Что дает спортивный распредвал

Выбираем спортивный распредвал вместе

Множество интернет- источников затрагивает вопросы тюнинга автомобиля и тюнинга двигателя в частности. Для этих целей предлагаются целые наборы аксессуаров и тюнинг запчастей. Но, что странно, практически все усилия по тюнингу почему-то направлены на увеличение мощности мотора. А о таком важном показателе, как величина крутящего момента, и его значение на разных диапазонах работы двигателя, просто умалчивают. Хотя это крайне неправильно. К примеру, уменьшение мощности мотора ВАЗ 2109 на 10 л.с, приведет всего лишь к падению максимальной скорости примерно на 6 км/ч. На тягу особого влияния данный показатель не окажет. Ведь именно крутящий момент позволяет автомобилю стремительно развивать скорость с места и в движении, без провалов и дерганий. И для того, чтобы двигатель стал послушным в данном плане, серьезные тюнеры используют специальные распредвалы, в том числе и спортивной направленности. Так как именно распредвал является механическим «мозгом» двигателя и отвечает за характер его работы.

Спортивный распредвал — добавит мощности и надежности

Крутящий момент и его влияние на работу мотора

Для того, чтобы разобраться, зачем автомобилю нужен спортивный распредвал, следует рассмотреть проблему крутящего момента с технической стороны. Наверное, не раз владельцы отечественного автопрома чувствовали, что двигатель становится более-менее приемистым лишь после отметки в 3000 об/мин. До этого показателя любая попытка выдавить из движка быстрый разгон приводит к провалам в работе и дерганью авто. Что в итоге приводит к поломкам сцепления. А на пятой передаче, пока не разгонишь авто до приемлемого значения скорости, оно вообще ехать отказывается. Это получается из-за того, что на низких и средних оборотах показатель величины крутящего момента очень низкий, это в разы уменьшает тяговитость мотора в независимости от его мощности. Самым оптимальным вариантом является двигатель, у которого как в низком, среднем, и высоком диапазонах, показатель крутящего момента стабилен и максимально приближен к пиковому. Но, к сожалению, такой идеальный вариант еще не создан. Хотя, благодаря тюнингу, можно немного приблизиться к идеалу.

Зависимость оборотов двигателя и крутящего момента

Причем здесь спортивный распредвал

А для чего же нам нужен распредвал, да еще спортивного типа. Оказывается, все очень просто и логично. Ведь графический показатель крутящего момента (кривая) напрямую зависти от параметров газораспределения. Их еще называют «фазами газораспределения». Которые подразумевают под собой время и величину открытия клапанов в двигателе. А как известно, из устройства двигателя данные величины зависят от профиля кулачков распределительного вала, и их угла поворота. В связи с этим большинство серийных автомобилей имеют некий усредненный показатель фаз газораспределения. Так как простому обывателю необходимо, чтобы на нижних передачах автомобиль мог уверенно тронуться с места, а при движении на средних и высоких скоростях расход топлива и приемистость двигателя имели эффективные показатели.

Распредвал влияет на всю работу двигателя

Тем же, кто не видит себя вне скоростного и динамичного автомобиля, просто необходимо заменить штатный распредвал на другой тюнингованый. Их не редко еще называют спортивными.

Отличия спортивного распредвала от серийного образца

Отличием спортивного распредвала от обычного серийного является измененная геометрия кулачков. Они имеют более высокую и широкую форму, что приводит к поднятию клапана на большую высоту, и на больший временной промежуток открытия. Это позволяет подать в цилиндры полноценную порцию топливно-воздушной смеси. Кроме этого, за счет плавных или, наоборот, острых форм кулачков спортивный распредвал отличается стабильной работой клапанов в заданном диапазоне работы двигателя.

Выбор спортивного распредвала

Как правило, большинство спортивных распредвалов устанавливают с так называемой разрезной шестерней. С ее помощью можно более точно настроить и отрегулировать фазы газораспределения. Что позволяет добиться максимального показателя мощности и кутящего момента в заданном диапазоне работы мотора.

Установка спортивных распредвалов определенной конфигурации позволяет отрегулировать мотор таким образом, что граница детонации под нагрузкой смещается до предельного уровня. То есть даже при небольших оборотах перестают стучать пальцы. Что заметно увеличивает ресурс работы мотора. А можно выбрать такой распредвал, который на трассе позволит ощутить всю мощь двигателя в полной мере.

Спортивный распредвал значительно увеличит мощность двигателя

Кроме этого, установка спортивного распредвала позволяет облегчить процедуру регулировки зазоров за счет увеличения участков сбега кулачков со стороны закрытия клапанов. Это так же приводит к уменьшению количества регулировок зазоров за определенный период времени. То есть при использовании обычного распредвала требовалось бы до 4 регулировок зазоров клапанов при пробеге автомобиля равном 60 тыс км. Использование спортивного распредвала за этот же промежуток потребует лишь одной регулировки зазоров. А это не только увеличенный ресурс, но и сэкономленное время и деньги.

