Двигатели с распредвалом в головке цилиндров
Двигатель с одним распределительным валом и клапанами в головке
В зависимости от конкретной конфигурации привода клапанов, выделяют двигатели с:
Приводом клапанов коромыслами (например Москвич-412) — клапана расположены по бокам от распредвала (обычно, V-образно), приводятся в движение насаженными на общую ось коромыслами, которые кулачки вала толкают с одного конца, а другой приводит в движение стержни клапанов;
Приводом клапанов рычагами (ВАЗ-2101, −07, …) — распредвал над расположенными в ряд клапанами, приводит их посредством рычагов, опирающихся на шаровую опору, толкая их кулачками примерно посередине; минус — повышенная шумность, высокие нагрузки в месте контакта кулачков вала и рычагов, сложная регулировка клапанного зазора.
Приводом клапанов толкателями (ВАЗ-2108, многие высокооборотные двигатели) — очень простой механизм с минимальной инерцией деталей, в котором распредвал расположен прямо над клапанами, расположенными тарелками вниз, и приводит их в движение через цилиндрические толкатели; минус — меньшая эластичность характеристики двигателя, сложная регулировка клапанного зазора.
Двигатель с двумя распредвалами в головке цилиндров:
При этом существуют две серьёзно различающиеся разновидности этого механизма, отличающиеся количеством клапанов.
С двумя клапанами на цилиндр
В головке цилиндров расположены два распредвала, один из которых приводит впускные клапана, второй — выпускные. Эта схема применялась в 1960-х — 1970-х годах на высокопотенциальных двигателях. В настоящее время не применяется. Схема позволяет значительно увеличить количество оборотов коленчатого вала без вредных последствий для ГРМ за счёт уменьшения его инерции, следовательно, увеличить мощность, снимаемую с двигателя.
С четырьмя клапанами на цилиндр (Применяется на двигателях ВАЗ 2112,21124,21126,11194 ГАЗ 406,405,409)
Два распредвала, каждый из которых приводит свой ряд клапанов, в котором есть и впускные, и выпускные. Привод клапанов, как правило, толкателями. Схема даёт большое преимущество по мощностной отдаче. Применяется на большей части современных автомобилях.
Цепной привод распределительного вала Ваз 2101-2107:
1- Ведомая звездочка распределительного вала 2101-1006020 (2101-2107)
2- Цепь двухрядная (для двигателя 2101, 21011 – 114 зубьев 2101-1006040, для двигателя 2103,2106 – 116 зубьев 2103-1006040).
3- Успокоитель
4- Ведомая звездочка вала масляного насоса 2101-1006020 (2101-2107)
5- Ведущая звездочка 2101-1005030 (2101-2107)
6- Башмак натяжного устройства (2101,21011 – 2101-1006090, 2103,2106 – 2103-1006090)
7- Натяжное устройство (2101-2107 – 2101-1006060).
1 – клапан;
2 – стопорное кольцо;
3 – направляющая втулка;
4 – маслоотражательный колпачок;
5 – опорная шайба наружной пружины;
6 – опорная шайба внутренней пружины;
7 – внутренняя пружина;
8 – наружная пружина;
9 – тарелка пружин;
10 – сухари;
11 – рычаг привода клапана;
12 – пружина рычага;
13 – регулировочный болт;
14 – контргайка регулировочного болта;
15 – втулка регулировочного болта;
16 – стопорная пластина пружины рычага
| применяемость на автомобилях | система питания | рабочий объем | кол-во клапанов на цилиндр | диаметр поршня (модель поршня) | модель коленвала | шатун | валы распределительные | привод грм |
| 2101-07 | карб. | 76(2101) | цепь 114, натяжитель2101, башмак 2101, успокоитель 2101, звезды 2101 | |||||
| 2101-07 | карб. | 79(21011) | цепь 114, натяжитель2101, башмак 2101, успокоитель 2101, звезды 2101 | |||||
| 2101-07 | карб. | 76(2101) | 2103 или 21213 | цепь 116, натяжитель2101, башмак 2103, успокоитель 2103 или 21213, звезды 2101 | ||||
| 2101-07 | карб. | 76(2105) | 2103 или 21213 | ремень 2105, ролик 2105-08(стар.обр.) | ||||
| 2101-07, иж-2717, 2126 | карб. | 79(2103) | 2103 или 21213 | цепь 116, натяжитель2101, башмак 2103, успокоитель 2103 или 21213, звезды 2101 | ||||
| 2101-07 | инж. | 76(2101) | 2103 или 21213 | цепь 116, натяжитель2101, башмак 2103, успокоитель 2103 или 21213, звезды 2101 | ||||
| 2101-07, иж-2717, 2126 | инж. | 79(21011) | 2103 или 21213 | цепь 116, натяжитель2101, башмак 2103, успокоитель 2103 или 21213, звезды 2101 |
Работа и модельный ряд раздаточной коробки (ВАЗ)
