Какие валы есть в автомобиле

Классификация валов и осей машины, их применение

Классификация валов и осей строительной машины. Какие виды валов применяются в машинах? Отличие обработки валов и осей, механизмы в виде спаренных валов.

Виды валов и осей машины

Виды валов

Оси — поддерживают вращающиеся части машин. Они могут быть вращающимися и неподвижными.

Валы — не только поддерживают, но и передают вращение.

Бывают: прямые, кривошипные и коленчатые.

Валы рассчитывают на одновременное действие крутящего и изгибающего моментов.

Оси рассчитывают только на изгиб.

Виды осей

Оси и валы отличаются от прочих деталей машины тем, что на них насаживаются зубчатые колёса, шкивы и другие вращающиеся части. По условиям работы оси и валы отличаются друг от друга.

Осью называют деталь, которая лишь поддерживает насаженные на неё детали. Ось не испытывает кручения, поскольку нагрузку на неё идёт от расположенных на ней деталей. Она работает на изгиб и не передаёт вращающий момент.

Что же касается вала, то он не только поддерживает детали, но и передаёт момент вращения. Поэтому вал испытывает как изгиб, так и кручение, иногда также сжатие и растяжение. Среди валов выделяют торсионные валы (или просто торсионы), которые не поддерживают вращение деталей и работают исключительно на кручение. Примеры — это карданный вал автомобиля, соединительный валик прокатного стана и многое другое.

Виды концов валов

Участок в опоре вала или оси называется цапфой, если воспринимает радиальную нагрузку, или пятой, если на него осуществляется осевая нагрузка. Концевая цапфа, принимающая радиальную нагрузку, называется шипом, а цапфу, находящуюся на некотором расстоянии от конца вала, называют шейкой. Ну а та часть вала или оси, которая ограничивает осевое перемещение деталей, называется буртиком.

Посадочная поверхность оси или вала, на которую, собственно, и устанавливаются вращающиеся детали, часто делают цилиндрическими и реже — коническими, чтобы облегчить постановку и снятие тяжёлых деталей, когда требуется высокая точность центрирования. Поверхность, обеспечивающая плавный переход между ступенями, носит название галтели. Переход может выполняться с использованием канавки, которая делает возможным выход шлифовального круга. Концентрация напряжения может быть уменьшена за счёт уменьшения глубины канавок и увеличения закругления канавок и гантелей, насколько возможно.

Чтобы сделать установку вращающихся деталей на ось или вал проще, а также предотвратить травмы рук, торцы делают с фасками, то есть немного обтачивают на конус.
Виды осей и валов

Ось может быть вращающейся (например, ось вагона) или не вращающейся (например, ось блока машины для подъёма грузов).

Пример валов на мяльной машине

В качестве хорошего примера использования различных видов валов и осей можно привести мяльную машину. В ней действительно совмещается большое количество этих деталей и наглядно можно все рассмотреть.

Ну а вал может быть прямым, коленчатым или гибким. Прямые валы распространены шире всего. Коленчатые находят применение в кривошипно-шатунных передачах насосов и двигателей. Они преобразовывают возвратно-поступательные движения во вращательные, либо наоборот. Что касается гибких валов, то они являются, по сути, мног заходными пружинами кручения, витыми из проволок. Их используют, чтобы передавать момент между узлами машины, если они при работе меняют положение относительно друг друга. И коленчатые, и гибкие валы классифицируются как специальные детали и изучаются на специальных учебных курсах.

Чаще всего ось или вал имеют круглое сплошное сечение, но могут они иметь и кольцевое поперечное сечение, которое позволяет уменьшить общую массу конструкции. Сечение некоторых участков вала может иметь шпоночную канавку или шлицы, а может быть и профильным.

При профильном соединении детали между собой скрепляются с помощью контакта по круглой не плавной поверхности и могут, помимо крутящего момента, передавать и осевую нагрузку. Несмотря на надёжность профильного соединения, его нельзя назвать технологичным, так что применение у них ограничено. Шлицевое же соединение классифицируют по форме профиля зубьев — оно может быть прямобочным, эвольвентным или треугольным.