Классификация спортивных и тюнингованных распредвалов

Естественно, что для разных автомобилей используются различные спортивные распределительные валы. Однако, все они подразделяются на несколько классов. Данная классификация в первую очередь указывает диапазон работы двигателя, на котором вал дает максимальную эффективность.

Низовые

Так различают низовые распредвалы. Данный вид валов обеспечивает небольшую величину подъема клапана, но при этом отсутствует зона перекрытия клапанов (когда впускной и выпускной клапан приоткрыт одновременно). В этом случае предотвращается попадание рабочей смеси из камеры сгорания обратно во впускной тракт. Однако, малая высота подъема вызывает попадание недостаточного количества смеси на высоких оборотах, что уменьшает максимальную мощность. В связи с этим такой класс распредвалов применяется для автомобилей городской ориентации – ситикары.

Преимуществом низовых распредвалов является высокий показатель крутящего момента на низких оборотах. Это позволяет резко ускорятся с места (на светофорах, перекрестках). На среднем диапазоне такие распредвалы ведут себя подобно серийным, а вот на высоких даже уступают им.

Универсальные

Данный класс распредвалов еще именуют «трасса-город». Они не слишком отличаются по показателям от серийных, и имеют высокие характеристики именно на средних оборотах двигателя.

Верховые распредвалы

Распредвалы так называемого «верхового» класса обладают широкой зоной перекрытия клапанов и обладают широкими фазами. Это способствует наполнению двигателя смесью на верхах, за счет увеличения показателя проходного сечения в клапанных зонах и благодаря такому эффекту, как инерционный наддув. Последнее явление представляет собой втягивание воздушно-топливной смеси в камеру сгорания, за счет выхода продуктов горения в выпускной коллектор. Получается как бы эффект вакуумного всасывания. В этом случае двигатель получает заметную прибавку в мощности, и крутящий момент имеет максимальное значение в зоне высоких оборотов. Однако, на низах это приводит к провалам в работе мотора за счет того, что часть смеси выталкивается обратно во впускной коллектор. Причем чем выше значения максимума крутящего момента по отношению к оборотам мотора, тем сильнее проявляется негативный эффект на низах. Именно верховые распредвалы еще подразделяют на два подвида верховые тюнинговые и верховые спортивные. Они отличаются друг от друга лишь фазовыми характеристиками.

Верховые спортивные распредвалы

Верховые спортивные распредвалы абсолютно не предназначены для движения в городских условиях. Они обладают значительным провалом на низких диапазонах работы двигателя, и максимальной отдачей лишь на предельных режимах работы.

Параметры выбора распредвала

Как выбрать спортивный распредвал для своего автомобиля. Для этого следует помнить, что в зависимости от профиля кулачков распредвала регулируется высота поднятия клапана и время его в открытом состоянии. Поэтому даже по внешнему виду можно отличить верховой распредвал от низового. Верховой имеет кулачки более узкие и острые, за счет чего клапан может открываться на большее время до значений равным до 13,2 мм. Кстати, такие большие значения открытия клапанов приводят к тому, что в поршнях приходится вырезать специальные углубления, которые предотвращают столкновения поршней и клапанов в ВМТ, в то время как низовой распредвал имеет более мягкие и плавные формы кулачков. Это позволяет ему приоткрывать клапан на небольшую величину и на короткое время.

Распредвалы выбирают по определенным параметрам

Что в итоге

Рассмотрев проблему установки спортивного распредвала с нескольких сторон, можно сделать следующие выводы:

Выбор распредвала в первую очередь зависти от того, какой режим вождения вам необходим больше. Если это резкая разгонная динамика на небольших скоростях, то тогда низовой распредвал с плавным профилем кулачков ваш лучший друг.

Если ваш конек скорость и стремительность на треке (трассе), тогда вам понадобится верховой распредвал с его более острыми кулачками.

Спортивный распредвал (тюнинг): какой выбрать?

Один из основных показателей, на которые обращаются внимание при выборе автомобиля – это мощность двигателя. Соответственно, на мощность двигателя влияет ГРМ (газораспределительный механизм). Вернее, его основная деталь – распредвал.

Какие, и для чего существуют распредвалы

И никогда бы речь не шла о том, как подобрать распредвал, если бы все водители ограничивались тем, что имеют на авто с конвейера – двигатель стандартной комплектации со стандартными показателями мощности.

Но, водители ведь тоже люди, а значит, каждый из нас имеет свой характер, и хочет двигаться на автомобиле, в соответствие с основными чертами своего характера. Кто-то спокойно и без лишней суеты на дороге. А кому-то подавай драйв, резкий уход вперед на светофоре, ветер в лицо на трассе.

