Разпределителният вал е от решаващо значение за основната функция на двигателя. Състои се от две отделни части, камерите и вала, разпределителният вал е елементът, който позволява на клапаните да се отварят. Докато валът се върти, яйцевидните гърбици (или "лобове") избутват клапаните отворени в синхрон със зъбното коляно на коляновия вал.
Идентифициране на разпределителния вал
При съвременните двигатели с горна гърбица (OHC) разпределителният вал е разположен в главата на цилиндъра. Двигателите с единичен OHC (SOHC) имат една гърбица на банка, обикновено монтирана между стеблата на клапаните. Кобилните рамена предават движението на SOHC към клапаните. Двигателите с двоен OHC (DOHC) имат две гърбици на банка, обикновено директно над стеблите на клапаните, един за всмукателни клапани и един за изпускателни клапани. Силата се предава директно към клапана. I4 (четирицилиндров) SOHC двигател има един разпределителен вал, докато V6 или V8 SOHC двигател има два. I4 DOHC двигател има два разпределителни вала, докато V6 или V8 DOHC двигател има четири разпределителни вала. Двигателите с горна гърбица имат от три до пет клапана на цилиндър, но обикновено два всмукателни и два изпускателни клапана.
По-стари двигатели и няколко по-нови „буталки“ двигатели имат един разпределителен вал в блока на цилиндъра. Дългите метални тласъци предават движението на разпределителния вал към кобилните рамена, които предават това движение на клапаните. Двигателите с Pushrod обикновено имат два или три клапана на цилиндър, обикновено един всмукателен и един изпускателен клапан.
Типичният разпределителен вал е фрезован от грубо оформена стоманена заготовка. Някои производителни и персонализирани разпределителни валове могат да бъдат фрезовани от твърд стоманен блок.
Как работят разпределителните валове
Докато разпределителният вал се върти, лопатките на гърбицата се движат нагоре и надолу. При DOHC двигателите всяко завъртане кара един гърбичен лоб да избута клапана надолу, отваряйки го в цилиндъра. По същия начин, при SOHC и двигателите с тласък, гърбицата натиска лостните рамена (или тласкачите тогава кобилни рамена), отваряне на клапана. Тъй като гърбицата се върти по-нататък, пружината на клапана принуждава клапана обратно, затваряйки го.
Разпределителният вал обикновено е свързан към коляновия вал с помощта на a ангренажна верига или ангренажен ремък. В някои двигатели с тласък могат да се използват и зъбни колела. Зъбното колело на разпределителния вал има два пъти повече зъби от предавката на коляновия вал, което му позволява да се върти с половината от скоростта на коляновия вал. Разпределителният вал има четири различни хода: всмукване, компресия, мощност и изпускане.
Обикновените разпределителни валове са направени така, че да съответстват на типичните работни характеристики и могат да подчертаят ефективността на движение по магистрала или мощността от нисък клас. По подобен начин „повдигането“ на клапана се отнася до височината на лопатката спрямо центъра на вала, което определя колко далеч се отваря клапанът. При фиксирани разпределителни валове това не е регулируемо, но има обстоятелства, при които двигателят може да „диша“ по-добре, само ако клапаните могат да се отворят малко повече. Също така, фиксиран разпределителен вал може да отвори всмукателния клапан 10° преди TDC (BTDC) и да го затвори 5° след дъното мъртва точка (ABDC) и отворете изпускателния клапан 15° преди долната мъртва точка (BBDC) и го затворете на 5° ATDC. Това се нарича продължителност на отваряне на клапана. Това работи добре средно но не се отличава в нито една ситуация на шофиране.
Специализирани функции на разпределителния вал
Времето е важно. Вентилите трябва да се отварят и затварят на определени интервали в зависимост от позицията на цилиндъра. Например, тъй като цилиндър № 1 идва в горната мъртва точка (TDC) при изпускателния ход, разпределителният вал отваря всмукателните клапани и затваря изпускателните клапани. В същото време цилиндър №3 може да достига ГМТ на такта на компресия, така че разпределителният вал ще остави тези клапани затворени.
Разпределителните валове, оборудвани с променливо време на клапаните (VVT), използват хидравлични задвижващи механизми за предварително или забавяне фаза на клапана по отношение на ъгъла на коляновия вал. VVT позволява високоскоростна ефективност или нискоскоростна мощност.
Използвайки специализирани разпределителни валове с променливо повдигане на клапана (VVL) и компютърно управлявани соленоиди или хидравлични задвижващи механизми, ECM може да избира между две повдигане на клапана опции, в зависимост от търсенето на водача.
При превозни средства с директно впръскване на гориво, някои дизелови двигатели и повечето бензинови двигатели с директно впръскване, горивна помпа с високо налягане (HPFP) се задвижва от лоб на един от разпределителните валове.
Често срещани проблеми с разпределителния вал
Тъй като разпределителният вал е твърд стоманен компонент, той не е склонен към износване или счупване. При повечето двигатели други части ще се износят преди разпределителния вал. Все пак има няколко често срещани проблема с разпределителния вал, които могат да възникнат.
- Износени камери (наричани още „изтрити“ или „избити“) се отнася до гърбични лопатки, които са износени. Износените гърбици няма да отворят клапаните толкова, колкото е предвидено, което води до лоша работа на двигателя и неправилно запалване на цилиндъра. Ако това се отрази на HPFP, недостатъчното налягане на горивото ще доведе до по-високи емисии и произволно неправилно запалване.
- Износени повдигачи не се отнасят за изключителен проблем с разпределителния вал, но могат да бъдат задвижвани от разпределителния вал. Износеният повдигач няма да повдигне клапана толкова, колкото е предвидено, ако изобщо се чува, и обикновено се чува като тракане или почукване в капака на клапана.
- Счупен разпределителен вал се отнася до катастрофална повреда на разпределителния вал. Това може да е производствен дефект или да е причинено от захващане на разпределителния вал. При двигателите с тласък, счупеният разпределителен вал може значително да повреди свързващите пръти, цилиндровия блок, буталата или коляновия вал. При двигатели за смущения счупен разпределителен вал може да повреди главата на цилиндъра, клапаните или буталата.
И трите от тези проблема са причинени от липса на правилна поддръжка на двигателя. Предотвратете проблеми с разпределителния вал, като извършвате редовна смяна на двигателното масло с качествено масло, което се придържа към производителя препоръки относно интервала за смяна на маслото, вида на маслото и вискозитета на маслото, както и избягването на двигателя прегряване.