Дата публикации статьи: 31 июля 2013 в 18:40
Последнее обновление: 19 февраля 2021 в 10:21
Предложить свою заметку или пресс-релиз

Источник

Что такое распредвал в автомобиле

Распределительный вал является ключевым функциональным элементом газораспределительного механизма автомобильного двигателя. Принцип работы распредвала заключается в механическом воздействии на клапаны цилиндров в строго определенные моменты времени, тем самым обеспечивая синхронность работы элементов топливной системы, системы зажигания и кривошипно-шатунного механизма. Поэтому малейшее отклонение в работе распредвала от оптимального может стать причиной изменения характеристик двигателя, таких как отдаваемая мощность, расход топлива и привести к снижению ресурса других элементов.

Зачем нужен распределительный вал

Рабочий цикл автомобильного двигателя включает в себя четыре такта, связанных с движением поршня между верхней и нижней мертвыми точками. Последовательность тактов следующая: впуск — сжатие — рабочий ход — выпуск. Исходя из обозначения тактов несложно догадаться, что во время впуска должен быть открыт впускной клапан, осуществляя подачу топливно-воздушной смеси в цилиндр. Такты сжатия и рабочего хода предполагают полную герметичность полости цилиндра для наиболее эффективного преобразования энергии взрыва в поступательное движение поршня. А выпуск сопровождается открытием выпускного клапана для освобождения цилиндра от отработавших газов.

Периоды времени, на протяжении которых впускные и выпускные клапаны цилиндра остаются открытыми, получили название фаз газораспределения, измеряемых в градусах угла поворота коленчатого вала. Следует отметить, что фазы газораспределения, наложенные на рабочий цикл, совершенно не обязаны совпадать с одноименными тактами. Для обеспечения лучшей наполняемости цилиндра топливной смесью и его освобождения от отработанных газов требуется упреждающее открытие или запаздывающее закрытие клапана. А при увеличении частоты оборотов двигателя оптимальным будет перекрытие клапанов — то есть одновременное открытие выпускного и впускного клапана для улучшения продувки цилиндра.

Управление фазами газораспределения и является основной задачей распредвала. Благодаря своим конструктивным особенностям и жесткой связи с коленвалом, распредвал позволяет с высокой точностью регулировать положение клапанов во время работы двигателя. А благодаря некоторым конструкторским решениям в небольших пределах изменять фазы газораспределения, реагируя на условия работы.

Конструкция

Распредвалы изготавливаются методом литья из чугуна или штамповки из стали и представляют собой комбинацию из следующих функциональных элементов:

Опорные шейки служат для установки распредвала в корпус двигателя и работают в паре с подшипниками скольжения, функцию которых могут выполнять вкладыши или втулки, изготовленные из антифрикционных сплавов.

Основными рабочими элементами являются кулачки, которые непосредственно взаимодействуют с приводом клапана, выполненного в виде толкателя или гидрокомпенсатора. От профиля кулачка зависит время, скорость, а также высота подъема клапана.

Для обеспечения смазкой трущихся деталей, а также для создания масляного клина в парах скольжения, внутри распредвала выполняется полость, называемая масляным каналом. Через отверстия в кулачках масло поступает из полости, обеспечивая смазкой и сами кулачки и элементы привода клапана.

Поскольку фазы газораспределения связаны с рабочими тактами, привод распредвала производится непосредственно от коленчатого вала двигателя с использованием зубчатой, цепной или ременной передачи. Передаточное число выбирается таким образом, чтобы на два оборота коленвала приходился один оборот распредвала. Синхронизация обеспечивается на этапе сборки путем выставления приводных шестерен коленчатого и распределительного валов согласно меткам на блоке двигателя.

Устройство и конструкция конкретного двигателя определяет место установки распредвала. Так различают двигатели со следующими положениями распредвала:

От того, где находится распредвал, зависит устройство и состав всего газораспределительного механизма. Однако, чем дальше распредвал располагается от клапанов, тем больше деталей используется для их привода, тем самым увеличивая общую инерционность системы. Поэтому в современных двигателях используется верхнее расположение распредвала, что обеспечивает снижение масс и увеличение жесткости всей конструкции.