Читайте также:  Что такое регулятор давления

Собственно, отсюда и возникает необходимость в тюнинге двигателя, одним из основных факторов которого является замена штатного на спортивный распредвал. И очень часто «горячие» парни задают вопрос о том, как выбрать распредвал из массы предложений на сегодняшнем рынке запасных деталей для ремонта и тюнинга авто.

И если машины импортного производства обладают достаточно мощными двигателями, то на просторах нашей страны чаще всего ищут спортивный распредвал на классику. Даже порой и не для особого драйва, а для улучшения характеристик двигателя.

Ведь замена распредвала, по сути своей формирует характер работы вашего двигателя, определяя скорость подъёма и продолжительность открытия клапанов.

Как правило, распредвал расположен в верхней части головки блока цилиндров. Это сегодня. Ранее на двигателях применялся, так называемый, низовой распредвал. Количество распредвалов зависит от количества цилиндров двигателя и рядности цилиндров двигателя.

Почему возникает такой спрос на спорт распредвал? Ответ прост. Они обеспечивают наиболее оптимальную подачу заряда воздушно-топливной смеси в цилиндры, за счет увеличения высоты подъёма клапанов.

Плавность профиля кулачков у тюнинг распредвала обеспечивает наиболее надёжную работу ГРМ. Кроме того, у спортивного распредвала есть характерная особенность – он увеличивает границу детонации. Т.е это движение без характерного «стука пальцев», так знакомого водителям классических отечественных моделей авто.

Типы спортивных распредвалов

Тюнинговые распредвалы, предлагаемые сегодня потребителю, предназначены для движения авто в разных дорожных условиях. Выбирая распредвал для своего авто, вы должны понимать, для чего он вам нужен, именно такой.

  • низовой распредвал для городского цикла. Меняет кривую крутящего момента в пользу низких оборотов;
  • распредвал низ – середина (город-трасса). Рекомендуется для участия в «дрэге»;
  • верховой распредвал – для трассы. С ним в жертву принесены низкие обороты.

Разность параметров и характеристик распредвалов достигается за счет изменения формы профиля кулачков. Широкие и плавные для низовых, узкие и более заострённые для верховых.

После установки тюнингового распредвала, требуется проводить регулировку клапанов. Уж как вы их будете выставлять: на опережение или запаздывание, это зависит от того, чего вы ждёте от своего авто.

Ясно одно. Спортивные распредвалы, установленные на «классические» автомобили – это уже отличный тюнинг двигателя. И, самое главное, не обязательно для каких-либо экстремальных действий. Обычные водители с обычным, нормальным стилем вождения, остаются очень довольны изменениями характеристик двигателя, после замены распредвала.

Распредвалы от отечественных брендов

Кто, как ни мы, знаем, что требуется нашим Нивам, Жигулям, Ладам и Калинам. И неудивительно, что наиболее ходовыми и актуальными являются распредвалы от отечественных производителей.

Их можно оценивать по-разному, можно выискивать недостатки и преимущества. Но… у кого их нет? Поэтому для информации, мы постараемся, коротко осветить наиболее характерные бренды отечественных тюнинговых распредвалов.

Распредвал Нуждин или распредвал Колобок. Выпускаются для разных модификаций классических ВАЗовских двигателей. Установка этих распредвалов, по рекомендации производителя, требует замены верхних тарелок пружин клапанов, заменяя их специально доработанными. Позволяют снижать износ частей ГРМ и расход топлива.

Выпускаемый Опытным Конструкторским Бюро ОКБ Динамика распредвал, идеально подходит для серийных двигателей в режиме среднего и верхнего диапазона. Наибольший эффект пр установке данного типа распредвалов достигается при установке на доработанные серийные двигатели. Увеличение мощности, естественно зависит от типа распредвала.

Распредвалы Мастер Мотор взаимозаменяемы с серийными распредвалами на отечественных авто. Компания выпускает различные типы распредвалов с разными техническими характеристиками. Качество продукции на рынке запасных деталей, оценивается экспертами на твердую отличную оценку.

Любой, представленный брендом Стольников, распредвал в зависимости от типа, устанавливается аналогично штатным распредвалам. В некоторых моделях требуется настройка перекрытия, в некоторых нет. Предназначены для двигателей всей линейки объемов. Некоторые типы распредвала требуют доработки головки блока цилиндров.

Распредвалы СТИ (производство Тольятти) позиционированы, как спортивные, тюнинговые. Предназначаются для форсировки двигателей. При изготовлении распредвала СТИ использует свою методику проектирования кулачка.

