В чем отличия двигателя с одним распредвалом и двумя

Перед выбором автомобиля, будущий автовладелец сталкивается с массой информации, сравнивая тысячи характеристик. В это число входит и тип двигателя, а также компоновка ГБЦ, о чем далее пойдет речь. Что такое двигатель DOHC и SOHC, в чем их отличие, устройство, преимущества и недостатки — читайте далее.

????Что такое двигатель SOHC

 Single Over Head Camshaft (единый верхний распредвал) — такие моторы были на пике популярности в 60-70-е года впрошлого века. Компоновка представляет собой верхнее расположение распредвала (в головке блока цилиндров), а также несколько вариантов расположения клапанов:

• приведение клапанов посредством коромысел, которые установлены на отдельной оси, при этом впускные и выпускные клапана распложены V-образно. Подобная система широко применялась на американских автомобилях, отечественом моторе УЗАМ-412, пользовалась популярностью благодаря отличной продувки цилиндра;
• приведение клапанов в действие с помощью рокеров, на которые действует сила кулачков вращающегося вала, при этом клапана расположены в ряд;
• наличие толкателей (гидрокомпенсаторов или подпятников), которые расположены между клапаном и кулачком распредвала.

На сегодняшний день многие производители автомобилей с 8-клапанным мотором используются компоновку SOHC, как базовую, соответственно дешевую версию.

История создания двигателя SOHC

В 1910-м году компания Maudslay применила особенный на то время тип газораспределительного механизма на моделях 32 НР. Особенность двигателя с таким ГРМ в том, что распредвал в механизме один, и он располагался над цилиндрами в головке блока.

Для привода каждого клапана мог использоваться привод коромыслами, рокерами или толкателями цилиндрической формы. В некоторых моторах, как например, в ДВС Triumph Dolomite Sprint, используются разные приводы клапанов. Впускная группа приводится толкателями, а выпускная – рокерами. И для этого использовался один распределительный вал.

????Еще по теме:  Все про водяной насос (помпу) системы охлаждения

 Что такое двигатель DOHC (два верхних распредвала) — является усовершенствованной версией SOHC, благодаря наличию двух распредвалов получилось увеличить количество клапанов на цилиндр (обычно 4 клапана), на данный момент используется два типа компоновки:

• два клапана на цилиндр — расположение клапанов параллельно друг другу, на каждую сторону по одному валу;
• четыре и более клапанов на цилиндр — клапана установлены параллельно, на один вал 4-х цилиндрового мотора может приходиться от 2 до 3 клапанов (двигатель VAG 1.8 20V ADR).

Наиболее широкое распространение получили моторы DOHC благодаря возможности отдельно настроить фазы впуска и выпуска, а также увеличения количества клапанов без перегрузки на кулачки. Теперь турбированные двигатели, исключительно имеют компоновку с двумя и более распредвалами, обеспечивающие более высокий КПД.

История создания двигателя DOHC

Разработкой двигателя с ГРМ типа DOCH занималась четверка инженеров компании Peugeot. Эту команду впоследствии назвали «Бандой четырех».

Прежде чем они начали разрабатывать проект этого силового агрегата, эта четверка с успехом выступала в автомобильных гонках.

Во время участия их в гонках максимальный предел оборотов ДВС составлял две тысячи в минуту. Но каждый гонщик хочет сделать свой автомобиль самым быстрым.

За основу данной разработки был взят принцип, который высказал Зуккарели. Согласно его идее, распредвал газораспределительного механизма был установлен над клапанной группой.

Благодаря этому конструкторам удалось исключить из конструкции силового агрегата ненужные детали. А чтобы повысить эффективность газораспределения, один тяжелый клапан был заменен на два более легкие.

Причем для впускных и выпускных клапанов стал использоваться индивидуальный распределительный вал.

Его компаньон, Анри, провел необходимые расчеты, чтобы внедрить в разработку идею измененной конструкции мотора.

Согласно с его расчетами, мощность ДВС можно повысить, если увеличить объем воздушно-топливной смеси, который будет поступать в цилиндры за один цикл силового агрегата.

Этого удалось достичь, установив в головку блока цилиндров два клапана с меньшим диаметром. Они намного эффективней справятся с задачей, чем один клапан с большим диаметром.

????Еще по теме:  6 ошибок, которые убивают коробку передач

При этом ВТС будет поступать в цилиндры в уменьшенных и лучше смешанных порциях. Благодаря этому снижается потребление топлива, а его мощность наоборот – повышается. Эта разработка получила признание, и была внедрена в большинство современных силовых агрегатов.

DOHC с двумя клапанами на цилиндр

Сегодня такие компоновки, практически, не используются. В 70-х годах ХХ века двухвальный восьмиклапанный мотор назывался 2OHC, и применялся в спортивных авто, таких как Alfa Romeo, раллийный “Москвич-412” на базе ГБЦ типа SOHC. 

DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр

Широко распространенная компоновка, которая нашла свое место под капотом тысячи автомобилей. Благодаря двум распредвалам появилась возможность установить 4 клапана на цилиндр, а значит повысить КПД за счет улучшенного наполнения и продувки цилиндра. 

????Чем отличается DOHC от SOHC и от других типов двигателя

Главное отличие между двумя типа моторов состоит в количестве распредвалов, а также механизм приведения в действие клапанов. В первом и втором случае распредвал всегда находится в головке блока цилиндров, клапана приводятся в движение через коромысла, рокера или гидрокомпенсаторы. Считается, что SOHC с V-образным расположением клапанов, и 16-клапанный  DOHC имеют одинаковый потенциал по мощности и крутящему моменту за счет конструктивных особенностей.

