Распределительный вал двигателя автомобиля отвечает за скорость и время открытия клапанов для подачи топливовоздушной смеси и вывода образовавшихся газов. Замена штатного распредвала на спортивный, поможет увеличить крутящий момент за счет изменения высоты подъема клапанов.
В спортивных распределительных валах увеличен цикл открытия клапанов, что приводит к оптимальной подаче смеси в цилиндры поршневой системы. Кулачки такого механизма имеют оригинальный плавный профиль, который обеспечивает оптимальные фазы газораспределения.
Установленный на автомобиле тюнингованный распределительный вал обеспечит ровную работу двигателя без «стука пальцев», т.е отодвигает границу детонации. Еще одним плюсом установки спортивного вала будет внушительное уменьшение использования топлива и количество вредных веществ от газов, выбрасываемых в атмосферу, существенно снизится.
Существует три основных вида спортивных распределительных валов в зависимости от условий эксплуатации автомобиля и качества покрытия полотна дороги. А именно:
- Распределительный вал, предназначенный для поездок по городу, так называемый низовой вал.
- Распределительный вал для езды по трассе за пределами населенных пунктов, его еще называют верховым.
- И третий вид распределительного вала – это универсальный вал, который можно использовать в нескольких случаях.
При увеличенных оборотах возможна установка распредвала с большим расстоянием при подъёме клапанов кулачков. За эту функцию отвечают верховые распределительные валы.
Если увеличение мощности двигателя при определенной частоте вращения является конечной целью доработки автомобиля, тогда возможно ухудшение других технических характеристик. При увеличении скорости вращения двигателя «низовые» распределительные валы «недотягивают» до стандартных норм. И, наоборот, при работе двигателя при пониженных частотах или на холостом ходу работа «верховых» распредвалов является неудовлетворительной.
Контур профиля кулачков необходимо сделать более увеличенным и без острых углов для увеличения крутящего момента при низких оборотах и более коротким и заостренным при максимальной скорости вращения двигателя автомобиля.
Регулировка клапанов кулачкового механизма – обязательная операция, которую необходимо провести после установки на автомобиль спортивного распределительного вала. Если этого не сделать, возможна некорректная работа двигателя. На высоких оборотах мощность увеличится, в случае, когда клапан для впуска топливовоздушной смеси поднимется выше выпускного клапана. Если установить параметры спортивного распределительного вала на так называемое «запаздывание», когда высота подъёма выпускного клапана больше высоты впускного, мощность усилится при низкой частоте вращения двигателя авто.
Спортивный распределительный вал необходимо подбирать с учетом определенных технических задач, а также с учетом особенностей и условий эксплуатации авто.
При тюнинге автомобиля (имеется ввиду не внешний тюнинг) невозможно обойти стороной распредвал. Ведь своевременная подача топливо-воздушной смеси и выпуск отработавших газов — залог «здоровья» и мощности автомобиля. Давайте же разберемся, за счет чего конечный автомобилист получает прибавку мощности в том или ином диапазоне оборотов, какие параметры при этом играют роль и что можно изменять в распредвалах.
Начать, пожалуй, нужно с понимания принципа работы двигателя (не школьный курс. немного глубже). К сожалению, далеко не каждый автомобилист знает, что максимальную мощность автомобиль развивает не на максимальных оборотах! Но и не на макимальном крутящем моменте.
В идеале, при движении поршня вниз, в цикле впуска, открывается впускной клапан, происходит всасывание топливной смеси и клапапн закрывается. А т.к. фаза и время работы кулачка распредвала факсированы, то идеал этот сбудется только при определенных оборотах и при определенном положении дроссельной заслонки.
Получается, что чем больше обороты двигателя, тем быстрее закроется впускной клапан, недолив топливной смеси, и, наоборот, чем меньше обороты, тем позднее закроется клапан, соответственно, перелив топлива. Т.е. если надо получить от распредвала прибавку в мощности, то придется пожертвовать работой автомобиля на холостом ходу и крутящим моментом в рабочем диапазоне.
Технологический процесс
На стандартном распредвале впускной клапан начинает открываться при недовороте распредвала на 5-10 градусов до Верхней Мертвой Точки (ВМТ), делая это засчет формы кулачка достаточно плавно, чтобы увеличить ресурс клапана и снизить шум. Закрывается же впускной клапан примерно в 20 градусах после Нижней Мертвой Точки (НМТ). Все это время называется «продолжительностью работы кулачка».