Распредвал Тайга применяется для тюнинга двигателя и спортивного стиля. Комплекты идут в развесованом виде. Его называют «резвый» распредвал. Особенно для классических моделей Жигули-ВАЗ. Данный распредвал создан с целью увеличения тяговых характеристик двигателя 1,7. В нем изменены: фаза газораспределения и увеличена высота кулачков впускных клапанов.

Распредвалы УСА в комплекте для установки на различные модификации ВАЗовских двигателей. Установка производится согласно штатным параметрам. Доработки ГБЦ, как правило, не требуют. В некоторых типах, при установке необходима доработка (калибровка) ЭБУ. Позиционированы для режима город-трасса.

Распредвал Эстонец устанавливается по аналогии со штатным распредвалом. Считается легендарным для классических моделей авто, используемых в спортивных соревнованиях. Особенность – основная тяга характерна на высоких оборотах двигателя.

Любой, предлагаемый достаточно известным брендом Брагин распредвал, позиционируется как спортивный тюнинговый распредвал для форсирования двигателя. В основном типы для режима город – трасса.

Естественно, мы не станем характеризовать каждый тип распредвала по подъёму клапанов, ширине фаз или повышению крутящего момента. Для этого существуют специальные табдицы, изучив которые, вы сами сделаете выбор распредвала для тюнинга своего двигателя в зависимости от цели этого самого тюнинга.

Удачи вам при выборе и установке распредвала на свой автомобиль.

Есть ли смысл ставить спортивный распредвал?

Есть ли смысл ставить спортивный распредвал? Мы постараемся ответить на этот вопрос в нашем тексте.

Одним из самых распространенных видов тюнинга, является установка спортивного распредвала. Различают «низовые» и «верховые» валы. Как они работают и что это такое?

Сам по себе распределительный вал, с механической точки зрения — это «мозг» двигателя, он определяет продолжительность открытия клапанов и скорость их подъема, как раз это в основном и формирует характер его работы.

Мы хотим улучшить характеристики своего авто, меняя в нём какие-либо детали. Так как стандартные устройства, зачатую, очень усреднены, поэтому не могут в полной мере удовлетворить наши запросы.

Одной из основных и самых главных характеристик двигателя является его мощность, так же на его работу влияет крутящий момент. Часто наибольшую мощность на стандартном автомобиле можно получить только лишь по достижении определенных оборотов, которые близки к максимальным. Водителям – экстремалам нужен приемистый двигатель, который будет устремлять машину вперед сразу после нажатия педали газа. Именно это и обеспечивает крутящий момент, если он относительно постоянный и достаточно большой на средних и низких оборотах. С точки зрения гонщиков, двигатели ВАЗ имеют очень большой недостаток – у них отсутствует тяга на низких частотах вращения коленвала. Двигатель не обладает достаточной приемлемостью до 3000 оборотов, в результате чего происходят постоянные дерганья при трогании машины с места, при резком нажатии на педаль газа зачастую наблюдаются провалы. Для улучшения приемистостности, необходимо увеличить подачу нужного количества рабочей смеси в цилиндр, другими словами надо изменить фазы закрытия и открытия клапанов.

В автомобилях где установлен спортивный распредвал, подача заряда смеси в цилиндр – оптимальна, что достигается увеличением высоты подъема клапанов. В тюнингованых кулачках хорошая плавность профиля, а это обеспечивает хорошую работу газораспределительного механизма. Особенность спортивных валов – это сдвиг границы детонации, это очень заметно при вращении коленвала на малых частотах.

В современном мире существует множество спортивных распредвалов, все они предназначены для разных способов вождения:

вал верховой “трасса”;
вал универсальный “город — трасса”;
вал низовой моментный для езды по городу.

При выборе определенного объема расредвала для двигателя с меньшим подъемом клапанов, вы реализуем в наибольшей степени положительный эффект когда производится вращении коленвала на низких частотах. Повышение мощности на высоких частотах позволяет использовать распредвал с большим подъемом кулачков.

Когда выбирают вал, зачастую стараются изменить кривую крутящего момента или же поменять мощность в диапазоне рабочих режимов двигателя, в зависимости от вашего стиля вождения и личных пожеланий. А максимальное значение либо поднимают в область высоких оборотов – тогда вал называют «верховым», либо в область низких оборотов – тогда он будет «низовым».

В случае, если вы хотите увеличить эффективность уже заданных оборотов, вам придется жертвовать другими параметрами. Например, «низовые» валы не дотягивают в зоне высоких оборотов, а «верховые» не так хорошо работают на холостом ходу, когда частоты вращения низкие. В итоге, если вам надо подготовить машину к «дрэгу», то на авто надо установить вал “низы—середина”, а если вас не устраивает «тупизна» машины при езде, в таком случае поможет “верховой” вал.