????Преимущества и недостатки DOHC

О достоинствах:

• топливная экономичность;
• высокая мощность относительно других компоновок;
• широкие возможности увеличения мощности;
• меньший шум работы за счет применения гидрокомпенсаторов.

О недостатках:

• больше изнашиваемых деталей — дороже обслуживание и ремонт;
• риск рассинхронизации фаз из-за расслабления цепи или ремня ГРМ;
• чувствительность к качеству и уровню масла.

????Преимущества и недостатки SOHC

О достоинствах:

• дешевое и простое обслуживание за счет нехитрой конструкции;
• возможность установки турбонаддувами при V-образном расположении клапанов;
• возможность самостоятельного ремонта обслуживания мотора.

????Еще по теме:  Исследования: без машин воздух не станет чище

О недостатках:

• во многом меньший КПД, относительно DOHC;
• высокий расход относительно 16-клапанного двигателя из-за недостаточной мощности;
• значительное снижение моторесурса при тюнинге;
• необходимость более частого внимания системе ГРМ (регулировка клапанов, осмотр толкателей, замена ремня ГРМ).

В завершение предлагаем небольшое видео о разнице этих двух типов моторов:

SOHC vs DOHC | Autotechlabs

Вопросы и ответы:

На каких машинах двигатели DOHC. Моторы с газораспределительным механизмом типа DOHC стали применять на автомобилях, начиная с 1960-х годов. Изначально это была модификация с двумя клапанами на один цилиндр (один на впуск, один на выпуск). Для впускных и выпускных клапанов полагалось по одному распределительному валу.

Немного позже появились ГРМ с двумя распредвалами, только на один цилиндр полагается по четыре клапана (два на впуске, два на выпуске).

Полный список таких моторов сложно составить, но о данной конфигурации газораспределительного механизма автопроизводитель указывает соответствующей надписью на крышке головки блока цилиндров или в технической документации.

На каких машинах двигатели SOHC. Если машина эконом-класса, то скорее всего, что газораспределительный механизм двигателя такой модели будет иметь один распредвал на все клапаны.

Пик популярности таких моторов приходится на конец 60-70-х годов, но и в современном автотранспорте нередко встречаются модификации силовых агрегатов с таким газораспределительным механизмом.

О данной разновидности ГРМ свидетельствует соответствующая надпись на крышке ГБЦ.

Главная » Статьи » Двигатели DOHC и SOHC: различия, преимущества и недостатки

Двигатели DOHC и SOHC: различия, преимущества и

Александр Расторгуев [razborkazapzap]

Выбирая новый или подержанный автомобиль, мы сталкиваемся с огромным списком информации. Один из таковых пунктов: неизвестные аббревиатуры двигателя типа OHC, DOHC, SOHC, OHV. Здесь я расскажу об отличии более распространенных компоновок мотора — DOHC и SOHC.

О двигателе dohc

В переводе Double Over Head Camshaft — два распределительных вала. Два распредвала расположены параллельно друг другу, в движение приводятся посредство ремня или цепи ГРМ.

Для каждого распредвала приходятся впускные и выпускные клапаны, в количестве от 1 до 3 штук на один кулачок.

Такая компоновка получила широкое применение благодаря тому, что имеется возможность увеличить количество клапанов, а это прямой путь к наилучшему наполнению и продувке цилиндра.

О двигателе sohc

Расшифровывается как Single OverHead Camshaft (один верхний распредвал).

Раньше этот термин обозначался как OHC, а разница между ними в том, что на второй приводится не более 8 клапанов в ряд, а SOHC говорит о том, что одним распредвалом, через рокера или коромысла, приводится в движение 8-16 клапанов, которые расположены V-образно. Сейчас данную конструкцию используют в бюджетных линейках автомобилей.

В чем главное отличие между одно-и двухвальным двигателем

Главное отличие состоит в следующих моментах:

• количество распределительных валов;
• количество клапанов;
• расположение клапанов газораспределительного механизма.

О преимуществах и недостатках мотора dohc

Достоинства:

• более высокая мощность;
• стабильный крутящий момент с “низов”;
• топливная экономичность;
• возможность значительного повышения мощности;
• шумность работы.

Недостатки:

• более дорогое обслуживание;
• дорогой ремонт, обусловленный большим количеством деталей;
• сложнее осуществляется ремонт и обслуживание двигателя.

О преимуществах и недостатках sohc

Достоинства:

• простая конструкция;
• дешевый ремонт и обслуживание;
• максимально компактная конструкция;
• хорошее наполнение цилиндра при условии V-образного расположения клапанов.

Недостатки:

• относительно невысокая мощность;
• низкий порог возможностей повышения мощности;
• при отсутствии гидрокомпенсаторов необходимость регулировки клапанов.

На чем остановить выбор

Если вам требуется приемистый двигатель, с возможностью значительного повышения мощности, то выбирайте DOHC, однако мотор мотору рознь, необходимо более глубоко изучить общую конструкцию мотора. Одновальные двигатели более простые, их проще и дешевле ремонтировать, а если компоновка ГРМ V-образная, вы имеете возможность установить турбину, благодаря отлично продувке.

