволяет создавать моторы с высокими рабочими оборотами и мощностью. Двигатели с единственным верхним распредвалом на головку блока цилиндров в английской терминологии обозначаются «SOHC», с двумя распредвалами — «DOHC». Часть двигателей вовсе лишена распредвала в механизме ГРМ (поршневой либо золотниковое газораспределение). Ниже описаны варианты верхнего расположения распредвала:

Двигатели с рядной конфигурацией цилиндров и 2 клапанами на цилиндр обычно имеют один распределительный вал, с 3 клапанами (как правило 2 впускных и один выпускной) — также один распредвал, с 4 клапанами — как один, так и два распредвала, хотя преобладают решения с двумя валами. V-образные и оппозитные двигатели — либо один распредвал в развале блока, либо два — по одному на каждую головку блока.

Использование одного распредвала упрощает конструкцию, удешевляет её, делает компактнее и дешевле в обслуживании. Применяется как правило в бюджетных моторах, либо там где использование двух распредвалов нерационально или технически затруднено.

Использование двух распредвалов позволяет проще организовать привод 4-х клапанов на цилиндр (это необходимо для увеличения наполнения цилиндров), уменьшить инерционные нагрузки в ГРМ, легко организовать сдвиг фаз газораспределения. Это один из обязательных пунктов в увеличении мощности и эффективности мотора. Современные двигатели всё чаще имеют системы регулировки фаз газораспределения, то есть механизмы, которые позволяют проворачивать распредвал относительно приводной звездочки, тем самым изменяя момент открытия и закрытия (фазу) клапанов, и тем самым увеличить наполнение цилиндров. Также применяются системы изменения хода клапанов, имеющие большее количество кулачков распредвала, чем самих клапанов.

4-цилиндровый двигатель Volkswagen, тип RP, объёмом 1,8 л. со снятой клапанной крышкой. Хорошо виден распределительный вал на 8 клапанов.

ГАЗ 21 Автомобиль Мечта! › Бортжурнал › Сборка Двигателя (Часть 2) — Коленвал, Распредвал, Набивка

Отвез я блок в ремонт на восстановление соосности постелей коренных подшипников, отдал 4000р за сию процедуру. Мотор у меня получается золотой ( а может было проще найти новый мотор? Или уже 402 воткнуть…может, но кто же знал…).

Мастер отдавая мне блок сказал, что вторая и третья крышка скорее всего не от этого мотора…вот это дела, как же раньше его собирали…руки бы оторвать! :( Причем коленвал при разборе этого мотора вращался от руки. Но теперь эти тайны уже никто не поведает.



Притащил блок в гараж и на сл. день вечерком забежал быстро поставить коленвал и проверить, как же все получилось! Поставил колено, чуть отруки протянул…вращается, да так черт возьми приятно, что хочется просто стоять и крутить его…просто крутить :) Но убежал домой с улыбкой :)

Ну а после я посвятил день тому, чтобы проверить вращение при минимально требуемой затяжке, протянул все крышки с усилием в 12.5 кгс-м и коленвал так же приятно вращается отруки…клааасссс! :)

Далее я наметил примерить распредвал, чтобы убедиться, что вместе эта конструкция вращается.

По распредвалу я долго искал какой же должен быть осевой зазор. Нашел…0.1 — 0.2 мм.
У меня получается так, щуп 0.2 проходит свободно, а вот 0.25 уже не лезет…значит чуть больше допуска. Решил оставить как есть!

Воткнул распредвал, все закрутилось…но рукой уже чуть тяжко крутить, но нечего не клинит и не заедает.
Сам распредвал вращается чуть не равномерно, в одном месте немного возрастает усилие при прокручивании, очевидно это кривизна самой детали, но мне втулки разворачивали конкретно под этот распредвал и проверяли его в призмах на биение. Значит все хорошо! :)




Теперь я снимаю коленвал, вытаскиваю вкладыши из пятой постели и начинаем устанавливать сальниковую набивку Victor Reinz.

Для правильной установки набивки, у меня есть специальная оправка. Токарь мне вытачивал. Использовал чертеж из книжки, но размер под постель пришлось подгонять уже непосредственно на глазок, но ложиться как влитой :)

Такой момент!

Я нигде не нашел правильной инструкции как же всетаки ставить набивку по этой оправке…тут есть два варианта:

1) Ставим оправку и на неё уже натягиваем набивку и зажимаем в обойму

2) Ставим набивку в обоймы, обрезаем и затем укладываем оправку и крышкой зажимаем.

Я выбрал второй вариант, так как мне он показался теортически наиболее правильным!

Смазываем тонким слоем герметика место где будет лежать набивка, наживляем обойму набивки, вкладываем набивку, прижимаем, обрезаем лишнее (режется очень хренова эта немецкая набивка :))) ). Так же поступаем с набивкой которая в крышке.

