Автомобиль / Силовая установка / Двигатель внутреннего сгорания / Механическая часть двигателя / Газораспределительный механизм / Вал распределительный

Вал распределительный

Распределительный вал - это вал газораспределительного механизма с профилированными кулачками, которые в установленной последовательности открывают впускные и выпускные клапаны. В четырехтактном двигателе он обычно вращается вдвое медленнее коленчатого вала и поддерживает точное механическое соотношение между положением поршней и работой клапанов.

Образец правильного английского перевода: вал распределительный - Camshaft; вал распределительный впускной - Intake Camshaft; вал распределительный выпускной - Exhaust Camshaft; кулачок - Cam Lobe; шейка опорная - Camshaft Journal; окружность базовая кулачка - Cam Base Circle; подъем кулачка - Cam Lift; поверхность упорная - Thrust Surface; диск задающий - Camshaft Trigger Wheel.

Распределительный вал необходимо отличать от регулятора распределительного вала. Вал непосредственно управляет клапанами, а фазорегулятор изменяет его угловое положение относительно привода ГРМ. Это также не шестерня распределительного вала, передающая вращение от ремня или цепи.

В зависимости от конструкции кулачки воздействуют на клапаны через толкатели, коромысла, роликовые рычаги, гидрокомпенсаторы или регулировочные шайбы. Состояние этих деталей непосредственно влияет на нагрузку и износ кулачков.

Для ремонта могут потребоваться валы распределительные, цепи ГРМ, комплекты ремня ГРМ, масло моторное, фильтр масляный и специальный инструмент.

Главный принцип: изношенный кулачок нельзя диагностировать только по цоканью, а ошибку фаз - только по коду сканера. Необходимо проверить профиль вала, клапанные зазоры, толкатели или коромысла, давление масла, опоры вала, привод ГРМ, фазорегулятор и сигналы датчиков.

Не запускайте двигатель при сильном металлическом стуке, заклинивании вала или подозрении на нарушение механических фаз.
Не переставляйте крышки опор между позициями - во многих головках они обработаны совместно с головкой блока.
Не затягивайте крышки опор в произвольной последовательности - неравномерная нагрузка может сломать вал.
Не вращайте коленчатый и распределительные валы отдельно без учета контакта клапанов с поршнями.
Не шлифуйте кулачки или шейки вручную наждачной бумагой.
Не устанавливайте новый вал с изношенными толкателями, коромыслами или заблокированными масляными каналами.
Не наносите герметик на опорные шейки и отверстия подачи масла.
Не применяйте универсальные зазоры, моменты затяжки и допуски биения.
Не запускайте новый или сухой вал без монтажной смазки и подготовки системы смазки.
Не продолжайте эксплуатацию при наличии металлической стружки от кулачков или опор.

Назначение распределительного вала

Профиль каждого кулачка определяет начало открытия клапана, скорость его перемещения, максимальный подъем и момент закрытия. Совокупность этих параметров формирует фазы газораспределения.

Распределительный вал:

открывает впускные и выпускные клапаны;
задает последовательность работы цилиндров;
определяет продолжительность открытия клапанов;
формирует подъем клапанов;
работает с системой изменения фаз VVT;
может приводить топливный насос высокого давления;
может приводить вакуумный насос или распределитель зажигания;
может содержать задающий элемент датчика положения;
передает нагрузку пружин клапанов на опоры головки блока.

Расположение вала

Вал в блоке цилиндров

В двигателях OHV распределительный вал находится в блоке. Кулачки воздействуют на толкатели, штанги и коромысла.

Вал в головке блока

В двигателях OHC вал установлен над клапанами и действует через коромысла либо непосредственно через толкатели.

Два вала в головке

Система DOHC обычно имеет отдельный впускной и выпускной вал. Это позволяет применять независимое изменение фаз.

Основные конструкции

Вал литой цельный. Изготовлен как одна деталь из чугуна или стали.
Вал стальной кованый. Применяется при высоких нагрузках.
Вал составной. Кулачки и приводные элементы закреплены на трубе.
Вал полый. Имеет небольшую массу и может содержать внутренние масляные каналы.
Вал с фазорегулятором. Работает с системой изменения фаз.
Вал системы изменяемого подъема. Может иметь дополнительные профили кулачков.

Основные элементы

кулачки впускные и выпускные;
шейки опорные;
поверхности осевого упора;
посадка шестерни или фазорегулятора;
паз шпонки или фрикционная посадка;
резьбовое отверстие центрального болта;
каналы подачи моторного масла;
эксцентрик топливного или вакуумного насоса;
диск датчика положения;
заглушки полого вала.

Профиль кулачка

Кулачок имеет базовую окружность, переходные участки, вершину и зоны ускорения клапана. Даже небольшое изменение профиля влияет на подъем и продолжительность открытия.