Бывают случаи, когда двигатель с одним распредвалом, при равном объеме, показывает больший крутящий момент и мощность относительно двухвального. Это объясняется просто: у одновального впускной и выпускной клапан больше, а каналы головки блока цилиндра максимально ровные.

Классификация, устройство и принцип работы ГРМ двигателя

Газораспределительный механизм (ГРМ) представляет собой совокупность деталей и узлов, обеспечивающих открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя в определенный момент времени.

Основная задача ГРМ заключается в своевременной подаче топливовоздушной смеси или топлива (это зависит от типа мотора) в камеру сгорания и выпуск отработавших газов.

Для реализации этой задачи слажено работает целый комплекс механизмов, часть из которых управляется при помощи электроники.

Устройство газораспределительного механизма

В современных моторах газораспределительный механизм располагается в головке блока цилиндров двигателя. В его состав входят следующие основные элементы:

1. Распределительный вал. Это сложная по конструкции деталь, которая изготавливается из прочной стали или чугуна с высокой точностью обработки. В зависимости от конструкции ГРМ распредвал может устанавливаться в головке блока цилиндров или в картере двигателя (такая компоновка сейчас не применяется). Это основная деталь, которая отвечает за последовательное открытие и закрытие клапанов.Распределительный вал

   На валу имеются опорные шейки и кулачки, которые и толкают стержень клапана или коромысло. Форма кулачка имеет строго определенную геометрию, поскольку от этого зависит длительность и степень открытия клапана. Также кулачки выполнены разнонаправленными, чтобы обеспечивать попеременную работу цилиндров.

2. Привод. Крутящий момент от коленчатого вала передается через привод на распределительный вал. Привод бывает разным в зависимости от конструктивного решения. Шестерня коленвала в два раза меньше шестерни распредвала. Таким образом, коленчатый вал вращается в два раза быстрее. В зависимости от типа привода в его состав входят:
   • цепь или ремень;
   • шестерни валов;
   • натяжитель (натяжной ролик);
   • успокоитель и башмак.
3. Впускные и выпускные клапаны. Они расположены в головке блока цилиндров и представляют собой стержни с плоской головкой на одном конце, которая называется тарелкой. Впускные и выпускные клапаны отличаются по конструкции. Впускной изготавливается цельной деталью. Также он имеет больший диаметр тарелки для обеспечения лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом. Выпускной часто изготавливают из жаропрочной стали и с полым стержнем для лучшего охлаждения, так как в работе он подвергается более высоким температурам. Внутри полости находится натриевый наполнитель, который легко плавится и отводит часть тепла от тарелки к стержню.Впускные и выпускные клапаны с пружинами

   На тарелках клапанов сделаны специальные фаски, которые обеспечивают более плотное прилегание к отверстиям в головке блока цилиндров. Это место называется седлом. Кроме самих клапанов, в механизме предусмотрены дополнительные элементы, обеспечивающие его правильную работу:

   • Пружины. Возвращают клапаны в исходное положение после нажатия.
   • Маслосъемные колпачки. Представляют собой специальные уплотнители, которые не допускают попадания масла в камеру сгорания по стержню клапана.
   • Направляющая втулка. Устанавливается в корпус ГБЦ и обеспечивает точное движение клапана.
   • Сухари. С их помощью пружина крепится на стержне клапана.
4. Толкатели. Через толкатели передается усилие от кулачка распредвала на стержень. Изготавливаются из высокопрочной стали. Они бывают разных видов (механические (стаканы), роликовые, гидрокомпенсаторы). Тепловой зазор между механическими толкателями и кулачками распредвала регулируется вручную. Гидрокомпенсаторы или гидротолкатели автоматически поддерживают нужный тепловой зазор и не требуют регулировки.
5. Коромысло или рычаги. Простое коромысло представляет собой двуплечный рычаг, который совершает качательные движения. В различной компоновке коромысла могут работать по-разному.Коромысло
6. Системы изменения фаз газораспределения. Данные системы устанавливаются не на все двигатели. Более подробно про устройство и принцип работы CVVT можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Принцип работы

Работу газораспределительного механизма сложно рассматривать отдельно, в отрыве от рабочего цикла двигателя. Ведь его основная задача – это вовремя открыть и закрыть клапана на определенный промежуток времени. Соответственно на такте впуска открываются впускные, а на такте выпуска – выпускные. То есть фактически механизм должен реализовывать рассчитанные фазы газораспределения.

Технически это происходит следующим образом:

1. Коленчатый вал передает крутящий момент посредством привода на распределительный.
2. Кулачок на распределительном валу нажимает на толкатель или коромысло.
3. Клапан перемещается внутрь камеры сгорания, открывая доступ свежему заряду или отработавшим газам.
4. После того как кулачок проходит активную фазу воздействия, клапан возвращается на место под действием пружины.

Стоит также отметить, что за полный рабочий цикл распредвал совершает 2 оборота, попеременно открывая клапана в каждом цилиндре, в зависимости от порядка их работы. То есть, например, при схеме работы 1-3-4-2 в один и тот же момент времени в первом цилиндре будут открыты впускные клапаны, а в четвертом выпускные. Во втором и третьем клапаны будут закрыты.

Классификация или типы ГРМ

Двигатели могут иметь различную компоновку газораспределительного механизма. Рассмотрим следующую классификацию.