Затем берем нашу оправку, вкладываем и понимаем…нефига себе как обжимать её надо и на сколько она должна усесться.
Потихоньку прижимаем крышку и оправка плавно обжимает набивку. Закручиваем крышку и я оставил это дело на сутки. После этого можно ставить коленвал и он НЕ ДОЛЖЕН зажиматься набивкой, как бывает при сборке не используя оправку.




Когда ставил все это дело, очень волновался чтобы сделат все четко! Т.к это она из самых ответсвенных процедут при сборке, если что-то пойдет или пошло не так…последствия будут грустный! Я молюсь на то, чтобы все это сработало :)

Спортивный распредвал. Что такое валы верховые и низовые? — DRIVE2

Установка спортивного распредвала — один из самых распространенных видов тюнинга двигателя. Валы “верховые”, “низовые” — что это такое и как это работает?

Распределительный вал — это механический “мозг” двигателя, определяющий скорость подъема и продолжительность открытия клапанов, что в большей степени формирует характер работы двигателя.

Причина замены стандартного вала на спортивный распредвал примерно та же, что и других деталей и узлов. Штатная деталь слишком усредненная, разработана в соответствии с запросами максимального количества потребителей.

Основной характеристикой двигателя автомобиля обычно считают его мощность. В действительности же влияние на характер автомобиля оказывают не только максимальная мощность, но и крутящий момент. Ведь наибольшую мощность в стандартном автомобиле можно реализовать только при определенных оборотах, близких к максимальным. “Горячему” водителю нужен приемистый двигатель, который при трогании с места и разгоне, не напрягаясь, “идет” за педалью газа. Это обеспечивает крутящий момент, если он достаточно большой и относительно постоянный на низких и средних оборотах.

Стандартные двигатели с точки зрения гонщиков имеют существенный недостаток — отсутствие тяги на низких частотах вращения коленвала.

Спортивный распредвал обеспечивает оптимальную подачу полноценного заряда смеси в цилиндр путем увеличения высоты подъема клапанов. Тюнинговые кулачки отличаются исключительной плавностью профиля, что обеспечивает надежную работу механизма газораспределения. Особенностью спортивных валов является то, что их применение отодвигает границу детонации (стук пальцев), в особенности на малых частотах вращения коленвала.

Существуют различные спортивные распредвалы, предназначенные для разных целей:
низовой моментный вал для городской езды;
универсальный вал “город — трасса”;
верховой вал “трасса”.

установка спортивного распредвалаВыбирая для двигателя определенного объема распредвал с меньшим подъемом клапанов, мы в наибольшей степени реализуем положительный эффект на низких частотах вращения коленвала. Распредвал с большим подъемом кулачков позволяет повысить мощность на высоких частотах.

При подборе вала, как правило, стараются изменить кривую крутящего момента или мощности в диапазоне рабочих режимов двигателя в зависимости от стиля вождения и пожеланий владельца автомобиля. Максимальные значения либо смещают в область низких оборотов, и тогда вал условно называют “низовым”, либо в область высоких оборотов — тогда он будет “верховым”.

Если мы хотим увеличить эффективность в заданных оборотах, придется пожертвовать другими параметрами. Так, “низовые” валы проигрывают в зоне высоких оборотов, а верховые, соответственно, на холостом ходу и при низких частотах вращения. Отвечает за изменения профиль кулачка. Для увеличения тяги на “низах” его делают более широким и плавным, если требуется мощность на “верхах” — более узким и острым.

Соответственно, если вы готовите машину к “драгу”, стоит установить вал “низы—середина”. А если вас не устраивает “тупизна” автомобиля на трассе — “верховой”.

После установки спортивного распредвала надо отрегулировать клапаны с помощью разрезной шестерни. Может оказаться, что при одинаковом подъеме обоих клапанов в момент перекрытия измененный распредвал не даст желаемого эффекта. Если выставить распредвал на “опережение”, то впускной клапан будет подниматься больше, чем выпускной, — это даст прирост мощности на высоких оборотах. Установка распредвала на “запаздывание” обеспечит больший подъем выпускного клапана, чем впускного, и увеличение тяги в области низких оборотов.

Чтобы ни говорили про спортивные валы — это полноценный тюнинг двигателя. Удивительно, но спортивный распределительный вал находит своих поклонников не только среди любителей езды “погорячей”, но и среди обычных автолюбителей.

Источник

Ford Fiesta 1.1 CFI › Бортжурнал › Дефектовка двигателя (часть 3. Коленвал, распредвал и др.)

Погнали дальше) и так все раздербанено. Такое чувство что в машину все время отработку с песком лили)
Распредвал. Состояние не очень. Но что есть то есть, новый у нас есть только оригинал. Б\ушный найти тяжело в лучшем состоянии.