При износе изменяются:

высота кулачка;
радиус вершины;
ширина контактной дорожки;
симметрия профиля;
шероховатость поверхности;
начало и завершение подъема.

Смазка распределительного вала

Моторное масло поступает к шейкам по каналам головки блока или самого вала. Кулачки смазываются разбрызгиванием, каналами в коромыслах, отверстиями опор либо отдельной масляной рампой.

уровень моторного масла;
вязкость и допуск;
давление масляного насоса;
состояние масляного фильтра;
проходимость каналов;
зазор в шейках и опорах;
износ головки блока;
загрязнение герметиком или шламом;
скорость создания давления после запуска.

Типичные неисправности

износ вершин кулачков;
выкрашивание закаленного слоя;
задиры на кулачках;
задиры на опорных шейках;
износ опор головки блока;
увеличенный радиальный зазор;
увеличенный осевой зазор;
изгиб или биение вала;
трещина или поломка;
повреждение посадки шестерни;
повреждение шпоночного паза;
ослабление составных кулачков;
деформация задающего диска;
закупорка масляного канала;
износ эксцентрика насоса.

Причины повреждения

низкий уровень или давление масла;
масло неправильной вязкости или спецификации;
длительные интервалы обслуживания;
масляный шлам;
абразивные частицы;
неисправный толкатель или ролик коромысла;
неправильный клапанный зазор;
поврежденные пружины клапанов;
перегрев двигателя;
перекос крышек опор;
неправильная последовательность затяжки;
нарушение фаз;
заклинивание клапана;
контакт клапана с поршнем;
ошибки предыдущего ремонта.

Признаки неисправности

цоканье или стук в верхней части двигателя;
шум, изменяющийся с оборотами;
снижение мощности;
нестабильный холостой ход;
пропуски сгорания в отдельном цилиндре;
низкая компрессия из-за недостаточного подъема клапана;
затрудненный запуск;
ошибки положения или корреляции валов;
ошибки системы VVT;
металлическая пыль в масле;
частицы металла в масляном фильтре;
ухудшение вакуума тормозного усилителя;
снижение давления топлива при повреждении привода насоса;
остановка двигателя при поломке вала.

Цоканье не доказывает износ кулачка. Подобный звук создают неправильные зазоры, гидрокомпенсаторы, коромысла, форсунки, цепь ГРМ и насосы.

Износ кулачков

При нарушении масляной пленки кулачок и толкатель работают с граничным трением.

матовая или шероховатая вершина;
продольные риски;
локальные задиры;
выкрашивание закаленного слоя;
уменьшение высоты профиля;
неравномерная контактная дорожка;
металлическая пыль;
повреждение соответствующего толкателя или ролика.

Износ шеек и опор

Опорные шейки работают в крышках головки блока, отдельных подшипниках или втулках распределительного вала. Недостаток масла вызывает задиры и увеличение зазора.

снижение давления масла в головке блока;
нестабильная работа фазорегулятора;
радиальный стук;
изменение положения вала;
износ сальника;
повреждение головки блока;
заклинивание вала.

Изгиб и поломка вала

Вал деформируется или ломается при неравномерной затяжке опор, заклинивании клапана, контакте клапанов с поршнями, перескоке ГРМ или неправильном демонтаже.

Начальная диагностика

Уточнить условия появления шума или потери мощности.
Проверить уровень и состояние масла.
Считать коды и параметры положения валов.
Выполнить диагностику шумов двигателя.
Проверить давление масла.
Оценить механические фазы.
Снять крышку коромысел.
Проверить клапанные зазоры.
Оценить подъем кулачков.
Осмотреть толкатели и коромысла.
Проверить масляный фильтр на металлические частицы.

Визуальный осмотр

После снятия крышки коромысел осматривают все кулачки при медленном ручном проворачивании двигателя.

гладкость рабочих поверхностей;
отсутствие задиров и раковин;
симметрию контактной дорожки;
состояние роликов коромысел;
отсутствие металлической пыли;
подачу масла;
состояние крышек опор;
положение задающего диска;
следы контакта с головкой или крышкой.

Измерение подъема

Фактический подъем проверяют индикатором на толкателе, коромысле или клапанном механизме. Результат сравнивают с одинаковыми кулачками и заводскими данными.

Низкий подъем вызывают:

износ вершины кулачка;
деформация толкателя;
износ ролика коромысла;
неправильный клапанный зазор;
неисправность системы изменяемого подъема;
ошибка измерения.

Проверка снятого вала

высота и профиль каждого кулачка;
диаметр опорных шеек;
овальность и конусность;
биение на контрольных опорах;
состояние осевых упоров;
посадка шестерни или фазорегулятора;
шпоночный паз;
резьба центрального болта;
масляные каналы;
задающий диск;
трещины.