Отличаются двигатели и по количеству распредвалов. Так при использовании одной пары клапанов на цилиндр достаточно одного вала в ГБЦ рядного двигателя или в развале V-образного двигателя. Тогда как использование двух пар клапанов уже предполагает установку двух распредвалов в рядном или четырех в V-образном двигателе.

Основные неисправности

Технология производства распредвалов ориентирована на весь срок службы автомобиля, и выход его из строя явление достаточно редкое. Более того симптомы, свидетельствующие о повреждении распредвала, зачастую перекликаются с неисправностями других систем двигателя. А поскольку даже визуальная оценка его состояния требует финансовых затрат, следует предварительно убедится в корректной работе топливной системы и системы зажигания.

К основным дефектам распредвала помимо полного разрушения следует отнести износ его рабочих элементов. Несмотря на закалку кулачков и опорных шеек их поверхности могут со временем изнашиваться в результате повышенных нагрузок или масляного голодания, вызванного неисправностями системы смазки двигателя. В этом случае возникают поперечные люфты, изменяется форма кулачков, что, в свою очередь, влияет на изменение фаз газораспределения и появление стуков из под клапанной крышки. Сокращение фаз газораспределения и уменьшение высоты подъема клапанов негативным образом сказывается на мощности двигателя.

Однако, помимо износа распредвала существует ряд проблем, сопутствующих его работе и поддающихся ремонту. К ним можно отнести:

Обнаружить течь масла можно при визуальном осмотре, об износе вкладышей может свидетельствовать стук в районе распредвала, а о перескакивании ремня ГРМ следует подумать при появлении выстрелов во впускной коллектор. Любая из этих неисправностей должна быть устранена в кратчайшие сроки, поскольку дальнейшая эксплуатация двигателя может привести к серьезным повреждениям и, как следствие, внушительным финансовым вложениям.

Перспективы развития

Несмотря на элегантность и простоту решения задачи управления газораспределительным механизмом, предложенную инженерами еще полторы сотни лет назад, дальнейшее развитие двигателей внутреннего сгорания наталкивается на серьезные ограничения. Дело в том, что распредвал, являясь элементом механической системы не обеспечивает должной гибкости регулирования. Жестко заданные фазы газораспределения подбираются опытным путем на заводе-изготовителе и являются неким компромиссным вариантом, рассчитанным на усредненный режим работы двигателя.

На деле, в различных условиях работы двигателя оптимальными являются разные алгоритмы управления клапанами. Так, в режиме холостого хода узкие фазы более приемлемы, а при увеличении оборотов фазам следует расширяться, входя в перекрытие. Высота подъема клапана также ограничена высотой кулачка и влечет за собой использование «костыля» в виде дроссельной заслонки.

Крупные производители постоянно разрабатывают и патентуют различные системы, позволяющие адаптировать работу ГРМ к внешним условиям. В большинстве своем такие доработки касаются совершенствования формы распредвала и систем его привода. Однако, наиболее вероятным является полный отказ от распредвала и возложение функции управления клапанами на независимые системы линейного перемещения, управляемые электронным блоком управления. Один из опытных образцов такого двигателя был установлен на серийный автомобиль Saab, продемонстрировав увеличение мощности с одновременных снижением расхода топлива.

Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:

Источник

ArtemTerti4niy › Блог › Спортивный распредвал. Что такое валы верховые и низовые?

Установка спортивного распредвала — один из самых распространенных видов тюнинга двигателя. Валы “верховые”, “низовые” — что это такое и как это работает?

Распределительный вал — это механический “мозг” двигателя, определяющий скорость подъема и продолжительность открытия клапанов, что в большей степени формирует характер работы двигателя.

Причина замены стандартного вала на спортивный распредвал примерно та же, что и других деталей и узлов. Штатная деталь слишком усредненная, разработана в соответствии с запросами максимального количества потребителей.

Основной характеристикой двигателя автомобиля обычно считают его мощность. В действительности же влияние на характер автомобиля оказывают не только максимальная мощность, но и крутящий момент. Ведь наибольшую мощность в стандартном автомобиле можно реализовать только при определенных оборотах, близких к максимальным. “Горячему” водителю нужен приемистый двигатель, который при трогании с места и разгоне, не напрягаясь, “идет” за педалью газа. Это обеспечивает крутящий момент, если он достаточно большой и относительно постоянный на низких и средних оборотах.