После того, как спортивный расперед вал установлен, вам стоит отрегулировать клапаны. Может оказаться, что когда оба клапана поднимаются одинаково, в этот момент, когда перекрывается измененный расредвал, не будет заметен должный эффект. Если же поставить распредвал на опережение, то впускной клапан будет открываться больше чем выпускной, что придает мотору дополнительной мощности на высоких оборотах. А если же установить распредвал на запаздывание, то это обеспечит лучший подъем выпускного клапана, но ухудшит впускной, в результате чего поднимется тяга в области низких частот.

Читайте также:  Что случилось с Lada Kalina после 100 тыс. пробега

Поднятие клапанов.

В стандартных распределительных валах клапан поднимается примерно на 10 мм, в то время как в спортивных распредвалах эта цифра может достигать 13-14 мм. Подобные цифры, характеризующие высоту поднятия клапана, зачастую приводят людей в заблуждения, они думают – чем больше открывается клапан, тем большую мощность будет давать двигатель, на самом деле это не совсем так. Бывают случаи, когда высоту поднятия клапана увеличивают для того чтобы продлить время «зависания» клапана в точке, когда он максимально поднят. Один из способов увеличить время поднятия клапана – это поднять его на большую высоту.

При помощи опытов можно определить, в какой именно момент поток смеси через систему из клапана в седло начинает идти на убыль. По достижению этого момента клапан поднимать дальше не имеет смысла, так как это не приведет к увеличению мощности. Смысл того, что клапан открывается быстро заключается в движении клапана для создания в впускном клапане «импульса». Благодаря такому процессу мощность двигателя автомобиля зависит от конструкции распределительного вала, этот импульс приводит к увеличению мощности и влияет на частоту вращения.

Если упоминать настройку двухвальных и одновальных двигателей, то тут нет никаких принципиальных различий. Однако в двухвальном двигателе можно поиграть с настройками, так как валы работают независимо друг от друга и настраивать их нужно тоже отдельно. Чтобы упростить эту задачу нужно пользоваться теми парами, которые рекомендованы производителем и брать при этом только полнообазные валы. В таком случае ваши затраты на доработки будут минимальными.

Чтобы не говорили о том, есть ли смысл ставить спортивные распредвалы на автомобиль, но без этого полноценный тюнинг невозможен. Спортивный распределительный вал имеет своих почитателей не только среди гонщиков, но и среди рядовых автовладельцев. «Кривой» вал раздвигает границы для любого водителя.

Спортивные распредвалы – как они работают

Максимальная мощность двигателя и форма графика мощности зависят от распредвала больше, чем от остальных элементов двигателя.

Рассмотрим, как работает распредвал на примере одного цилиндра, и какие при этом существуют ограничения.

В идеальном режиме, когда поршень движется вниз в цикле всасывания, впускной клапан открывается, пропуская в цилиндр топливовоздушную смесь, и закрывается после заполнения цилиндра. Учитывая, что фаза и «длительность» работы кулачка являются фиксированными, они будут идеальными лишь при определенной частоте вращения коленвала и, возможно, лишь при единственном положении дроссельной заслонки. Это то, чего многие не понимают. При разных оборотах двигателя клапан будет закрываться либо с опозданием, и тогда смесь, заполнившая цилиндр, начнет выходить обратно, либо раньше времени, до того, как смесь заполнит цилиндр до конца. Поэтому, в реальности, все распредвалы работают в компромиссном режиме. Если мы хотим получить от распредвала выигрыш только в мощности, то это произойдет за счет качества работы на холостых оборотах и крутящегой момента в режиме рабочего диапазона.

Начнем с начала. Период, в течение которого впускной клапан открыт, назовем термином «продолжительность». Продолжительность выражается в градусах поворота коленчатого вала. При работе стандартного распредвала клапан начинает открываться при «недовороте» коленвала 5-10 градусов до ВМТ (верхняя мертвая точка). Стандартный распредвал открывает клапан плавно — для уменьшения износа и снижения шума. Далее клапан достигает верхней точки и, наконец, закрывается примерно при 20 градусах после НМТ (нижняя мертвая точка). Этот период времени называют «продолжительностью работы кулачка». Обычно он составляет 200 – 220 градусов поворота коленчатого вала. Многие мотористы первым делом стараются увеличить продолжительность работы кулачка. Как правило, большая продолжительность позволяет двигателю развить большую мощность на повышенных оборотах. У высокопроизводительных распредвалов продолжительность работы кулачков может составлять от 250 до 320 градусов, а на гоночных двигателях — и более. Однако, само по себе это число пока еще ни о чем не говорит. Кулачок, например, может иметь очень пологие траектории подъема и опускания, тогда выигрыш в увеличении общей зоны открытия под клапаном, по сравнению со стандартным кулачком, получится небольшим. В то же время, кулачок с такой же продолжительностью, но с крутыми профилями будет обеспечивать очень быстрое открытие и закрытие, что придаст двигателю совершенно иные характеристики,

У стандартного распредвала для дорожных машин кулачок поднимает клапан на 9,6 мм, в то время как у спортивных двигателей эта цифра может доходить до 13,2 мм. Цифры, характеризующие высоту открытия клапана, часто производят впечатление — люди инстинктивно полагают, что чрезмерное увеличение высоты подъема дает большую мощность, хотя, это не совсем так. Иногда высоту подъема увеличивают для того, чтобы увеличить время «зависания» клапана в точке максимального подъема. Один из способов получения выигрыша по времени без увеличения продолжительности состоит в поднятии клапана на большую высоту.

