Розподільний вал

 

Розподільнийвал (8.9) призначений для керування клапанами за допомогою кулачків, які

розташовані на ньому. У ДВЗ з примусовим запалюванням він може також використовуватися

для привода розподільника запалювання, масляного та паливного насосів.

Розподільний вал складається з наступних елементів (рис. 8.30):

- кулачки 1, які завдяки ретельно спроектованому профілю плавно через деталі передачі

відкривають та закривають клапани;

- опорні шийки 2 підшипників ковзання. Кількість опорних шийок, у більшості випадків,

дорівнює кількості корінних підшипників колінчастого вала;

- фазний датчик положення розподільного вала (датчик Холла) 3 установлюється на

більшості сучасних ДВЗ;

- шестерня привода масляного насоса та розподільника запалювання 4 установлюється

при нижньому розташуванні вала;

- ексцентрик привода бензонасоса встановлюється на карбюраторних ДВЗ;

- носок 5 та хвостовик 6 призначені для закріплення деталей привода вала.

 

 

Рисунок 8.30. Розподільний вал

 

 

При конструкції з двома валами на ряд циліндрів найчастіше один вал керує впускними

клапанами, другий – випускними, але зустрічаються й змішані схеми (Nissan ZD). При цьому

наявність двох валів не завжди означає багатоклапанну конструкцію – клапанів може бути два на

циліндр. Так само і три або чотири клапани можуть приводитися лише одним розподільним

валом.

Розподільні вали виготовляють із мало- або середньовуглецевих сталей ковкою у штампах

з наступною механічною обробкою шийок і кулачків. Шийки та кулачки додатково оброблюють:

цементацією (для маловуглецевих сталей), закалюванням токами високої частоти (для

середньовуглецевих сталей). Двигуни закордонних ДВЗ часто виготовляють з високоміцного

чавуна, який легований хромом, нікелем та молібденом.

Підшипниками розподільного вала при нижньому його розташуванні служать

нерознімні біметалічні, алюмінієві або металокерамічні втулки, що запресовані у картер чи блок

 

циліндрів. При верхньому розташуванні використовують рознімні підшипники, які звичайно

виконані безпосередньо у тілі опорних стійок у головці циліндрів, якщо вони виконані з

алюмінієвого сплаву та рознімні (з кришками). У чавунні стійки (іноді і у алюмінієві – деякі ДВЗ

Ford, Mazda, Volkswagen) встановлюють вкладиші. Також достатньо розповсюджені конструкції

тунельного типу – з нерознімними опорами. У цьому випадку радіус опор повинен бути більше

радіуса вершин кулачків. Існують конструкції, у яких опори вала виконані окремо від головки і

встановлюються на неї разом з валом (Mercedes-Benz, Nissan). Опори можуть бути зв’язані між

собою у окремий корпус підшипників тунельного типу (Mercedes-Benz, Opel) або зі знімними

кришками (Toyota), який кріпиться до головки.

Осьова фіксація розподільного вала обмежуються декількома способами, які показані на

рис. 8.31.

 

Рисунок 8.31. Способи осьової фіксації розподільного вала

а – фланцем на валу і упором у кришку; б – фланцем на валу і підпружиненим упором у кришку;

в – скобою, що установлена у виточку вала; г – скобою і фланцем на валу; д – кришкою опори і

фланцем; е – торцем зірочки і фланцем; ж – кришкою та двома буртиками вала; з – двома

фланцями; 1 – головка блоку (блок); 2 – передня кришка опори; 3 – розподільний вал; 4 – зірочка

(шків); 5 – кришка підшипника опори; 6 – скоба

 

 

До кожної опори підводиться масло – через отвори у опорах підшипників або (рідше)

через отвір у одній опорі (тоді інші підшипники змащуються через полий розподільний вал і

канали до підшипників у ньому).

Форма кулачків (рис. 8.32) визначає закон і тривалість підйому клапанів. Існують

несиметричні кулачки, які забезпечують невідривання штовхача від клапана при великих

прискореннях. Кути їхнього розташування залежать: для однойменних кулачків – від числа

циліндрів і чергування робочих ходів у різних циліндрах, для різнойменних – від фаз

газорозподілу.

 

 

Рисунок 8.32. Кулачки серійного (а) і гоночного (б) ДВЗ

 

 

Кулачки можуть мати конусну або підрізану форму для забезпечення провертання

штовхача, або розташовуватися несиметрично відносно осі штовхача (рис. 8.33).

 

 

Рисунок 8.33. Забезпечення рівномірного зносу штовхача шляхом його обертання: а –

зміщенням осі штовхача відносно осі клапана; б – підрізом тильної сторони кулачка; в –

конусністю кулачка

 

 

Змащення кулачків здійснюється:

- торканням вершиною кулачка масляної ванни у головці циліндрів (рис. 8.34, а);

- подачею масла із отворів спеціального колектора (ним може бути вісь коромисел при її

наявності) (рис. 8.34, б);

- через канали у розподільному валу (рис. 8.34, в);

- стіканням масла зі штовхача, якщо він розташований вище за клапан.

 

Рисунок 8.34. Способи змащення кулачків

 

 

 

Способи кріплення коліс привода зображено на рис. 8.35.

 

Рисунок 8.35. Кріплення коліс привода на розподільному валу:

а – болтом та шпонкою; б – болтом та штифтом; в – болтами по фланцю; г – болтом та

конусною поверхнею; д – центральним та установочним болтами; 1 – болт; 2 – шпонка; 3 –

штифт; 4 – установочний болт