Двигатели ВАЗ с точки зрения гонщиков имеют существенный недостаток — отсутствие тяги на низких частотах вращения коленвала.

Спортивный распредвал обеспечивает оптимальную подачу полноценного заряда смеси в цилиндр путем увеличения высоты подъема клапанов. Тюнинговые кулачки отличаются исключительной плавностью профиля, что обеспечивает надежную работу механизма газораспределения. Особенностью спортивных валов является то, что их применение отодвигает границу детонации (на жаргоне — стук пальцев), в особенности на малых частотах вращения коленвала.

Существуют различные спортивные распредвалы, предназначенные для разных целей:

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

Выбирая для двигателя определенного объема распредвал с меньшим подъемом клапанов, мы в наибольшей степени реализуем положительный эффект на низких частотах вращения коленвала. Распредвал с большим подъемом кулачков позволяет повысить мощность на высоких частотах.

При подборе вала, как правило, стараются изменить кривую крутящего момента или мощности в диапазоне рабочих режимов двигателя в зависимости от стиля вождения и пожеланий владельца автомобиля. Максимальные значения либо смещают в область низких оборотов, и тогда вал условно называют “низовым”, либо в область высоких оборотов — тогда он будет “верховым”.

Если мы хотим увеличить эффективность в заданных оборотах, придется пожертвовать другими параметрами. Так, “низовые” валы проигрывают в зоне высоких оборотов, а верховые, соответственно, на холостом ходу и при низких частотах вращения. Отвечает за изменения профиль кулачка. Для увеличения тяги на “низах” его делают более широким и плавным, если требуется мощность на “верхах” — более узким и острым. Соответственно, если вы готовите машину к “дрэгу”, стоит установить вал “низы—середина”. А если вас не устраивает “тупизна” автомобиля на трассе — “верховой”.

После установки спортивного распредвала надо отрегулировать клапаны. Может оказаться, что при одинаковом подъеме обоих клапанов в момент перекрытия измененный распредвал не даст желаемого эффекта. Если выставить распредвал на “опережение”, то впускной клапан будет подниматься больше, чем выпускной, — это даст прирост мощности на высоких оборотах. Установка распредвала на “запаздывание” обеспечит больший подъем выпускного клапана, чем впускного, и увеличение тяги в области низких оборотов.

Чтобы ни говорили про спортивные валы — это полноценный тюнинг двигателя. Удивительно, но спортивный распределительный вал находит своих поклонников не только среди любителей езды “погорячей”, но и среди обычных автолюбителей.

Источник

ВАЛ (деталь машины)

Смотреть что такое «ВАЛ (деталь машины)» в других словарях:

Вал (деталь машин) — Приводной вал воздушного винта самолёта … Википедия

ВАЛ — деталь машины, передающая крутящий момент и поддерживающая вращающиеся детали. Различают валы прямые (гладкие и ступенчатые), коленчатые, валы шестерни и т. д., а также гибкие валы и торсионы (передают только крутящий момент) … Большой Энциклопедический словарь

вал — 1. вал/¹ (насыпь). 2. вал/² (деталь машины). 3. вал/³ (общая стоимость продукций) … Морфемно-орфографический словарь

вал — 1. ВАЛ, а, предлож. о вале, на валу; мн. валы; м. 1. Длинная земляная насыпь, гряда земли (оборонительного или хозяйственного назначения). Крепостной, городской в. Оборонительный в. В. для защиты от паводка. 2. обычно мн.: валы, ов. Высокая волна … Энциклопедический словарь

вал — 1. Архитектурный облом выпуклого профиля, очерченный по полуокружности или по кривой, близкой к ней 2. Деталь машины, вращающаяся в подшипниках и служащая опорой для вращающихся деталей, предназначенная для передачи крутящего момента 3. Высокая… … Справочник технического переводчика

ВАЛ — деталь машины, служащая для передачи вращающего действия силы. В. бывают двух родов: прямые и коленчатые. Первые передают вращательное движение посредством шкивов или зубчаток, насаженных на них, вторые в соединении с шатуном преобразуют… … Сельскохозяйственный словарь-справочник