С помощью испытательного стенда можно определить, в какой момент поток смеси через систему клапан — седло начинает убывать. После этого момента нет смысла открывать клапан дальше — это не даст выигрыша в мощности. Смысл быстрого открывания клапана, или «ускорения клапана», заключается в том, что само движение клапана используется для создания во впускном коллекторе разрежения — «импульса». Именно благодаря этому процессу мощность двигателя начинает зависеть от конструкции распредвала, так как этот импульс влияет на частоту вращения, что и приводит к увеличению мощности.

Выпускной кулачок должен открывать клапан достаточно рано, чтобы цилиндр успел очиститься от продуктов сгорания. При позднем открытии оставшиеся в цилиндре несгоревшие газы будут смешиваться с поступающей свежей смесью; раннее открытие может существенно снизить мощность рабочего хода, так как давление, толкающее поршень вниз, будет сбрасываться через выпускной канал. Тоже и при закрытии: если закрыть клапан слишком рано, то отработанные газы не успеют выйти, а если слишком поздно, то входящая порция смеси будет вытолкнута в выхлоп вместе со сгоревшими газами. Такое может происходить потому, что в момент прохода поршня через ВМТ при переходе от такта выпуска к такту впуска впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Это называется «перекрытием клапанов». Этот «перелив» из впускного канала в выпускной может дать двигателю несколько преимуществ. Во-первых, выхлопные газы, выходящие из цилиндра могут быть использованы для создания вакуума — нечто подобное происходит при выдергивании пробки из бутылки. Это будет помогать опускающемуся поршню втягивать в цилиндр свежую смесь. Во-вторых, выхлопную систему можно настроить так, что свежая смесь, переливающаяся в выпускной канал, будут втягиваться обратно в камеру сгорания перед самым закрытием выпускного клапана. Решающим обстоятельством является здесь не продолжительность перекрытия (выражаемая в градусах поворота коленчатого вала), а то, насколько высоко поднимаются клапаны в верхней мертвой точке. При стандартном распредвале высота подъема обоих клапанов в верхней мертвой точке может доходить до 0,76 мм, в то время, как для гоночных автомобилей эта величина достигает 5 мм. В целом, чем больше подъем клапанов при перекрытии, тем при больших оборотах двигатель достигает максимальной мощности, и тем хуже распределение мощности. Здесь уже возникает проблема зазора между клапанами и поршнем. При чрезмерно больших кулачках, дающих высокий подъем клапанов в фазе перекрытия, приходится делать в поршнях специальные углубления — «карманы», чтобы исключить столкновение поршня с клапанами к верхней мертвой точке.

Может оказаться, что при одинаковом подъеме обоих клапанов в момент перекрытия модифицированный распредвал не дает максимальной эффективности. С помощью специального регулировочного шкива (его часто называют шкивом Верньера) можно выставить распредвал на «опережение», тогда в верхней мертвой точке впускной клапан будет подниматься больше, чем выпускной. Установка распредвала на «запаздывание» даст нам больший подъем выпускного клапана, чем впускного. Именно соотношение между подъемом двух клапанов в верхней мертвой точке и определяет эффективность работы распредвала. Теоретически, опережение распредвала будет смещать пик мощности вниз по диапазону оборотов, а отставание будет давать противоположный эффект. У некоторых двигателей, например Rover Мini и Ford, наилучшие результаты достигаются с опережающим распредвалом. Степень опережения выражается в градусах поворота коленвала, которое необходимо для полного открытия впускного клапана.

Продолжительность перекрытия в значительной степени определяется углом между выступами «впускного» и «выпускного» кулачков (этот угол называется «центральным углом кулачков»). Для распредвала с одинаковым подъемом клапанов в верхней мертвой точке этот угол составляет 110 градусов. Если вы выставите такой распредвал так, чтобы на 110 градусах он обеспечивал полное открытие впускного клапана, то обнаружите, что в момент перекрытия в верхней мертвой точке оба клапана открыты одинаково. Для обеспечения «опережающей» работы этого распредвала необходимо добиться полного открытия раньше, например, на 105 градусах.