Обычно это примерно 200-220 градусов работы коленчатого вала. Увеличение продолжительности работы кулачка позволяет увеличить мощность автомобиля на высоких оборотах. Именно по этой причине на спортивных автомобилях продолжительность работы кулачка обычно сосотавляет 270-330 градусов, а то и более. Однако кроме этого показателя, надо еще учеть форму кулачка. Ведь если кулачок «пологий», то выигрыш в увеличении общей зоны открытия клапана будет не очень большим, однако на «крутых» кулачках открытие и закрытие клапана получается достаточно быстрым, что придает автомобилю совершенно другую динамику.
Что же касается выпускного кулачка, то он должен сработать ничуть не менее точно, чем впускной. Открыть выпускной клапан нужно достаточно рано, чтобы цилиндр успел очиститься от отработавших газов. Если клапан откроется поздно, то поступившее в цилиндр топливо смешается с продуктами сгорания и получится некачественная смесь, что приведет к потере мощности. Если же клапан откроется слишком рано, то мощность потеряется из за того, что давление газа, которое должно толкать поршень вниз, упадет из за выхода работающих газов в выпускной клапан.
То же самое при закрытии выпускного клапана — если закрыти слишком рано, то не все продукты сгорания успеют выйти и, опять же, свежая смесь смешается с газами, что явно не приведет к увеличению мощности, а наоборот. Если же выпускной клапан закрыть поздно, то вместе с газами выйдет часть свежей смеси — в момент прохода поршня через ВМТ открыты оба клапана, что приводит к проходу топливной смеси через них. Этот момент называется перекрытием клапанов.
Тоже достаточно интересный для нас процесс, потому как может быть использован для прибавки мощности. Выхлопные газы в этот момент создают в цилиндре разряжение, которое помогает опускающемуся поршню «всосать» топливную смесь. Да и при грамотной настройке, можно сделать так, что смесь, уходящая в выпускной канал, перед самым закрытием выпускного клапана будет всасываться обратно. Здесь больше важно не продолжительность перекрытия, а высота подъема клапанов в ВМТ. В стандартных распредвалах высота подъема клапанов в ВМТ доходит до 0.76 мм, а в спортивных двигателях она достигает 5 мм.
В общем, чем больше подъем клапанов в момент перекрытия, тем больше мощность автомобиля на высоких оборотах и тем хуже распределение мощности. При работе с этими параметрами очень важно помнить о проблеме зазора между клапанами и поршнем. На спортивных двигателях иногда приходится делать в поршнях небольшие углубления, чтобы избежать столкновения поршня с клапаном в ВМТ.
Немаловажную роль играет такой параметр, как высота подъема клапана. На обычных автомобилях эта высота составляет в среднем 9.6 мм, в то время как в двигателях гоночных автомобилей этот параметр достигает 13.2 мм. Многие ошибочно полагают, что чем больше высота подъема клапана, тем лучше. Они, повторюсь, ошибаются. Часто высоту поднятия клапана увеличивают для того, чтобы увеличить время «зависания» клапана в точке максимального подъема. Это позволяет получить выигрыш без увеличения продолжительности открытия клапана.
Смысл быстрого и «высокого» подъема клапана состоит в том, что при резком открытии движение клапана создает разряжение во впускном коллекторе — «импульс», который приводит к увеличению частоты вращения, что приводит к увеличению мощности. Благодаря этому процессу мощность двигателя и зависит в такой степени от конструкции распредвала.
Как же синхронизировать работу распредвала, а вернее, обоих клапанов. Может быть и такое, что при одинаковом подъеме клапанов в момент перекрытия, распредвал не даст максимальной мощности. С помощью регулировочного шкива (шкива Верньера) можно выставить распредвал или на опережение или на запаздывание. При опережении впускной клапан будет открываться больше, чем выпускной. При запаздывании, соответственно, выпускной клапан будет открываться больше, чем впускной. Теоретически, опережение распредвала сместит пик мощности вниз по частоте вращения коленвала, а запаздывание — наоборот, верх. Так, часто можно слышат, что машина лучше едет «на верхах» или «на низах». Степень опережения выражается в градусах поворота коленвала, при котором полностью открывается впускной клапан.
Продолжительность перекрытия определяется, в основном, углом между выступами кулачков (впускного и выпускного) — этот угол называют центральным углом кулачков. На распредвалах, у которых поднятие клапанов в ВМТ одинаково, этот угол равен 110 градусам.
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.
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.