Вал (в машиностроении) — Вал в машиностроении, вращающаяся (обычно в подшипниках) деталь машины, передающая крутящий момент. В. ≈ одна из основных деталей почти всех машин и механизмов. По конструкции различают прямые (гладкие, ступенчатые, шлицевые кулачковые валы),… … Большая советская энциклопедия

Вал — I м. Длинная и высокая земляная насыпь, созданная для защитных или хозяйственных целей. II м. Деталь машины, механизма, вращающаяся вокруг своей оси и сообщающая движение другим частям механизма. III м. Общий объём произведённой за определённый… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Вал — I м. Длинная и высокая земляная насыпь, созданная для защитных или хозяйственных целей. II м. Деталь машины, механизма, вращающаяся вокруг своей оси и сообщающая движение другим частям механизма. III м. Общий объём произведённой за определённый… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Вал — I м. Длинная и высокая земляная насыпь, созданная для защитных или хозяйственных целей. II м. Деталь машины, механизма, вращающаяся вокруг своей оси и сообщающая движение другим частям механизма. III м. Общий объём произведённой за определённый… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Источник

Приводной вал: устройство,неисправности,диагностика.

Проводные валы производят обеспечение динамического соединения ведущих колес и двигателя. Происходит это посредством того, что валы передают усилие и, таким образом, делают возможным движение подвески и поворот колес. Все побочные вибрации при этом канут в небытие. В своем арсенале каждый приводной вал должен иметь по два шарнира равных угловых скоростей. Таковыми являются: фиксированный шарнир, который находится на стороне колеса, плунжерный, или подвижный шарнир, который находится на стороне коробки передач. В системе данные элементы объединяются с помощью профильного вала.

ПРИВОДНОЙ ВАЛ – КАК ОН УСТРОЕН

Приводной вал любого автомобиля состоит из трех частей:

Конструкция наружных и внутренних ШРУС одинакова. Они состоят из корпуса, в котором вырезаны каналы для движения стальных шариков, удерживающего шарики сепаратора, внутренней обоймы и собственно шариков. Такая конструкция позволяет шарниру передавать энергию вращения при повороте до 40 градусов. При этом потери мощности не превышают нескольких процентов, тогда как этот же параметр на традиционных карданах, при таком угле поворота превышает 10 процентов. Вся конструкция ШРУС удерживается в сборе с помощью стопорного кольца, которое не позволяет внутренним элементам вывалиться из корпуса. Консистентная смазка, которой заполнен ШРУС, обеспечивает качественную работу шарнира и сохраняет детали от износа. Чтобы в смазку не попали пыль и грязь, ШРУС закрыт пыльником.

Вал представляет собой отрезок трубы необходимой длины, к которому приварены переходники для установки ШРУС, чтобы избежать прокручивания, переходники и внутренняя часть ШРУС снабжены согласованными шлицами наподобие шестеренок. Чтобы вал не выскочил из ШРУС, на конце переходника устанавливают стопорное кольцо, которое сжимается при входе во внутреннюю часть шарнира, а после прохода шлицов, расширяется.

НЕИСПРАВНОСТИ ПРИВОДНОГО ВАЛА

Слабое место приводного вала – ШРУС, потому что повредить трубу достаточно сложно даже в результате аварии. Поэтому основные неисправности связаны именно с шарниром.

Основные неисправности приводного вала:

Что делать, когда нужен ремонт приводных валов?

Ремонт приводных валов осуществляется путем замены той или иной детали. Не может быть так, чтобы сломалась вся АКПП. Часто ломается именно одна деталь, и ваша задача состоит в том, чтобы найти ее.

Чаще всего, это не так просто, бывает, что приходится заменять все детали по порядку, чтобы найти источник проблемы. Конечно, при поломке у каждой детали свой какой-то определенный «почерк». Все основные моменты поломок тех или иных деталей мы описали выше.

На всех автозаводах, перед тем как собрать новую модель автомобиля, отдельно собирают для него коробку передач. Отсюда очень логичным будет звучать вывод, что у каждого автомобиля своя особенность в АКПП. Многие автолюбители при выборе нового авто смотрят на расчет приводного вала, это часть характеристики, где указано, как именно работает АКПП у данной модели. Также данный расчет отлично поможет вам в дальнейшем, когда вы начнете ремонт или запланируете замену каких-либо деталей.