Коленвал. Также не идеал, на шейках выработка, ногтем не чувствуется, видимо это все от типа "масла" которое сюда лили. Вопрос к знатокам (просто первый раз разбираю мотор), мне что-то с ним делать или для того чтобы "просто передвигаться" я оставляю коленвал в покое. Кроме выработки и жудкого нагара масляного вроде все.






Вкладыши. На вкладышах такая же фигня как и на коленвале. Я так понимаю их под замену?








Поршевые кольца.Кольца были все целые, незалегшие, но уже потерявшие свои свойства.

Блок и поршневая. Раньше я писал, что поршневую менять не собираюсь, но при более детальном осмотре в блоке уже имелась выработка, которая ногтем чувствовалась. Поршня еще оригинал, не ремонтные. Будем точить +0.5 мм. Стенки цилиндров тоже без особых повреждений.


блок 1.0 и 1.1 отличаются коленвалами, у меня 1.1


Распредвал: устройство, принцип работы

Распредвал – такая же неизменная часть двигателя, как поршень или клапан. И хоть инженеры пытаются видоизменить эту деталь, пока что все их усилия направлены на ее доработку, поскольку ничего более простого и удобного для ДВС еще не придумали.

По своей конструкции распределительный вал – штука достаточно надежная, но только до тех пор, пока двигатель нормально работает и регулярно обслуживается. Лучше знать заранее, от чего зависит продолжительность его жизни и как предупредить неисправности.

Что такое распредвал, для чего он нужен

Распредвал представляет собой длинный цилиндр из прочного металла, на котором расположены кулачковые рычажки. Поворотом вокруг своей оси распредвал закрывает и открывает клапаны, тем самым обеспечивает подачу воздуха или топливной смеси и отвод выхлопных газов.

Расположение распредвала в двигателе

Поскольку скорость двигателя может достигать значительных показателей, оптимальным вариантом управления клапанами становится именно такой вот механический элемент. Да, инженеры пытаются придумать, как удалить распредвал из автомобиля, заменив его электронными толкателями клапанов, но пока отказаться от него не удалось.

Задача распредвала – нажимать на коромысла или толкатели клапанов, открывая каждый из них в нужный момент и на строго определенное время. Через одни клапаны идет закачка воздуха или топливной смеси в камеры сгорания двигателя, через другие отводятся выхлопные газы. Сбой в работе мотора, когда клапана встречаются с поршнями – один из самых страшных снов автовладельца. Капремонт двигателя – это вам не шутки.

Устройство и принцип работы распредвала

Устройство распредвала

1 – распредвал для впускных клапанов; 2 – распредвал для выпускных клапанов; 3 – упор; 4 – рабочая (верхняя) часть кулачка; 5 – шейка распредвала; 6 – нижняя часть кулачка.

Конструкция распредвала обычно цельная, весь он выточен из одной металлической заготовки. Можно выделить несколько важных элементов:

  1. Кулачки. Так называют выступы в форме капли, «нанизанные» на ось вала. Их функция – постоянный контакт с толкателями клапанов, причем для каждого клапана предназначен свой отдельный кулачок. При повороте вала выступ «капли» нажимает на толкатель, открывая клапан в строго определенный момент на заданное время.
  2. Опорные шейки. Это участки вала, оснащенные подшипниками, на которые он, собственно, и опирается при установке на двигатель. Торцы вала оснащены сальниками для герметизации стыка с корпусом двигателя.
  3. Масляные каналы. Это отверстия, через которые моторное масло подходит к элементам распредвала, испытывающим самое большое трение: опорным подшипниками и кулачкам. Без моторного масла в таком режиме работы распредвал прослужил бы совсем недолго.

В редких случаях кулачки «нанизаны» на вал, так что получается не цельная, выточенная из одной болванки конструкция, а сборная система. В настоящее время такие распредвалы встречаются редко.

Принцип работы

Принцип работы распредвала в ГРМ

Распредвал – компонент системы ГРМ (газораспределительного механизма) двигателя. Он приводится в движение ременной, цепной или зубчатой передачей от коленвала двигателя, а значит, работает синхронно с поршнями и другими элементами мотора.

Существует закономерность: на два полных оборота коленвала приходится один оборот распредвала. Причина – в механизме открытия клапанов. В двигателе два цикла из четырех проходят при закрытых клапанах, поэтому нужен один оборот распредвала для их открытия.

Вращаясь синхронно с оборотами двигателя, распредвал открывает клапана подачи воздуха и выхода выхлопных газов на определенное время, которое зависит от настроек двигателя. Дополнительные регулировки того, как работает двигатель, реализуются с помощью дроссельной заслонки, управления системой впрыска и т.д.

Ниже, на видео-уроке, детально описано принцип работы газораспределительного механизма (ГРМ) и роль распредвала в нем.

Что такое датчик распредвала?