По расположению распределительного вала

Существуют два типа положения распредвала:

При нижнем расположении распредвал находится в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Усилие от кулачков передается через толкатели на коромысла, при этом применяются специальные штанги.

Они представляют собой длинные стержни и связывают толкатели внизу с коромыслами наверху. Нижнее расположение считается не самым удачным, но имеет и свои плюсы. В частности, более надежное соединение распредвала с коленвалом.

Данный тип расположения на современных моторах не применяется.

Нижнее расположение распредвала и устройство ГРМ

При верхнем положении распредвал находится в головке блока цилиндров (ГБЦ) непосредственно над клапанами. При таком положении могут быть реализованы различные варианты воздействия на клапаны: через толкатели, коромысла или рычаги. Такая конструкция более простая, надежная и компактная. Верхнее положение распредвала получило более широкое распространение.

По количеству распределительных валов

На рядных двигателях могут быть установлены один или два распределительных вала.

Моторы с одним распредвалом имеют аббревиатуру SOHC (Single Overhead Camshaft), а с двумя – DOHC (Double Overhead Camshaft).

Один вал отвечает за открытие впускных, а другой за открытие выпускных клапанов. В двигателях c V-образной компоновкой используются четыре распредвала, по два на каждый ряд цилиндров.

По количеству клапанов

От количества клапанов на один цилиндр будет зависеть форма распредвала и количество кулачков на нем. Клапанов может быть два, три, четыре или пять.

Самый простой вариант с двумя клапанами: один работает на впуск, другой на выпуск. В трехклапаном двигателе два работают на впуск и один на выпуск. При четырех клапанах: два на впуск и два на выпуск. Пять клапанов: три на впуск и два на выпуск.

Чем больше клапанов на впуске, тем больше объем поступающей топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Повышается мощность и динамика двигателя. Сделать больше пяти не позволят размер камеры сгорания и форма распредвала.

Наиболее часто встречается схема с четырьмя клапанами на цилиндр.

По типу привода

Различают три типа привода распределительного вала:

1. Шестеренчатый. Данный привод возможен только при нижнем положении распредвала в блоке цилиндров. Коленвал и распредвал имеют зубчатый привод через шестерни (звездочки). Главное преимущество такого привода – надежность. При верхнем положении распредвала в ГБЦ применяется цепной и ременный привод.
2. Цепной. Этот привод считается более надежным. Но использование цепи требует особых условий. Для гашения колебаний устанавливаются успокоители, а натяжение цепи регулируется натяжителями. В зависимости от количества валов могут применяться несколько цепей.

   Ресурса цепи хватает в среднем на 150-200 тысяч километров пробега.

   Главной проблемой цепного привода считается поломка натяжителей, успокоителей или разрыв самой цепи. При плохом натяжении цепь может перескакивать между зубьев в ходе работы, что приводит к нарушению фаз газораспределения.

   Ременный и цепной приводы ГРМ

   Автоматически регулировать натяжение цепи помогают гидронатяжители. Они представляют собой поршни, которые давят на так называемый башмак. Башмак прилегает непосредственно к цепи. Он представляет собой изогнутую дугой деталь со специальным покрытием. Внутри гидронатяжителя находится плунжер, пружина и рабочая полость для масла.

   Масло поступает в натяжитель и выталкивает цилиндр до нужного уровня. Клапан закрывает масляный канал, и поршень постоянно поддерживает нужное натяжение цепи. По похожему принципу работают гидрокомпенсаторы в ГРМ. Успокоитель цепи гасит остаточные колебания, которые не погасил башмак. Так достигается оптимальная и точная работа цепного привода.

   Самые большие неприятности может принести разрыв цепи.

   Распредвал прекращает вращение, а коленвал продолжает крутиться и двигать поршни. Днища поршней ударяются о тарелки клапанов, что приводит к их деформации. В самых тяжелых случаях может быть поврежден и блок цилиндров. Чтобы такого не произошло, иногда применяются двухрядные цепи. При обрыве одной другая продолжит работу. Водитель без последствий исправит ситуацию.

3. Ременный. Ременный привод не требует смазки, в отличие от цепного.

   Ресурс ремня также ограничен и в среднем он равен 60-80 тысячам километров пробега.

   Для лучшего сцепления и надежности используются зубчатые ремни. Такой привод более прост. Разрыв ремня при работающем двигателе приведет к тем же последствиям, что и при разрыве цепи. Главными преимуществами ременного привода является простота эксплуатации и замены, дешевизна и бесшумная работа.

От правильной работы всего газораспределительного механизма зависит работа двигателя, его динамика и мощность. Чем больше количество и объем цилиндров, тем сложнее будет устройство ГРМ. Каждому водителю важно понимать устройство механизма, чтобы вовремя заметить неисправность.

(6

Двигатели с одними распредвалом и с двумя: в чем разница?

Что такое распредвал?

Распредвал одна из важнейших частей двигателя, от которой зависит очень многое, как будут «чувствовать» себя клапана, как вы сможете их настроить. Чтобы увеличить мощность, производители начали ставить в двигатели два распредвала, которые берут на себя равное количество клапанов, дабы не сделать перенагрузки каждый из валов.

Точно сказать сложно, дает ли преимущество двигатель с двумя валами, мощнее ли он и надежнее. С одной стороны, два вала это конечно, же плюс, ведь нужно идти в ногу с инновациями, но с другой, это и минусы.

От чего зависит количество распредвалов?