ДИАГНОСТИКА ПРИВОДНЫХ ВАЛОВ

Диагностику необходимо начинать с оценки поведения автомобиля на дороге. Если во время разворота или крутого поворота раздаются хруст или стук, скорее всего повреждены наружные или внутренние ШРУС. Чтобы определить их состояние, а также проверить пыльники, автомобиль помещают на яму или подъемник.

Если у вас нет ни ямы, ни подъемника, то можно обойтись двумя домкратами и опорными подставками. О том, как безопасно поднять автомобиль с помощью домкратов и подставок, читайте в статье (Замена и восстановление амортизаторов).

Поднимите машину и осмотрите пыльники ШРУС. Если на пыльниках есть трещины, пробоины или любые отверстия, необходимо полностью снять вал, чтобы проверить состояние шарниров. Вовремя заметив повреждение на пыльниках, удастся обойтись их заменой. Если с момента появления дефекта автомобиль проехал больше 500 километров, необходимо полностью разобрать ШРУС, удалить старую смазку, промыть и собрать заново, заполнив новой смазкой. Если не сделать этого, через 2 – 3 тысячи километров смазка с грязью, превратившаяся в абразивный материал, настолько повредит детали шарнира, что потребуется полная замена.

Осмотрите и пощупайте валы. Обнаружив любые трещины, царапины, вмятины или подозрение на неровность, необходимо снять приводные валы, чтобы нормально проверить их. После того, как с вала сняты оба ШРУС, трубу кладут на ровный стол и катят по нему. Если расстояние между валом и столом изменяется хотя бы на миллиметр, вал необходимо заменить. Ровный вал отмывают и осматривают по мощной лампой, чтобы убедиться в отсутствии трещин и других повреждении. При обнаружении любых повреждений, вал заменяют.

УСТАНОВКА ВАЛА НА АВТОМОБИЛЬ

При установке собранного приводного вала на автомобиль, сначала, насколько получается, вставляют внутренний шарнир (главное, чтобы совпали шлицы), затем внешний. После чего к тормозному диску или ступице прикладывают деревянный, медный или алюминиевый брусок и ударяют по нему молотком. Если стопорные кольца шарниров подобраны правильно, то ШРУС полностью входит в коробку переключения передач с 1 – 2 ударов. Если он не зашел с 3 – 4 удара, необходимо убедиться, что шлицы шарнира и планетарной шестерни совпали и снова попытаться утопить ШРУС. Утопив ШРУС в коробке, установите на место шаровую опору, растяжки и рулевую тягу. Установите и закрепите колесо, затем снимите машину с подъемника или домкрата. Установите шайбу подшипника передней ступицы и закрутите гайку, момент затяжки 220 – 250 ньютон на метр. Данный параметр для различных автомобилей может отличаться, поэтому проверьте его с помощью руководства по ремонту вашего автомобиля. Затянув гайку, обязательно закерните ее.

НАИБОЛЕЕ ЧАСТЫЕ ОШИБКИ, КОТОРЫЕ ДОПУСКАЮТ ПРИ РЕМОНТЕ ПРИВОДНЫХ ВАЛОВ

Если снять с машины один приводной вал и повернуть второй на более чем 15 градусов или завести двигатель, то велика вероятность, что планетарные шестеренки трансмиссии выпадут и потребуется дорогостоящий ремонт коробки переключения передач.

Неопытные водители и автослесари нередко используют неподходящие по толщине стопорные кольца, в результате чего сначала не могут надеть шарниры на вал, затем вставить собранный вал в планетарную шестерню коробки. Пытаясь забить шарнир и вал, они лишь повреждают наружный корпус, после чего требуется замена ШРУС.

Затягивая гайку, которая фиксирует ШРУС в ступице колеса, прикладывают излишнее усилие, в результате чего подшипники ступицы быстро выходят из строя. При слабой затяжке появляется люфт колеса, который негативно сказывается на управляемости машины. Поэтому при затяжке гайки необходимо пользоваться динамометрическим ключом.

Источник