Допустимые размеры, биение и зазоры берут из документации конкретного двигателя.

Проверка зазора в опорах

Радиальный зазор определяют измерением шеек и отверстий опор либо предусмотренным контрольным материалом.

При увеличенном зазоре проверяют:

головку блока цилиндров;
крышки опор;
подшипники или втулки;
давление масла;
остальные шейки;
масляные каналы.

Проверка осевого зазора

Осевое перемещение ограничивается упорной поверхностью, пластиной или крышкой опоры. Чрезмерный зазор смещает задающий диск, фазорегулятор и рабочую кромку сальника.

Проверка клапанного механизма

толкатели;
ролики коромысел;
оси коромысел;
гидрокомпенсаторы;
регулировочные шайбы;
торцы клапанов;
пружины клапанов;
направляющие клапанов;
масляные каналы головки блока.

Проверка механических фаз

Ошибки положения вала могут быть вызваны приводом ГРМ. Выполняют проверку фаз газораспределения.

положение коленчатого вала;
базовое положение распределительных валов;
состояние ремня или цепи;
натяжители и направляющие;
шестерни и фазорегуляторы;
шпонки и фрикционные посадки;
задающие диски датчиков;
заданный и фактический угол.

Когда вал заменяют

кулачок потерял допустимый профиль;
закаленный слой выкрошился;
имеются глубокие задиры;
шейки недопустимо изношены;
вал изогнут;
имеется трещина или поломка;
повреждена посадка шестерни;
деформирован задающий диск;
ослабли составные кулачки;
изношен эксцентрик насоса;
восстановление не предусмотрено.

Можно ли восстановить вал

Шлифование, наплавка и повторное упрочнение возможны только при наличии специализированной технологии, которая восстанавливает профиль, твердость и соосность.

Ручная полировка не восстанавливает:

высоту кулачка;
закаленный слой;
овальность шейки;
изгиб;
трещину;
посадку шестерни.

Подбор распределительного вала

VIN автомобиля;
код и номер двигателя;
дату производства;
впускной или выпускной вал;
левый или правый ряд цилиндров;
количество и расположение кулачков;
тип толкателей или коромысел;
систему изменяемого подъема;
посадку фазорегулятора;
форму задающего диска;
эксцентрик привода насоса;
количество и диаметр шеек;
OE-номер и техническую версию.

Что проверяют или заменяют одновременно

комплект распределительного вала;
толкатели или коромысла;
гидрокомпенсаторы;
втулки распределительного вала;
сальник распределительного вала;
регулятор распределительного вала;
шестерню распределительного вала;
ремень или цепь ГРМ;
натяжители и направляющие;
прокладку крышки коромысел;
моторное масло и масляный фильтр.

Подготовка к замене

Изучить сервисную процедуру двигателя.
Считать ошибки и сохранить фактические углы.
Установить двигатель в контрольное положение.
Зафиксировать коленчатый и распределительные валы.
Снять крышку коромысел.
Разгрузить ремень или цепь ГРМ.
Обозначить крышки опор и направление установки.
Подготовить прокладки, сальники и крепления.
Очистить рабочую зону.
Подготовить монтажную смазку.

Снятие вала

Снять фазорегулятор или шестерню.
Ослаблять крышки опор постепенно.
Учитывать нагрузку клапанных пружин.
Не переставлять крышки.
Не поддевать вал по рабочим поверхностям.
Снять вал без ударов.
Разложить толкатели и коромысла по позициям.
Закрыть масляные каналы.
Осмотреть опоры головки.
Найти причину повреждения старого вала.

Установка нового вала

Сверить деталь с OE-номером.
Очистить каналы и опоры.
Смазать шейки и кулачки монтажным материалом.
Установить толкатели и коромысла на свои позиции.
Уложить вал в базовое положение.
Установить крышки по номерам и направлению.
Затягивать крепления постепенно.
Применить заводские моменты и углы.
Проверить свободное вращение.
Установить сальник, шестерню или фазорегулятор.
Восстановить привод ГРМ.
Выполнить проверку зазоров клапанов.

Крышки опор

В алюминиевых головках отверстия опор часто растачиваются после установки крышек. Поэтому каждая крышка имеет конкретную позицию и направление.

При повреждении могут потребоваться:

ремонт головки блока;
восстановление соосности;
установка ремонтных втулок;
замена головки блока.

Первый запуск

проверить уровень моторного масла;
установить исправный масляный фильтр;
подключить клапаны VVT и датчики;
проверить ручное проворачивание;
проверить механические фазы;
контролировать давление масла;
контролировать посторонний шум;
остановить двигатель при отсутствии смазки.