Количество распредвалов, это уже конструкторское решение, которые выбирают между надежностью и нагруженностью определенных деталей в отдельной части двигателя.

Один вал — это надежность, меньшая тяга, но простота в обслуживании, что немало важно. Два распредвала — это экономичность, нововведение и конечно же, мощность, большая тяга.

Многие думают, что количество распредвалов, напрямую зависит от количества клапанов, но нет, это не так, например есть 1 вальный двигатель с 4 клапанами, а есть и 2 вальный с 5 клапанами, все это зависит от изготовителя, от их решения.

А вот от количества клапанов зависит максимальная полученная в будущем мощность двигателя, объясняется это тем, что цилиндр берет на себя, только определенное количество клапанов, собственно из этого цилиндр и получает информацию о камере сгорания и скорости ее наполнения.

И так, подведем итоги. Количество распредвалов в двигателе, как правило, зависит от конфигурации автомобиля. От количества крутящихся валов, не зависит количество работающих клапанов и их кулачков.

Не стандартные размеры валов — это ход самого производителя, который, скорее всего, принимает такое решение, для повышения экономичности двигателя, и наверное все-таки для прочих технико-экономических показателей.

К сожалению, многие станции обслуживания (СТО) не берутся за ремонт таких не привычных им двигателей, поэтому здесь могут возникнуть некие проблемы.

Кроме того многие не хотят  купить запчасти на опель  и положить их на склад, где можно будет их потом взять в случае необходимости. А вот на дороге эти, незначительные изменения в двигателе, в виде двух вального отсека, будут весьма заметны.

И все же, какой двигатель лучше, это еще достаточно сложный вопрос, так как везде есть свои плюсы и минусы.

Двигатели SOHC и DOHC: два против одного — Daewoo Espero, 2.0 л., 1996 года на DRIVE2

Добрый день всем!)Мы прекрасно знаем (и на других марках авто) есть два типа двигателя SOHC(ОHS) и DOHC. Вот и мне стало интересно что все таки луче?

Что такое SOHC и DOHC?

SOHC и DOHC — эти два различных типа газораспределительных механизма (ГРМ) двигателя внутреннего сгорания. Причем неважно, какого двигателя — и бензиновые, и дизельные моторы могут быть и SOHC, и DOHC.SOHC.

Этой аббревиатурой обозначается такая конструкция двигателя, в которой предусмотрен один распределительный вал, расположенный в головке блока цилиндров. SOHC — это Single OverHead Camshaft, или «одиночный верхний распределительный вал».

Также можно встретить название OHC — Overhead Camshaft, или «верхний распределительный вал». OHC — то же самое, что и SOHC, данный термин появился еще в начале 1960-х годах прошлого века, и лишь после создания двигателей DOHC во избежание путаницы двигатели с одним распредвалом стали обозначать как SOHC.DOHC.

Это двигатель с двумя распределительными валами, расположенными в головке блока цилиндров. Аббревиатура DOHS означает Double OverHead Camshaft, или «двойной верхний распределительный вал».

То есть SOHC — это двигатель, в котором все клапаны приводятся в движение одним распредвалом, а DOHC — двигатель, в котором для привода клапанов используется сразу два распределительных вала. Обе конструкции начали применяться около полувека назад, и сегодня существует несколько разновидностей двигателей каждой из конструкций.

Двигатели SOHC

Двигатели SOHC и DOHCСиловые установки с одним верхним распределительным валом пережили пик своей популярности еще в 60-х – 70-х годах прошлого века, однако они и в наше время устанавливаются на автомобили эконом-класса.

Существует три схемы, по которым реализуется ГРМ типа SOHC, они отличаются типом привода и расположением клапанов:— Привод клапанов с помощью коромысел, которые толкаются кулачками распредвала.

Клапаны расположены V-образно по обе стороны вала;— Привод клапанов рычагами, которые, в свою очередь, толкаются кулачками распредвала. Клапаны расположены в ряд;

— Привод клапанов с помощью толкателей, которые расположены непосредственно под распредвалом. Клапаны расположены в ряд.

Схема с коромыслами проста. Коромысла насажены на ось, на которой могут свободно качаться. С одной стороны они упираются в стержни клапанов, с другой — в кулачки распредвала. При вращении вала коромысла толкаются кулачками, и передают эти движения клапанам, открывая их в нужные моменты (закрываются клапаны, как известно, под действием пружины).

Схема с рычагами во многом похожа на схему с коромыслами, однако ось качания рычага находится с одной из его сторон, а другой он нависает над стержнями клапанов. Распределительный вал находится примерно над серединой рычагов, толкая их своими кулачками.

Эта схема широко использовалась на отечественных автомобилях, однако сейчас практически вышла из употребления.

Схема с толкателями до гениального проста и очевидна. Распределительный вал расположен непосредственно над клапанами, однако движение от кулачков вала к стержням клапанов передается через специальные толкатели — обычно это короткие цилиндры, которые установлены в промежутке между стержнем и кулачком.

• Двигатели DOHC
• В сущности, двигатели с двумя распределительными валами в головке блока цилиндров — это усовершенствованные двигатели SOHC с толкателями. Сегодня выделяют две разновидности моторов DOHC:— Двигатели с двумя клапанами на цилиндр, впускные и выпускные клапаны расположены в два ряда, каждый из них приводится в движение своим распредвалом;

— Двигатели с четырьмя, шестью и большим количеством клапанов на цилиндр. Клапаны расположены в два ряда, которые приводятся в движение отдельным распределительным валом.