Для контроля за системой ГРМ на распредвале предусмотрен датчик положения, который определяет угол его поворота. Эта информация (так же, как и от датчика коленвала) поступает на электронный блок управления (ЭБУ), где корректируется подача топлива на форсунки и момент зажигания.

Работа датчика основана на принципе Холла: данные поступают от магнитного датчика, который считывает каждый оборот контактного элемента. Таким образом считывается частота вращения распредвала, и на основании этих данных рассчитывается режим работы системы впрыска.

Неисправность или ошибка датчика приводит к блокировке бензинового двигателя и затрудненному пуску дизельного.

Основные неисправности и их причины

Как и любая деталь в двигателе, распредвал может выйти из строя. Однако поломки обычно вызваны не естественным износом (от него должен защищать масляная пленка на поверхностях трения), а другими причинами:

  1. Износ кулачков, опорных шеек или подшипников – прямое следствие масляного голодания или некачественного масла. Проблемой может стать и несменяемый масляный фильтр, который забился насмерть, и теперь весь нагар циркулирует в двигателе, засоряя тонкие каналы системы смазки;
  2. Осевое биение, которое приводит к деформации и излому распредвала. Причиной часто становится рассинхронизация с системой подачи топлива.

Поскольку распредвал находится внутри двигателя (на двигатель может устанавливаться один или два распредвала, а на мощные V-образные моторы – до четырех), повлиять на его работу можно только опосредованно. Это в первую очередь своевременное ТО с заменой моторного масла и масляного фильтра.

Такая нехитрая процедура убережет все детали двигателя от преждевременного износа.
Замена распредвала обычно обходится недешево: сама деталь дорогая за счет качественного металла и точной обработки, плюс работа мастеров требует времени и денег. Лучше следить за состоянием двигателя и вовремя его обслуживать.

Настройка распредвалов, часть 1 — ТЕОРИЯ — Toyota Celica, 1.9 л., 2004 года на DRIVE2

В нашем 1zz-fe поселились и прижились распредвалы MWR Stage 2 произведённые лидером американского распредвалостроения фирмой CROWER.
Будучи не настроенными они не дают такого прироста мощности на который рассчитаны. Но я в своё время очень ломал голову — как это настраивать распредвалы?! И как выяснилось никто не знает либо просто не хотят рассказывать ничего бесплатно (бизнесмены херовы), а те кто это якобы умеют делать просят огромные бабки за настройку без гарантии результата. В общем моё нищебродское состояние позволяло только осваивать и настраивать всё самому. Далее начались поиски и изучение информации.

Основы
На 4х-тактном двигателе на каждый оборот распредвала приходится 2 оборота коленвала. Объёмная эффективность двигателя основана на заполняемости смесью цилиндров. То есть если 2-х литровый двигатель наполнить 2-мя литрами топливо-воздушной смеси то можно сказать что его объёмная эффективность равна 100%. Если 2-х литровый двигатель наполнить 3-мя литрами смеси это будет уже 150%. Объёмная эффективность более 100% свойственна двигателям с наддувом поскольку смесь загоняется в цилиндры под давлением. Атмосферные двигатели также могут иметь объёмную эффективность немного выше 100%, но как правило это происходит только на короткое время и в пике мощности.
Принципы проектирования распредвала подразумевают что он будет повышать объёмную эффективность в определённом диапазоне. Сам по себе любой распредвал не генерирует "лошадки" из ниоткуда, как принято считать. Он лишь переносит их из одного участка диапазона оборотов в другой, меняя объёмную эффективность движка там или сям.

4-х тактный двигатель это:
-Впуск
-Сжатие
-Сгорание
-Выпуск

4-х тактный двигатель

Если смотреть на работу распредвала мы увидим следующую последовательность. начнём с такта выпуска ибо из-за цикличности всего процесса последовательность не важна Когда выпускной кулачок толкает выпускной клапан поршень начинает движение вверх, выталкивая сгоревшую смесь. Впускной клапан начинает открываться и в то же время закрывается выпускной, далее поршень начинает движение вниз и в нижней мёртвой точке впуск полностью закрывается. Потом все клапана остаются закрытыми на такте сжатия и сгорания. И так по кругу.

Перекрытие клапанов (overlap) это момент когда одновременно открыты оба клапана, то есть когда выпускной только закрывается, начинает открываться впускной.

примерная иллюстрация

Чтобы увеличить перекрытие необходимо откатить (retard) выпуск и/или опередить (advance) впуск.
Чтобы уменьшить перекрытие необходимо опередить выпуск и/или откатить впуск.

Простые правила настройки валов на атмо движках:
Опережение на обоих валах => большк мощности на низах, меньше на верхах.
Откат на обоих валах => больше мощности на верхах, меньше на низах.
Меньше перекрытие — больше мощности на низах, меньше на верхах.
Больше перекрытие — больше мощности на верхах, меньше на низах.
На атмо движках дополнительное перекрытие называется "продувкой" цилиндра. Продувка используется для того чтобы выходящие выхлопные газы помогали такту впуска, уменьшая насосные потери из-за разницы давлений. Но это приводит к неровному холостому ходу.