Для некоторых плоских толкателей требуется специальная процедура приработки по инструкции производителя.

Проверка после ремонта

давление масла создается без задержки;
кулачки и опоры получают масло;
нет металлического стука;
клапанные зазоры правильные;
механические фазы правильные;
заданный и фактический углы согласуются;
двигатель стабильно работает;
нет пропусков сгорания;
восстановлена мощность;
нет утечек;
в масле не появляется новая металлическая пыль;
не возвращаются ошибки фаз.

Практические случаи

Новый вал быстро получил задиры

Металлические частицы от старого вала остались в масляных каналах головки блока.

Изнашивался один кулачок

Ролик соответствующего коромысла заклинил и скользил по кулачку.

После замены осталось цоканье

Клапанный зазор не отрегулировали после установки нового вала.

Двигатель потерял мощность без ошибок

Несколько кулачков потеряли высоту, хотя механические фазы оставались правильными.

Вал заклинил после ремонта

Крышки опор перепутали местами, и соосность отверстий нарушилась.

Новый сальник снова потек

Передняя опора имела чрезмерный радиальный зазор.

Ошибка датчика осталась после замены

Задающий диск распределительного вала был смещен.

Вал сломался при снятии

Крышки опор ослабляли неравномерно, и усилие пружин изогнуло вал.

Типичные ошибки

заменять вал только по звуку;
не проверять давление масла;
не очищать масляные каналы;
оставлять поврежденные толкатели;
путать впускной и выпускной вал;
не сверять задающий диск;
переставлять крышки опор;
не учитывать направление крышек;
затягивать опоры неравномерно;
не использовать монтажную смазку;
перекрывать каналы герметиком;
не проверять клапанные зазоры;
не проверять механические фазы;
повторно использовать одноразовый болт;
вращать двигатель стартером до ручной проверки;
не проверять свободное вращение;
не контролировать давление масла;
не проверять фильтр на стружку;
игнорировать износ опор головки;
не проверять результат под нагрузкой.

Товарные группы TESMA

Валы распределительные
Комплекты распределительного вала
Толкатели и коромысла клапанов
Гидрокомпенсаторы
Сальники распределительного вала
Регуляторы фаз газораспределения
Цепи ГРМ
Комплекты ремня ГРМ
Масло моторное
Фильтры масляные
Инструмент

Вал распределительный подбирают по VIN, коду двигателя, OE-номеру, впускному или выпускному положению, ряду цилиндров, профилю кулачков, конструкции опор, фазорегулятору, задающему диску и приводу дополнительных насосов.

Частые вопросы

Для чего нужен распределительный вал?

Он управляет открытием и закрытием клапанов и формирует фазы газораспределения.

Почему изнашиваются кулачки?

Из-за недостаточной смазки, загрязненного масла, неисправных толкателей или роликов, неправильных зазоров и повреждения закаленного слоя.

Можно ли определить износ по звуку?

Только предварительно. Требуются осмотр, измерение профиля, проверка подъема и давления масла.

Может ли вал вызвать пропуски сгорания?

Да. Изношенный кулачок недостаточно открывает клапан и нарушает наполнение цилиндра.

Почему снижается мощность без ошибок?

Постепенный износ кулачков уменьшает подъем клапанов и не всегда сразу фиксируется электронным блоком.

Можно ли заменить только вал?

Только после проверки толкателей, коромысел, опор, масляных каналов и привода ГРМ.

Нужно ли менять сальник?

При снятом валу сальник обычно проверяют и заменяют при износе или утечке.

Нужно ли регулировать клапаны?

На двигателях с регулируемыми зазорами проверка обязательна.

Почему новый вал заклинивает?

Возможны перепутанные крышки опор, деформация головки, неправильная затяжка или несоответствующая деталь.

Можно ли шлифовать кулачок?

Только по специализированной технологии с восстановлением профиля и твердости.

Влияет ли вал на давление масла?

Да. Чрезмерный зазор в опорах увеличивает внутреннюю утечку масла.

Что проверить после установки?

Свободное вращение, механические фазы, клапанные зазоры, давление и подачу масла, работу VVT, шум и утечки.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Вал распределительный определяет моменты открытия, продолжительность и подъем клапанов. Его исправность зависит от профиля кулачков, состояния шеек и опор, клапанного механизма, привода ГРМ и стабильной подачи моторного масла.

Цоканье, потеря мощности или ошибки фаз требуют комплексной проверки. Перед заменой диагностируют давление масла, кулачки, толкатели, коромысла, клапанные зазоры, механические фазы и опоры головки блока. При установке крышки опор сохраняют на своих местах, крепления затягивают постепенно по заводской схеме, а после запуска контролируют смазку, давление, шум и фактическое положение вала.