Как видно, основное отличие DOHC от SOHC заключается в том, что здесь впускные и выпускные клапаны открываются с помощью отдельного распределительного вала, расположенного непосредственно над одним рядом клапанов.

Именно двигатели DOHC в настоящее время получили наибольшее распространение, так как они обладают относительно простой конструкцией и большой мощностью при малом весе (то есть, имеют высокую энерговооруженность).

Причем одинаково популярны моторы и с двумя клапанами на цилиндр, и с четырьмя.

Преимущества и недостатки SOHC и DOHC

Существование и широкое применение двигателей обеих конструкций говорит о том, что они имеют как преимущества, так и недостатки.Большое преимущество моторов SOHC — простая конструкция и низкая стоимость. С другой стороны, они менее мощные, поэтому используются, преимущественно, на небольших легковых автомобилях.

Однако разные схемы SOHC имеют свои достоинства и недостатки. Так, моторы с коромыслами легко поддаются регулировке, но при этом не обеспечивают высоких показателей мощности. Двигатели с рычагами создают много шума, да еще и не слишком надежны.

А моторы с толкателями наиболее просты, но создают некоторые сложности с регулировками.

Преимущество двигателей DOHC заключается в том, что они позволяют более точно установить фазы ГРМ, а в случае четырех и более клапанов на цилиндр обеспечивают высокую мощность и обладают более высокой надежностью. Показатели мощности возрастают из-за лучшего перемешивания и сгорания топливно-воздушной смеси.

А надежность повышается за счет того, что увеличение количества клапанов позволяет снизить массу каждого из них, а значит, клапаны могут двигаться быстрее, создавая меньше нагрузок на пружину и седло.

Так что, как ни странно, кажущийся на первый взгляд более сложным двигатель DOHC на деле оказывается более простым и надежным.

Интересует ваше мнение для дальнейшей покупки Нового или Б/У авто. Как финансы позволят=)Спасибо за внимание!)

Все про распределительный вал двигателя

Содержание

Распределительный вал двигателя

Для стабильной работы двигателя внутреннего сгорания каждая его деталь играет важную функцию. Среди них – распределительный вал. Рассмотрим, какова его функция, какие неисправности встречаются, и в каких случаях он нуждается в замене.

Функции распредвала

Распредвал – элемент ГРМ (газораспределительного механизма). Он определяет порядок тактов мотора и синхронизирует открывание/закрывание клапанов, которые подают в цилиндры воздушно-топливную смесь и отводят отработанные газы.

Газораспределительный механизм работает по следующему принципу. В момент запуска двигателя стартер проворачивает коленчатый вал. Распредвал приводится в движение при помощи цепи или ремня, посаженного на шкив коленвала.

В цилиндре открывается впускной клапан, и в камеру сгорания поступает смесь бензина и воздуха. В этот же момент датчик коленвала подает импульс на катушку зажигания. В ней генерируется разряд, который идет на свечу зажигания.

К моменту, когда появляется искра, оба клапана в цилиндре закрыты, а топливная смесь сжата. Во время возгорания образуется энергия, и поршень перемещается вниз. Так коленвал проворачивается и приводит в движение распределительный вал. В этот момент он открывает выпускной клапан, через который выходят отработанные в процессе горения газы.

Распредвал всегда открывает нужный клапан на конкретный промежуток времени и на стандартную высоту. Благодаря своей форме этот элемент обеспечивает стабильный цикл смены тактов в моторе.

Подробно о фазах открытия и закрытия клапанов, а также об их настройках, показано в данном видео:

В зависимости от модификации двигателя в нем может стоять один или несколько распредвалов. В большинстве автомобилей эта деталь размещена в головке блока цилиндров. Она приводится в движение за счет вращения коленчатого вала. Эти два элемента соединяются при помощи ремня или цепи ГРМ.

Чаще всего одним распредвалом оснащены двс с рядным расположением цилиндров. Большинство таких двигателей имеет по два клапана на цилиндр (один впускной, а другой выпускной).

Встречаются также модификации с тремя клапанами на цилиндр (два на впуск, один на выпуск). Двумя валами чаще комплектуются двигатели, в которых на один цилиндр приходится по 4 клапана.

В оппозитных двс и с V-образной формой тоже устанавливается два распределительных вала.

Моторы с одним валом ГРМ имеют простую конструкцию, что приводит к снижению стоимости агрегата в процессе изготовления. Такие модификации легче обслуживать. Их всегда устанавливают на бюджетные автомобили.

На более дорогих модификациях двигателей некоторые производители устанавливают второй вал для снятия нагрузки на вал и в некоторых моделях ДВС для обеспечения сдвига фаз распределения газов. Чаще всего такая система встречается в автомобилях, которые должны отличаться спортивными характеристиками.

Распредвал всегда открывает клапан на конкретный промежуток времени. Чтобы улучшить эффективность мотора на повышенных оборотах, необходимо изменить этот интервал (двигателю нужно больше воздуха). Но при стандартной настройке газораспределительного механизма при повышенных оборотах коленвала впускной клапан закрывается раньше, чем в камеру поступит нужный объем воздуха.

В то же время, если установить спортивный распредвал (кулачки на дольше открывают впускные клапаны), на низких оборотах двигателя есть большая вероятность, что впускной клапан откроется еще до того, как закроется выпускной. Из-за этого часть смеси попадет в выхлопную систему. Как результат – потеря мощности на низких скоростях и повышение токсичности выхлопов.