Раздаточная коробка с приводом
| |
| 1 – вилка муфты блокировки дифференциала; 2 – шток вилки блокировки дифференциала; 3 – защитный чехол штока; 4 – стопорная шайба; 5 – втулка оси рычага; 6 – ось рычага; 7 – стопорный болт вилки; 8 – выключатель контрольной лампы блокировки дифференциала; 9 – шток вилки переключения передач; 10 – рычаг блокировки дифференциала; 11 – дистанционная втулка; 12 – ось рычага переключения передач; 13 – кронштейны; 14 – вилка муфты переключения передач; 15 – рычаг переключения передач; 16 – втулка пружины фиксатора; 17 – пружина и шарик фиксатора; 18 – фланец ведущего вала; 19 – передняя крышка; 20 – сальник ведущего вала; 21 – упорное кольцо подшипника; 22 – передний подшипник ведущего вала; 23 – шестерня высшей передачи; 24 – муфта переключения передач; 25 – картер раздаточной коробки; 26 – шестерня низшей передачи; 27 – задний подшипник ведущего вала; 28 – установочное кольцо заднего подшипника ведущего вала; 29 – ведущий вал; 30 – втулка; 31 – ступица; 32 – задняя крышка; 33 – задний подшипник промежуточного вала; | 34 – промежуточный вал; 35 – подшипник вала привода заднего моста; 36 – задний подшипник дифференциала; 37 – фланец; 38 – сальник вала привода заднего моста; 39 – задний корпус дифференциала; 40 – опорная шайба шестерни; 41 – шестерня привода заднего моста; 42 – ось сателлитов; 43 – стопорное кольцо; 44 – пружинная шайба; 45 – кронштейн подвески; 46 – упорная шайба сателлита; 47 – картер привода переднего моста; 48 – сателлит; 49 – ведомая шестерня дифференциала; 50 – передний корпус дифференциала; 51 – стопорное кольцо; 52 – пружинная шайба; 53 – передний подшипник корпуса дифференциала; 54 – муфта блокировки дифференциала; 55 – установочное кольцо переднего подшипника дифференциала; 56 – маслоотражатель; 57 – сальник вала привода переднего моста; 58 – подшипник вала привода переднего моста; 59 – фланец вала привода переднего моста; 60 – вал привода переднего моста; 61 – пробка слива масла; 62 – ведомая шестерня привода спидометра; 63 – роликовый подшипник промежуточного вала; 64 – заливная пробка; 65 – ведущая шестерня привода спидометра. |
Раздаточная коробка служит для изменения величины крутящего момента и распределения его между передним и задним мостами. Коробка имеет две передачи с передаточными числами 1,200 и 2,135. Передний и задний мосты приводятся постоянно и связаны межосевым дифференциалом, перераспределяющим крутящий момент между ними в зависимости от сопротивления движению колес. Для повышения проходимости автомобиля дифференциал можно блокировать, при этом передний и задний приводные валы становятся жестко связанными между собой (их частоты вращения равны).
Раздаточная коробка крепится к полу кузова на двух резинометаллических кронштейнах. Для регулировки ее положения относительно фланца промежуточного вала отверстия в кронштейнах сделаны овальными, а между ними и кузовом могут быть установлены регулировочные прокладки. Порядок центрирования коробки описан в разделе Устранение вибрации раздаточной коробки.
Корпусные детали раздаточной коробки отлиты из алюминиевого сплава и соединены между собой шпильками и гайками. В верхней части картера выполнен лючок, закрытый штампованной стальной крышкой. Передняя крышка центрируется на картере по двум установочным штифтам. Между крышками и картером расположены картонные прокладки (при ремонте можно использовать вместо них герметик-прокладку). Все валы (в том числе и валик привода спидометра), а также штоки вилок переключения передач и блокировки дифференциала уплотнены сальниками. В передней крышке выполнены два отверстия – заливное (оно же контрольное) и сливное.
Ведущий вал установлен на двух шариковых подшипниках в гнездах передней крышки и картера. Внутреннее кольцо переднего подшипника зажато между буртиком вала и упорным кольцом самоконтрящейся гайкой фланца вала. Внутреннее кольцо заднего подшипника зажато между буртиком вала и упорной шайбой гайкой на заднем конце вала. Гайку стопорят, вдавливая ее кромку в пазы на валу. Ведущий вал зафиксирован от осевого смещения установочным кольцом в проточке на внешнем кольце заднего подшипника и зажатым между картером и задней крышкой.