Из вышеизложенного следует, что опережение распредвала можно регулировать, измеряя подъем клапанов в момент перекрытия в верхней мертвой точке. Независимо от того, какой это распредвал и на каком двигателе он стоит, одинаковый подъем клапанов в ВМТ будет иметь место при том угле поворота, на который развернуты друг относительно друга (в результате шлифовки) кулачки распредвала — обычно, 110 градусов. Можно выставить распредвал на опережение, но не следует его доводить до того, чтобы подъем выпускного клапана составлял меньше 66 процентов (2/3) от подъема впускного клапана. Например, если подъем впускного клапана — 3.8 мм, то подъем выпускного клапана — 2.5 мм. Распредвалы и их синхронизация — это очень сложная тема, доверять ее можно только профессионалам.

Читайте также:  Что такое термическая обработка

© 2005-2019 Автомобили в Саратове
Использование любого материала сайта без указания активной ссылки на сайт auto64.ru запрещено. Подробнее

Тюнинговые и спортивные распредвалы

Каждый из нас старается всячески улучшить свой автомобиль, и путей к этому находится великое множество. Когда же речь заходит о двигателе, все в один голос твердят об увеличении его мощности. Хотя, если более серьёзно подойти к вопросу, то прежде надо обратить внимание на его крутящий момент.

Мы знаем, что выжать наибольшую мощность возможно при стабильных максимальных оборотах, но такой режим двигателя применяется редко. Обычному водителю более важна приёмистость автомобиля, который послушно отзывается на педаль газа как в режиме хода с места, так и при его разгоне. Такое поведение машины обеспечивается большим и относительно постоянным крутящим моментом на низких и средних оборотах, чем и «грешат» ВАЗовские двигатели. На низкой частоте вращения коленчатого вала у них отсутствует достаточная «тяга».

Владельцы автомобиля ВАЗ часто жалуются на дёрганье машины в начале движения, заметные провалы при резком нажатии на «газ», у многих быстро «летит» сцепление и практически все отмечают неэффективность пятой передачи. Действительно, при оборотах двигателя менее 3000 об./мин. наблюдается его недостаточная приёмистость. Кривая крутящего момента зависит от параметров газораспределения, так называемых «фаз распредвала», а также «время-сечения» открытия клапанов, которые задаются профилем кулачков распредвала. В зависимости от его угла поворота и получается разная величина открытия клапана. Для лучшего функционирования автомобиля на низких оборотах добиваются быстрой подачи в цилиндр необходимого объёма рабочей смеси, то есть заметно сужают фазу открытия впускного клапана.

В отличие от обычных распредвалов, в спортивных моделях используются кулачки с другими геометрическими размерами. Их более высокая и широкая форма приводит к тому, что клапан поднимается на большую высоту и дольше находится в открытом состоянии, что обеспечивает подачу полноценной смеси. Профиль кулачков отличается плавностью форм, что делает работу механизма газораспределения более надёжной на широких фазах.

Из всего вышесказанного следует, что максимальная мощность двигателя и его крутящий момент могут иметь различные величины. И если использование стандартного распредвала предполагает увеличенный крутящий момент на средних оборотах, то спортивный обеспечивает максимальную отдачу на высоких оборотах двигателя. Спортивный распредвал на автомобили ВАЗ устанавливается с разрезной шестерней (звёздочка или шкив распредвала), с помощью которой становится возможна более точная регулировка и настройка фаз. С её помощью настраивается наибольшая мощность на необходимых оборотах двигателя.

Применением тюнинговых распредвалов можно добиться работы двигателя под нагрузкой без заметных перебоев даже при снижении оборотов до предельного уровня. При этом отодвигается граница детонации, то есть перестают «стучать пальцы» на малых и средних оборотах коленвала. Заметно снижение расхода топлива и уменьшение токсичности выхлопных газов. Как следствие, уменьшается склонность двигателя к детонации, а значит, увеличивается его ресурс.

Распредвалы на ВАЗовских двигателях довольно чувствительны к регулировке зазоров, поэтому на тюнинговых распредвалах заметно увеличен участок сбега кулачков на стороне закрытия клапана. Это облегчает регулировку зазоров и в несколько раз снижает их количество. Проследим этот факт на следующем примере: после установки тюнингового распредвала регулировка клапанных зазоров требуется после 60 000 км пробега двигателя. При использовании обычного распредвала потребовалось бы не менее четырёх регулировок. Это заметно увеличивает срок эксплуатации изделия и экономит средства и время, необходимые на каждую регулировку клапанов. Посчитайте сами: грамотная регулировка занимает не менее 3,5 часов и стоит порядка 20 у.е.

Что дает спортивный распредвал

Расскажем про выбор оптимального распределительного вала для тюнинга машины. Первое, что необходимо сделать, — это чёткое определение рабочего режима работы двигателя и что хотите получить.

Какие бывают спортивные распредвалы?