Простые правила настройки валов на движках с наддувом, тут всё иначе:
Опережение впуска и выпуска => больше низа, меньше верха
Откат впуска и выпуска => больше верха, меньше низа
Меньше перекрытие => ниже температура отработавших газов (EGT), более быстрая раскрутка турбины (spool), меньше затраты топлива
Больше перекрытие => высокая EGT, более медленная раскрутка турбины, больше затраты топлива

Турбо двигатели не любят перекрытие. Входящий холодный воздух и топливо охлаждают выхлопной газ, делая его более плотным. Это не желательный момент для турбо движков поскольку им не нужна продувка чтобы улучшить наполняемость цилиндра. Охлаждённый и плотный газ в том же самом пространстве имеет меньшее давление на крыльчатку турбины вызывая "лаг". Горячий газ бодрее раскручивает турбину особенно при более раннем открытии выпускного клапана на такте сгорания. При этом часть энергии расширяющихся газов теряется, но это помогает быстрее раскрутить турбину и раньше выйти на спул. Поэтому откат впуска необходим чтобы избежать перекрытия.

Откат в фазах распредвалов
Откат хорошо сказывается на высоких оборотах потому что клапана закрываются позже. Впускной клапан закрывается после того как как поршень уже начал сжатие т.е. движение верх. Но это плохо сказывается на низких оборотах поскольку в это время скорость воздуха на впуске не высока и уже впущенный в цилиндр воздух (точнее смесь) выдавливается обратно во впускной коллектор, вызывая излишние завихрения воздуха и потерю объёмной эффективности (динамическая степень сжатия снижается, а она куда важнее "паспортной" статической).
На высоких оборотах всё совершенно иначе. Воздух имеет вес и начав движение он не хочет просто останавливаться. То есть даже после того как такт впуска закончился и поршень начал движение вверх, но впускной клапан ещё открыт — смесь продолжает заполнять цилиндр по инерции. Вот в этот момент и происходит превышение 100% порога объёмной эффективности цилиндра, хоть и на короткое время и на небольшой процент.

Опережение в фазах распредвалов
Опережение подходит для низких оборотов поскольку клапана закрываются чуть-чуть раньше. Впускной клапан полностью закрывается в момент когда поршень уже внизу и только начинает сжатие. На низких оборотах скорость воздуха на впуске очень низка и смесь можно легко выдавить обратно в коллектор, поэтому закрывая клапан впуска в момент когда поршень находится в нижней точке мы сохраняем объёмную эффективность на более высоком уровне получая дополнительную тягу на низах.
На высоких оборотах опережение фаз не позволяет смеси по инерции переполнять цилиндр, снижая объёмную эффективность.

Мммм, как интересно
Из всего этого напрашивается логичный вывод — что для того чтобы добиться максимальной отдачи двигателя во всём диапазоне оборотов и даже существенно экономить топливо и снижать вредные выбросы — необходимы всегда разные фазы газораспределения.
Нужен стабильный холостой ход, подхват на низах, уверенная середина и при этом хорошо едущие высокие обороты. И добиться этого помогает например VVTi — система изменения фаз газораспределения (у других производителей свои системы и названия но суть всегда одна — динамически менять фазы). Но об этом подробнее в следующей главе.

Установка коленвала, набивки и распредвала. — ГАЗ 21, 2.5 л., 1960 года на DRIVE2

Коренные вкладыши принципиально хотел поставить с широкой пятой шейкой, объездил все магазины, нигде нет, только все узкие(мотористы говорили ставь узкие и не парься). Я продолжил поиски и у Сергея, моего хорошего знакомого нашелся комплект необходимых коренных вкладышей. Комплект шатунных вкладышей, шестерни грм, масляный насос и еще кое какие мелочи я нашел у своего друга Кости Киянова, который мне подарил все эти детали!

Полный размер

Вставил вкладыши, обильно смазал маслом и установил коленвал, сперва без набивки, что бы проверить легко ли он вращается, оказалось легко, ровно и без заеданий. Меня это даже насторожило, думаю может зазор слишком велик, взял нутромер и микрометр, померил, показания получились в максимальных значениях допуска, около 0.08мм, на этом и успокоился.