На ведущем валу расположены две ведущие шестерни. Передняя (большая) – высшей передачи, она свободно вращается на термообработанной шейке вала. Задняя (меньшая) – низшей передачи – свободно вращается на термообработанной втулке, установленной на валу с натягом. Шестерни имеют по два венца. Косозубые (большие) венцы находятся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями промежуточного вала, а с прямозубыми (малыми) соединяется муфта переключения передач при включении передачи. Муфта перемещается по ступице, жестко посаженной на шлицах вала между ведущими шестернями. В среднем положении муфты обе передачи выключены («нейтраль») и крутящий момент от двигателя не передается на колеса.
Промежуточный вал представляет собой блок двух косозубых шестерен, находящихся в постоянном зацеплении с шестернями ведущего вала. Передняя шестерня, кроме того, находится в зацеплении и с ведомой шестерней, закрепленной на корпусе дифференциала.
Промежуточный вал вращается в двух подшипниках: передний – роликовый, задний – шариковый. От осевого смещения вал зафиксирован установочным кольцом в канавке наружного кольца заднего подшипника, которое зажато между картером и задней крышкой (так же, как и у ведущего вала). В переднем торце вала запрессована стальная ведущая шестерня привода спидометра. Ведомая шестерня привода спидометра – пластмассовая, установлена на валике, вращающемся во втулке корпуса привода спидометра. Корпус закреплен на передней крышке раздаточной коробки.
На автомобиле ВАЗ-21214 с распределенным впрыском топлива дополнительно к механическому приводу спидометра на раздаточной коробке установлен датчик скорости.
Вал привода переднего моста передним концом опирается на шариковый подшипник в картере привода переднего моста, закрепленного на передней крышке раздаточной коробки. Внутреннее кольцо подшипника зажато между буртиком вала и упорным кольцом самоконтрящейся гайкой фланца вала. От осевого смещения подшипник зафиксирован стопорным кольцом, входящим в канавку картера привода переднего моста. Задний шлицевой конец вала соединен с шестерней привода переднего моста дифференциала. Прямозубая шестерня на валу служит для блокировки дифференциала. Конструкция и установка вала привода заднего моста аналогична, но на нем нет шестерни.
Корпус дифференциала выполнен разъемным, обе его части соединены шестью болтами. Эти же болты крепят и ведомую шестерню к корпусу дифференциала. Последний установлен на двух шариковых подшипниках. Внутренне кольцо переднего подшипника удерживается от смещения распорной пружинной шайбой, опирающейся на стопорное кольцо в проточке корпуса дифференциала. В канавку на внешнем кольце подшипника входит установочное кольцо, зажатое между передней крышкой раздаточной коробки и картером привода переднего моста. Таким образом, корпус дифференциала удерживается от осевого смещения передним подшипником; задний подшипник не зафиксирован. На передней части корпуса дифференциала выполнены шлицы, по которым перемещается муфта блокировки. При включении блокировки муфта соединяется с шестерней на валу привода переднего моста, соединяя его с корпусом дифференциала.
В отверстиях корпуса дифференциала установлена ось сателлитов, удерживаемая двумя стопорными кольцами. Под одним из колец находится пружинная шайба, препятствующая осевому перемещению оси сателлитов. Сателлиты (конические шестерни), расположенные на оси, находятся в постоянном зацеплении с шестернями привода мостов. Между корпусом дифференциала и сателлитами установлены опорные шайбы. Их толщина подбирается так, чтобы осевой зазор шестерен привода мостов не превышал 0,10 мм, а момент сопротивления вращению – 14,7 Н.м.
Управление раздаточной коробкой – ручное, с механическим рычажным приводом. Задним рычагом водитель переключает передачи, передним – включает блокировку дифференциала. Конструкция приводов управления коробкой схожа. Рычаг качается в продольном направлении на оси, установленной в проушинах кронштейна спереди раздаточной коробки. Для уменьшения трения в отверстие рычага вставлены пластиковые втулки. Нижний конец рычага входит в паз штока и фиксируется фигурной пружиной. Другой конец штока соединен с вилкой соответствующей муфты (переключения передач или блокировки дифференциала) и стопорится болтом. Шток на выходе из коробки уплотнен сальником и защищен от пыли резиновым гофрированным чехлом. Для фиксации привода в выбранном положении служит шариковый фиксатор — подпружиненный шарик входит в пазы на штоках. На штоке переключения передач их три — для «нейтрали», высшей и низшей передач, на штоке блокировки дифференциала – два («включено» и «выключено»). В крышку привода переднего моста ввернут выключатель, замыкающий цепь контрольной лампы при включении блокировки дифференциала.