Существующие распредвалы для автомобилей можно разделить на три категории: низовые, универсальные и спортивные (высокооборотистые). Отличительной чертой низовых распредвалов является наиболее пологие и ровные кривые момента и мощности в большом диапазоне оборотов из этих трёх типов. Это делает двигатель приёмистей, а автомобиль динамичней в разгоне с малых оборотов или со старта.

Спортивные валы отличаются крутизной этих кривых, т.е. большой мощностью на предельных для стандартного движка оборотах и меньшим моментом и мощностью на низких и средних оборотах (примерно до 3000). Универсальные распредвалы для тюнинга являются компромиссом между двумя предыдущими типами.

Чтобы понять, почему так происходит — рассмотрим работу распределительного механизма.

Начнём со впуска.

Наиболее очевидная зависимость — связь длительности открытия впускного клапана и заполняемостью цилиндра рабочей смесью. При увеличении длительности впуска в цилиндр попадает больше рабочей смеси, но это имеет пределы. Так как фаза впуска превышает 180 градусов, то впускной клапан будет открываться немного раньше прохождения поршнем ВМТ и закрываться несколько позже НМТ. Увеличение фазы впуска приведёт к увеличению этих опережений/задержек.

При прохождении поршнем НМТ в цилиндре ещё остаётся небольшое разрежение, которое продолжает втягивать рабочую смесь, поэтому некоторая задержка закрытия впускного клапана оправдана, но в дальнейшем поршень начинает процесс активного сжатия рабочей смеси и, если клапан ещё не закрылся, выталкивает часть смеси обратно. При значительном опережении открытия клапана, часть отработавших газов, выталкиваемых поршнем из цилиндра, может просочиться через впускной клапан и обеднить поступающую рабочую смесь. Это характерно для работы двигателя на низких оборотах.

Теперь о выпуске.

Большая фаза выпуска должна способствовать лучшему проветриванию цилиндра, но её увеличение ведёт к росту опережения открытия и задержки закрытия выпускного клапана относительно НМТ и ВМТ соответственно. При подходе поршня к НМТ продукты горения рабочей смеси ещё находятся под давлением, но практически не совершают полезной работы. В этом случае небольшое опережение открытия выпускного клапана позволит снизить давление в цилиндре до того как поршень пройдёт НМТ и начнёт выталкивать отработавшие газы в выпускной коллектор, что снизит давление на поршень.

Перекрытие клапанов может дать интересный эффект. Выталкиваемые с большой скоростью отработавшие газы за счёт полученной энергии увлекают свои остатки, которые механически не могут быть вытолкнуты из камеры сгорания поршнем, и даже затягивают внутрь рабочую смесь через приоткрытый впускной клапан, тем самым, увеличивая топливную эффективность двигателя. Чем больше перекрытие, тем больше пропускная способность канала впуск-выпуск, а значит лучше продувка камеры сгорания.

Есть минусы. Такой эффект возможен только на высоких оборотах, тогда как на низах всё идёт наоборот: если слишком велико опережение впуска, то часть отработанных газов будет просачиваться через впускной клапан, а если чрезмерна задержка закрытия, по часть рабочей смеси будет увлекаться вместе с выхлопом в трубу. Это характерно для высоких оборотов и низких, но на низах этот негатив может проявляться заметнее даже при меньших значениях перекрытия клапанов, так как скорости потоков невелики и эффект продувки практически не возникает. В итоге потеря момента на низах и средних оборотах. При уменьшении перекрытия получим более пологую кривую момента, но потеряем в максимальной мощности.

О подъёме клапанов — что лучше?

Простое правило «чем больше, тем лучше» не даст ожидаемого результата, а потому надо думать. При значительном подъёме клапанов потребуется замена их пружин на более жёсткие, дабы клапаны могли с той же динамикой преодолевать большее поднятие при открывании/закрывании. Жёсткие пружины создают большее сопротивление вращению распредвала, а значит, увеличивают износ кулачков и немного тормозят двигатель.

Также необходимо учесть, что из-за конструкции механизма поднятия клапана при большом поднятии клапан значительно кренится в бок, а это необходимость замены штатных направляющих втулок клапанов на бронзовые, хотя при предельном поднятии это не спасёт распределительный механизм от быстрого износа.

Более резкое открытие и закрытие клапанов, обеспечиваемое особым профилем кулачка распредвала, так же ведёт к увеличению его износа.

Распредвалы с углами впуска порядка 270 градусов являются универсальными, меньшими углами — низовыми, углами в 295 градусов и более — спортивными и экстремально спортивными. Перекрытие клапанов может колебаться от 40 градусов у стандартных распредвалов до 85 у специальных спортивных. Приемлемым является поднятие клапанов не более 12-13 мм, в противном случае потребуется значительная модернизация остальных деталей распределительной системы.

Ссылка на основную публикацию