Полный размер

Такую же процедуру произвел и с шатунами, прикрутил их на снятый коленвал, тоже оказалось все в норме.
Далее пришло время устанавливать набивку, перечитал кучу информации кто и как это делал, в книге очень скудно об этом написано, говориться лишь что надо использовать специальную оправку. Проанализировав все способы установки, так и не нашел для себя нужного варианта, сделал следующим образом:
1. Купил набивку Виктор Реинз, отрезал от не полукольцо с небольшим припуском(режется она очень тяжело).
2. Наживил на блок скобу, вставил в нее набивку, уплотнил и зажал скобу (вторую часть набивки стоящую на бугеле, пока не устанавливал).
3. Установил коленвал, зажал бугеля с нужным усилием, покрутил немного за маховик, затем разобрал, набивка при этом уплотнилась как надо, и заняла свое место.
4. Отрезал выступающие части набивки над блоком, как сказано в инструкции, примерно на 0.7 мм, аккуратно открутил скобу с набивкой и отложил ее в сторону.
5. Проделал ту же процедуру со второй частью набивки,
6. Когда обе части набивки были готовы, собрал все в месте, из кучи подаренных мне четверок выбрал две подходящие по размеру и мягкости, и установил на крышку коленвала.
7, Далее уже окончательно установил вал и зажал динамометрическим ключом, набивка прилично зажала коленвал, но он от небольшого усилия, без труда проворачивается за маховик.

Полный размер

Полный размер

Полный размер

Полный размер

Полный размер

На всякий случай замазал герметиком заглушку распредвала.

Полный размер

Установил распредвал и новые шестерни грм, тут не возникло ни каких сложностей.

Полный размер

Полный размер

Коленвал – что это такое и как он работает? — DRIVE2

Двигатель – сложный агрегат, в котором нет незначительных деталей. Одна из таких его составляющих – коленвал. С одной стороны, это не сложное устройство, а простая деталь, с другой, коленчатый вал – одна из основных деталей двигателя.

Для чего нужен коленвал?

Любой автомобильный двигатель является поршневым. Принцип его работы прост: в цилиндр подается топливно-воздушная смесь, которая воспламеняется и увеличивается в объеме. Возникает избыточное давление, которое выталкивает поршень из цилиндра. Поршень при этом совершает поступательное движение, которое нужно преобразовать во вращательное, чтобы передать его в коробку передач, а дальше – на полуоси или карданный вал.

Вот именно эту функцию и выполняет коленчатый вал – преобразовывает один тип механического движения в другой, а именно: поступательное во вращательное.

Материал, из которого изготавливаются коленчатые валы, это не простая сталь, поэтому и стоимость изделия так высока, по сравнению с ценой простой металлической болванки. Сталь, из которой изготавливается вал, легируется хромом, молибденом и другими металлами, что придает изделию особую прочность. Кроме того, немаловажен сам процесс изготовления, начиная от того, как расположены волокна заготовки, заканчивая методикой изготовления – прессованием или ковкой.

С тем, что делает вал, мы разобрались, но остался вопрос – где находится коленвал? Коленчатый вал расположен в нижней части двигателя, снизу он прикрыт картером, заполненным моторным маслом. Вал закреплен в подшипниках, которые удерживают его и не дают смещаться, иногда для его усиления используются дополнительные упоры. Но есть исключение – в оппозитных двигателях коленчатый вал располагается выше, по центру ДВС.

Что собой представляет и как работает коленчатый вал?

Поршня в двигателе перемещаются неравномерно – пока дни опускаются, другие поднимаются – это обеспечивает плавность хода, и равномерное распределение нагрузки по времени. Коленчатый вал сдерживает ход поршней после сгорания топлива и возвращает их в исходное положение для сжатия смеси. С одной стороны он связан с газораспределительным механизмом, с другой – передает вращательный момент в трансмиссию.

Коленчатый вал состоит из нескольких шеек:

Основные находятся точно по центральной оси вала и в процессе вращения не смещаются.

Между ними находятся шатунные шейки, которые смещены относительно оси под разными, строго определенными углами, и при вращении описывают круг. Именно они обеспечивают взаимодействие вала и поршня.

Между собой шейки соединены «щеками» – пластинами из толстого металла. Щеки кроме крепежной, выполняют антирезонансную функцию – во время вращения вал может войти в резонанс и разрушиться, но щеки не позволяют этому произойти.

Словами трудно описать внешний вид этой детали, если вы хотите точно представить коленвал, фото или схематическое изображение – наилучший вариант.

Принцип действия коленчатого вала:

В момент, когда в камере воспламеняется воздушно-топливная смесь, поршень, а соответственно и связанная с ним шейка, находятся в крайнем нижнем положении.

При воспламенении смеси поршень выталкивает шейку, которая смещается и тем самым проворачивает вал.

В свою очередь, другая шейка, смещенная относительно описанной, под действием вращательного момента проворачивается и вдавливает сопряженный с ней поршень в цилиндр, сжимая топливно-воздушную смесь.

Дальше все продолжается аналогично. Это простой примет, не стоит забывать, что автомобильный двигатель – четырехтактный, поэтому в определенный момент поршень находится в одном из следующих положений:''

Впуск смеси.

Сжатие смеси.

Рабочий ход поршня.

