Устройство, принцип работы, производство и типичные неисправности распределительного вала двигателя

Распределительный вал двигателя (распредвал) представляет собой наиважнейший элемент двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в виде металлического стержня с выступами, который предназначен для преобразования собственного вращательного движения в возвратно-поступательное движение клапанов головки блока цилиндров.

Устройство и принцип работы распределительных валов

Устройство распредвала напрямую зависит от типа ДВС на котором он используется. В пример можно привести три разновидности двигателя: рядная четверка с 8 клапанами, V-6 с тридцатью клапанами и V-12 у которого шестьдесят клапанов. Соответственно у каждого из этих двигателей распределительные валы будут отличаться. Не смотря на их различия они все равно будут выполнять одну и ту же функцию.

Типичный распредвал двигателя внутреннего сгорания является основной частью клапанного механизма. На распредвалах поршневых двигателей, таких как четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания, обычно имеется эксцентриковый кулачок ( закругленный выступ треугольной формы ), который во время вращения вокруг своей оси толкает клапан за который он отвечает в открытое положение. Когда кулачок продолжает вращаться пружина возвращает клапан в исходное положение. Если обратить внимание, то можно заметить, что кулачок надавливает не ровно в центр клапана, а немного в сторону. В результате клапан всегда немного проворачивается и от кулачка не остается следа неравномерного воздействия. В некоторых двигателях один кулачок может даже управлять несколькими клапанами.  Было реализовано в жизнь даже приведение в действие впускных и выпускных клапанов одним кулачком на цилиндр. Проблемой является только то, что в таких конструкциях синхронизация впуска и выпуска не может быть реализована независимо друг от друга.

Производство распредвалов

Производство распредвалов для двигателей внутреннего сгорания является достаточно трудоемким и дорогостоящим процессом. Большинство современных распределительных валов производится методом чугунной отливки. Сам процесс заключается в расплавлении чугуна до жидкого состояния и заливке его в  подготовленную форму. Затем заготовку подвергают механической обработке и точечно закаливают. В пример можно привести поверхности кулачков, которые закаливаются на глубину от 0,2 до 1,5 мм.

Совсем недавно при массовом производстве начали использоваться так называемые «встроенные» распредвалы из разных материалов. Преимуществами встроенных распределительных валов являются более низкая стоимость, меньший вес, более прочные материалы для кулачков (закаленная шарикоподшипниковая сталь, спеченная сталь) и большая гибкость в производстве. При этом проще реализовать новую геометрию кулачка, такую ​​как отрицательный радиус. Эти принципы удешевления производства хорошо зарекомендовали себя в Европе для автомобилей эконом класса.

Так же стоит заметить, что некоторые производители, особенно производители эксклюзивных гоночных автомобилей, пользуются ковкой из стали, заготовки которых изготавливаются вручную. Затем  высокоточным оборудованием проводят механическую обработку и полную закалку распредвала.

Типичные неисправности распределительных валов

Распредвалы являются износостойкой частью двигателя автомобиля, которые выходят из строя достаточно редко. Стоит отметить, что вечного ничего нет и поломки все же случаются и, как правило, владельцу обходится это очень дорого. Основной неисправностью распредвала являются механические повреждения. Это может быть как искривление, излом, выработка, сколы и другие механические изъяны. Основными причинами повреждений являются неправильная эксплуатация автомобиля и недостаточный уход за двигателем.

Под неправильной эксплуатацией подразумевается постоянное управление автомобиля на высоких оборотах двигателя. Если на некоторых автомобилях можно себе такое позволить, например спортивные автомобили у которых заводом изготовителем предусмотрен запас прочности для этих целей, то на автомобилях эконом-класса такой стиль вождения может оказаться фатальным для распредвала. Выработка и механические повреждения в таком случае будут неизбежны.

Так же механические повреждения распределительного вала вероятны при недостаточном уходе за двигателем внутреннего сгорания. В пример можно привести самое банальное нехватку моторного масла. Если на протяжении длительного времени эксплуатировать двигатель с низким уровнем масла повреждения неизбежны. Дело все в том, что моторное масло необходимо для снижения силы трения между распредвалом и другими подвижными частями двигателя. При его отсутствии или низком уровне масляный насос технически не сможет доставить смазывающее вещество к кулачкам распределительного вала, так как в большинстве двигателей он располагается в верхней точке.

Выход из строя кулачков распределительного вала приводит к тому, что двигатель автомобиля перестает работать и владельцу автомобиля приходится обращаться к квалифицированным специалистам ремонтных и сварочных работ. Процесс восстановления и ремонта является достаточно трудоемким и по-этому стоит относительно дорого, но все равно это в разы дешевле чем заказывать новый распределительный вал у производителя. При всем этом после ремонта ответственные исполнители, такие как https://weldingprof.ru дают гарантию в 12 месяцев. Ремонтировать двигатель всегда является неприятным для владельца автомобиля мероприятием и по-этому лучше следить за его состоянием и своевременно проводить техническое обслуживание.