Самая простая схема для достижения такого эффекта – установить распредвал с функцией проворачивания на определенный угол относительно коленвала. Этот механизм позволяет осуществить раннее и позднее закрытие/открытие впускных и выпускных клапанов. На оборотах до 3500 он будет находиться в одном положении, а когда этот порог преодолевается, вал немного проворачивается.

На сегодняшний день с целью повышения производительности силовых агрегатов разрабатываются электромагнитные и пневматические бескулачковые системы газораспределения. Пока такие модификации очень дорогие в производстве и обслуживании, поэтому их еще не устанавливают на серийные автомобили.

Помимо распределения тактов двигателя данная деталь приводит в движение дополнительное оборудование (зависит от модификации мотора), например, масляный и топливный насосы, а также вал трамблера.

Конструкция распредвала

Распределительные валы изготавливаются путем ковки, цельного литья, полого литья и в последнее время появились трубчатые модификации. Цель изменения технологии создания – облегчить конструкцию для получения максимальной эффективности работы мотора.

Распредвал изготавливается в виде стержня, на котором имеются такие элементы:

• Носок. Это передняя часть вала, в котором сделан паз для шпонки. Здесь устанавливается шкив привода ГРМ. В случае цепной передачи на его месте устанавливается звездочка. Эта деталь фиксируется с торца болтом.
• Шейка сальника. На ней крепится сальник, предотвращающий вытекание смазки из механизма.
• Опорная шейка. Количество таких элементов зависит от длины стержня. На них крепятся опорные подшипники, снижающие силу трения во время вращения стержня. Эти элементы устанавливаются в соответствующие пазы в головке блока цилиндров.
• Кулачки. Это выступы, имеющие форму застывшей капли. Во время вращения они толкают штангу, присоединенную к коромыслу клапана (или сам толкатель клапана). Количество кулачков зависит от числа клапанов. Их размер и форма влияет на высоту и продолжительность открытия клапана. Чем острее будет вершина, тем быстрее закроется клапан. И наоборот – пологий край немного задерживает клапан в открытом состоянии. Чем тоньше будет ось кулачка, тем ниже опустится клапан, что увеличит объем топлива и ускорит отвод отработанных газов. По форме кулачков определяется тип фаз газораспределения (узкие – на пониженных оборотах, широкие – на повышенных). 
• Масляные каналы. Внутри вала сделано сквозное отверстие, по которому на кулачки (на каждом сделано небольшое выходное отверстие) подается масло. Это предотвращает преждевременное стирание штанг толкателей и выработку на плоскостях кулачков.

Если в конструкции мотора используется один распредвал, то кулачки в нем расположены так, чтобы один комплект двигал впускные клапаны, а немного смещенный набор – выпускные. В двигателях, цилиндры которых оснащены двумя клапанами на впуск и двумя на выпуск, устанавливается два распределительных вала. В этом случае один открывает впускные клапаны, а другой – выпуск отработанных газов.

За что отвечает датчик распредвала

В двигателях с карбюратором к распредвалу подсоединяется трамблер, который определяет, какая фаза выполняется в первом цилиндре – впуск или выпуск.

В инжекторных ДВС трамблера нет, поэтому за определение фаз первого цилиндра отвечает датчик положения распредвала. Его задача не идентична функционалу датчика коленвала. За один полный оборот вала ГРМ коленвал провернется вокруг оси дважды.

ДПКВ фиксирует ВМТ поршня первого цилиндра и подает импульс на формирование разряда для свечи зажигания. ДПРВ подает сигнал на ЭБУ, в какой момент нужно подать топливо и искру в первый цилиндр. Циклы в остальных цилиндрах происходят поочередно в зависимости от конструкции двигателя.

Датчик распредвала состоит из магнита и полупроводника. На валу ГРМ в районе установки датчика имеется репер (небольшой металлический зуб). Во время вращения этот элемент проходит мимо датчика, благодаря чему магнитное поле в нем замыкается и образуется импульс, идущий на ЭБУ.

Электронный блок управления фиксирует скорость импульсов. По ним он ориентируется, когда в первом цилиндре выполнить подачу и воспламенение топливной смеси. В случае установки двух валов (один на такт впуска, а другой – выпуска), будут установлены по датчику на каждом из них.

Что произойдет, если датчик выйдет из строя? Этому вопросу посвящено данное видео:

Если мотор оснащен системой смещения фаз газораспределения, то от частоты импульсов ЭБУ определяет, в какой момент нужно выполнить задержку открытия/закрытия клапанов.

В этом случае двигатель будет оснащен дополнительным устройством – фазовращателем (или гидроуправляемой муфтой), которое проворачивает распредвал для изменения времени открытия.

Если датчик Холла (или распредвала) неисправен, то фазы газораспределения не будут меняться.

Принцип работы ДПРВ в дизелях отличается от применения в бензиновых аналогах. В этом случае он фиксирует положение всех поршней в верхней мертвой точке в момент сжатия топливной смеси. Это позволяет точнее определить положение распредвала относительно коленвалу, что стабилизирует работу дизеля и облегчает его запуск.

В конструкцию таких датчиков добавлены дополнительные реперы, положение которых на задающем диске соответствует наклону конкретного клапана в отдельном цилиндре. Устройство таких элементов может отличаться в зависимости от фирменных разработок разных производителей.