Выпуск отработанных газов.

Поэтому каждая из шатунных шеек расположена под углом 90 градусов по сравнению с рядом стоящими.

Немного интересной информации о коленвалах.

Кроме обычных серийных, существуют спортивные коленчатые валы. Они обеспечивают более быстрый ход поршня в крайней точке сжатия за счет особой формы шатунных шеек. Если у обычного вала они имеют круглую форму, то у спортивного они слегка вытянутые, за счет чего общие характеристики работы двигателя изменяются.

Среди автомобилистов бытует мнение, что маркировка коленвала может рассказать о его характеристиках. На самом деле это не так – маркировка это всего лишь каталожный номер производителя или оригинальный номер. Она ничего общего не имеет со свойствами изделия, а используется для простоты подбора запчасти.

По сути, коленчатый вал это простой кусок обработанного должным образом качественного металла или сплава. С точки зре

Коленчатый вал от А до Я — DRIVE2

Здравствуйте уважаемые читатели моего блога!
Данная статья показалась мне интересной в плане общего развития.

• Коленчатый вал – один из наиболее ответственных и дорогостоящих конструктивных элементов двигателя внутреннего сгорания. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршней в крутящий момент. Коленчатый вал воспринимает периодические переменные нагрузки от сил давления газов, а также сил инерции движущихся и вращающихся масс.

• Коленчатый вал двигателя, как правило, цельный конструктивный элемент, поэтому правильно его называть деталью. Вал изготавливается из стали с помощью ковки или чугуна путем литья. На дизельных и турбированных двигателях устанавливаются более прочные стальные коленчатые валы.

— Схема коленчатого вала:

К фото номер 1:

1 носок коленчатого вала;
2 посадочное место звездочки (шестерни) привода распределительного вала;
3 отверстие подвода масла к 4 коренной шейке;
5 противовес;
6 щека;
7 шатунные шейки;
8 фланец маховика;
9 отверстие подвода масла к шатунной шейке;
10 противовесы;
11 коренные шейки;
коренная шейка упорного подшипника.

• Конструктивно коленчатый вал объединяет несколько коренных и шатунных шеек, соединенных между собой щеками. Коренных шеек, как правило, на одну больше, а вал с такой компоновкой называется полноопорным. Коренные шейки имеют больший диаметр, чем шатунные шейки. Продолжением щеки в противоположном от шатунной шейки направлении является противовес. Противовесы уравновешивают вес шатунов и поршней, тем самым обеспечивают плавную работу двигателя.

• Шатунная шейка, расположенная между двумя щеками, называется коленом. Колена располагаются в зависимости от числа, расположения и порядка работы цилиндров, тактности двигателя. Положение колен должно обеспечивать уравновешенность двигателя, равномерность воспламенения, минимальные крутильные колебания и изгибающие моменты.

• Шатунная шейка служит опорной поверхностью для конкретного шатуна. Коленчатый вал V-образного двигателя выполняется с удлинёнными шатунными шейками, на которых базируется два шатуна левого и правого рядов цилиндров. На некоторых валах V-образных двигателей спаренные шатунные шейки сдвинуты относительно друг друга на угол 18°, что обеспечивает равномерность воспламенения (технология носит название Split-pin).

• Наиболее нагруженным в конструкции коленчатого вала является место перехода от шейки (коренной, шатунной) к щеке. Для снижения концентрации напряжений переход от шейки к щеке выполняется с радиусом закругления (галтелью). Галтели в совокупности увеличивают длину коленчатого вала, для уменьшения длины их выполняют с углублением в щеку или шейку.

• Вращение коленчатого вала в опорах, а шатунов в шатунных шейках обеспечивается подшипниками скольжения. В качестве подшипников применяются разъемные тонкостенные вкладыши, которые изготавливаются из стальной ленты с нанесенным антифрикционным слоем. Проворачиванию вкладышей вокруг шейки препятствует выступ, которым они фиксируются в опоре. Для предотвращения осевых перемещений коленчатого вала используется упорный подшипник скольжения, который устанавливается на средней или крайней коренной шейке.

— Схема системы смазки:

1 масляный поддон
2 датчик уровня и температуры масла
3 масляный насос
4 редукционный клапан
5 масляный радиатор
6 масляный фильтр
7 перепускной клапан
8 обратный клапан
9 датчик давления масла
10 коленчатый вал
11 форсунки
12 распределительный вал выпускных клапанов
13 распределительный вал впускных клапанов
14 вакуумный насос
15 турбонагнетатель
16 стекание масла
17 сетчатый фильтр
18 дроссель.

• Коренные и шатунные шейки включены в систему смазки двигателя. Они смазываются под давлением. К каждой опоре коренной шейки обеспечивается индивидуальный подвод масла от общей магистрали. Далее масло по каналам в щеках подается к шатунным шейкам.

• Отбор мощности с коленчатого вала производится с заднего конца (хвостовика), к которому крепится маховик. На переднем конце (носке) коленчатого вала располагаются посадочные места, на которых крепятся шестерня (звездочка) привода распределительного вала, шкив привода вспомогательных агрегатов, а также в ряде конструкций – гаситель крутильных колебаний. По конструкции это два диска и соединяющий их упругий материал (резина, силиконовая жидкость, пружина), который поглощает вибрации вала за счет внутреннего трения.

Коленвал. Устройство и виды

В двигателе все детали одинаково нужны и важны. При поломке хотя бы одной запчасти весь мотор выходит из строя. Сегодня мы разберем подробно коленчатый вал, который преобразует возвратно-поступательные движения шатунов и поршней во вращательные.

Устройство

Коленвал состоит из:

  • колен;
  • коренных и шатунных шееек;
  • щек.

Ось коленчатого вала – это коренные шейки, которые проходят ровно по центру. Шатунные шейки исполняют роль крепления и приема давления от шатунов. Шатунные шейки смещены по отношению оси вала и держатся с помощью щек.

Шатунных шеек по количеству столько же, сколько и цилиндров. Но во многих V-образных моторах на 1 шейку опираются 2 цилиндра. Так же можно встретить, когда V-образные двигатели имеют коленвал, в котором на 1 шатун рассчитана 1 шейка, но соединенные шейки тогда сдвинуты на 18 градусов по отношению друг к другу.

Что же касается щек, то они обладают несколькими функциями: соединяют шейки и являются противовесом, чтобы уравновесить шатуны и шатунные шейки. Если противовеса не было бы, то появлялась бы вибрация, а у высокооборотных ДВС, это верный признак указывающий на возможность выхода из строя мотора.

В коленчатом вале основная нагрузка распределяется на щеки и на места соединения шеек. Чтобы распределение было равномерным, данные отрезки изготавливаются галтелью – переход в виде закругленной формы от шейки к щеке.

В результате правильное расположение щек и шеек в коленвале обеспечивает эффективную работу возвратно-поступательного движения во вращательное: уравновешивает ДВС, противостоит изгибающим нагрузкам и предотвращает появление колебаний и вибраций.

Полноопорные и неполноопорные коленвалы

Коренные шейки по размеру больше шатунных, и они служат как осью, так и опорой КШМ (кривошипно-шатунного механизма). Нагрузка передается мотору от коленвала через коренные шейки, они же опираются на коренные подшипники в картере двигателя.

Коленвал делится на 2 вида по типу опоры:

  1. Полноопорный. В нем шеек коренных на одну больше, чем шатунных. Коренные шейки находятся с обеих сторон шатунных шеек.
  2. Неполноопорный. Коренных шеек меньше, чем шатунных, но по бокам щеки может быть 2 смещенных на конкретный угол шатунных шейки.

Простая конструкция неполноопорного коленвала, а также меньшее количество точек опоры говорит о высокой степени жесткости и прочности, соответственно и тяжести. Именно поэтому в XXI веке чаще используют полноопорные коленвалы, пусть сложнее в производстве, но на выходе легкие и надежные.

Смазка коленвала и других деталей КШМ

Смазка запчастей коленвала очень важна: для опоры коренных шеек и шатунов на шатунные шейки применяют подшипники скольжения (вкладыши), а они не могут правильно функционировать без постоянной смазки.

Чтобы масло поступало к запчастям, внутри коленчатого вала есть каналы. Благодаря давлению, смазочный материал поступает к подшипникам равномерно.

Взаимодействие коленвала совместно с другими запчастями

Нагрузка подается на коленчатый вал через шатуны, тем самым переводя в крутящий момент. Этот самый момент проходит через заднюю часть вала (хвостовик) к маховику и потом к трансмиссии. Через переднюю часть вала (носок) крутящий момент переходит на вал газораспределительного механизма и другие системы двигателя.

Зачастую на носке имеется гаситель колебаний. Это простое устройство состоит из 2 дисков, резиновой прокладки, соединительных пружин и упругого материала, такого как, например, силиконовая жидкость. Такой гаситель при работе мотора уменьшает крутильные колебания вала, что минимизирует риски повреждения.

Производство и материал

Во время работы на коленвал подается большая нагрузка. Для дизельных моторов производят цельной коленчатый вал. А вот сборные коленвалы на практике оказались несостоятельны для высокооборотных моторов, и поэтому их почти не применяют.

В качестве материала изготовления используют сталь или чугун. Коленвал из чугуна выполняют методом отливки, а из стали методом ковки или штамповки. Затем чугунные и стальные коленчатые валы механически обрабатывают, чтобы достичь нужных параметров – балансировка, чистота поверхности и т.д.

Автозапчасти для двигателя и его узлов вы найдете на нашем сайте в разделе «Категория запчастей».


Смотрите также