Типы размещения распредвала в двигателе

В зависимости от типа двигателя в нем может находиться один, два и даже четыре вала газораспределительного механизма. Чтобы легче было определить тип ГРМ, на крышку головки блока цилиндров наносится следующая маркировка:

• SOHC. Это будет рядный или V-образный мотор с двумя или тремя клапанами на один цилиндр. В нем распредвал будет один на ряд. На его стержне имеются кулачки, управляющие фазой впуска, а немного смещенные – отвечающие за фазу выпуска. В случае моторов, выполненных в форме V, таких валов будет два (по одному на ряд цилиндров) или один (помещается в развал между рядами).

• DOHC. Эта система отличается от предыдущей наличием двух распредвалов на один ряд цилиндров. В этом случае каждый из них будет отвечать за отдельную фазу: один – за впуск, а другой – за выпуск. На однорядных моторах валов ГРМ будет два, а на V-образных – четыре. Такая технология позволяет уменьшить нагрузку на вал, что увеличивает его ресурс.

Газораспределительные механизмы также отличаются по размещению валов:

• Боковое (или нижнее). Это старая технология, которая использовалась в карбюраторных моторах. Среди преимуществ такого типа – простота смазки движущихся элементов (размещается прямо в картере двигателя). Основной недостаток – сложность обслуживания и замены. В этом случае кулачки давят на толкатели коромысла, а те передают движение на сам клапан.

• Верхнее. Такая конструкция ГРМ используется в современных моторах. Этот узел легче обслуживать и ремонтировать. Один из недостатков – сложная система смазки. Масляный насос должен создавать стабильное давление, поэтому необходимо пристально следить за интервалами замены масла и фильтра (о том, на что ориентироваться, определяя регламент таких работ, рассказывается здесь). Такое устройство позволяет использовать меньше дополнительных деталей. В этом случае кулачки воздействуют непосредственно на толкатели клапанов.

Как обнаружить дефект распредвала

Основная причина выхода из строя распредвала – масляное голодание. Оно может возникать из-за плохого состояния фильтра или несоответствующего для данного мотора масла (по каким параметрам подбирается смазка, читайте в отдельной статье). Если соблюдать интервалы ТО, вал газораспределительного механизма прослужит столько же, сколько и весь двигатель.

Типичные неполадки распредвала

Из-за естественного износа деталей и недосмотра автомобилиста могут наблюдаться следующие неполадки вала газораспределителя.

• Выход из строя присоединяемых деталей – шестерня привода, ремень или цепь ГРМ. В этом случае вал приходит в негодность и его нужно заменить.
• Задиры на опорных шейках и выработка на кулачках. Сколы и канавки появляются из-за чрезмерных нагрузок, например, в результате неправильной регулировки клапанов. Во время вращения увеличенная сила трения между кулачками и толкателями создает дополнительный нагрев узла, разрушая масляную пленку.

• Протечка сальника. Она возникает в результате длительного простоя мотора. Со временем резиновый уплотнитель теряет свою эластичность.
• Деформация вала. Из-за перегрева мотора металлический элемент при большой нагрузке может искривляться. Такая неполадка выявляется появлением дополнительной вибрации в двигателе. Обычно такая неполадка не длится долго – из-за сильной тряски смежные детали быстро выйдут из строя, и мотор нужно будет отправлять на капитальный ремонт.
• Неправильная установка. Само по себе это не является неполадкой, но из-за несоблюдения норм по затяжке болтов и регулировке фаз, ДВС быстро придет в негодность, и его нужно будет «капиталить».
• К поломке самого вала может привести плохое качество материала, поэтому, выбирая новый распредвал, важно обращать внимание не только на его цену, но и на репутацию производителя.

Некоторые автомобилисты пытаются устранить некоторые неисправности вала ГРМ, шлифуя поврежденные участки или устанавливая дополнительные вкладыши. В таких ремонтных работах нет смысла, потому что при их выполнении невозможно достичь точности, необходимой для бесперебойной работы узла. В случае возникновения неполадки с распредвалом специалисты рекомендуют сразу его заменить на новый.

Как выбрать распределительный вал

Новый распредвал необходимо подбирать, исходя из причины замены:

• Замена испорченной детали на новую. В этом случае взамен вышедшей из строя модели подбирается аналогичная.
• Модернизация двигателя. Для спортивных автомобилей используются специальные распредвалы совместно с системой смены фаз газораспределения. Моторы для повседневной езды тоже модернизируют, например, повышая мощность за счет регулировки фаз при помощи установки нестандартных распредвалов. Если нет опыта в выполнении таких работ, то лучше это доверить профессионалам.

На что следует ориентироваться, подбирая нестандартный для конкретного двигателя распредвал? Основной параметр – кулачковый развал, максимальный подъем клапана и угол перекрытия.

Стоимость нового распределительного вала

По сравнению с капитальным ремонтом всего двигателя стоимость замены распредвала незначительна. Для примера, новый вал для отечественного автомобиля стоит в пределах 25 долларов. За настройку фаз газораспределения в некоторых мастерских возьмут 70 у.е. За капитальный ремонт мотора вместе с запчастями придется заплатить порядка 250 долларов (и это в гаражных СТО).

Как видно, лучше вовремя проводить техническое обслуживание и не подвергать мотор чрезмерным нагрузкам. Тогда он прослужит своему хозяину долгие годы.