Распределительный вал – основной элемент газораспределительного механизма (ГРМ), который обеспечивает своевременное открытие/закрытие клапанов, благодаря чему осуществляется приток свежего воздуха и выпуск отработавших газов. Другими словами, распредвал управляет процессом газообмена в силовом агрегате.

Чтобы снизить инерционные нагрузки и увеличить жесткость элементов ГРМ, распредвал располагают максимально близко к клапанам. Поэтому в современных силовых агрегатах стандартное положение распределительного вала находится в головке блока цилиндров – так называемое верхнее расположение распредвала.

Газораспределительный механизм может комплектоваться одним либо двумя распредвалами на ряд цилиндров. В одновальной схеме обслуживаются впускные и выпускные клапаны (на цилиндр 2 клапана). Если используется двухвальная схема, то один вал обслуживает впускные клапаны, а второй вал выпускные (на один цилиндр 2 впускных и 2 выпускных клапана).

В процессе работы распредвала кулачки преодолевают усилия возвратных пружин клапанов, а также силы трения от взаимодействия с толкателями. На это требуется полезная мощность силового агрегата. Эти недостатки отсутствуют в беспружинной системе, которая реализована в десмодромном механизме. Чтобы уменьшить силу трения, возникающую между кулачком и толкателем, вместо плоской поверхности толкателя может использоваться ролик. Магнитная система управления клапанами, которая может быть реализована в отдаленной перспективе, позволит полностью отказаться от распредвала.

Распределительный вал производится либо из стали (метод ковки), либо из чугуна (литье). Вращается он в опорах, которые представляют собой подшипники скольжения. Число опор превышает число цилиндров. Как правило, используются разъемные опоры, реже встречаются неразъемные. В опорах, которые выполнены в чугунной головке, применяются тонкостенные вкладыши. При изнашивании вкладыши заменяются.

Упорные подшипники, которые располагаются около звездочки (приводной шестерни), удерживают распределительный вал от продольного перемещения. Распредвал смазывается под давлением. Наиболее предпочтительный вариант – каждый подшипник обеспечен индивидуальным подводом масла. Эффективность газораспределительного механизма можно значительно повысить, применяя различные системы изменения фаз газораспределения. Их использование позволяет добиться следующих преимуществ: снижения токсичности отработавших газов, экономии топлива, повышения мощности. Существует несколько подходов, применяемых к изменению фаз газораспределения:

• изменение положения оси коромысла;
• применение нескольких кулачков с разным профилем на один клапан;
• поворот распредвала на различных режимах работы.

Привод распределительного вала

Коленчатый вал силового агрегата приводит в действие распределительный вал. На ДВС легковых автомобилей привод распредвала выполняется с помощью ременной или цепной передачи. Такие приводы используются как на бензиновых, так и дизельных ДВС. Ранее для привода применялась шестеренная передача, однако ее габариты и повышенный шум во время работы заставили отказаться от ее использования.

Преимущества цепного привода заключаются в его компактности, надежности и возможности использования на больших межосевых расстояниях. Однако, износ шарниров приводит к растяжению цепи, причем последствия этого фактора могут быть самыми негативными для ГРМ. Даже натяжитель с успокоителем не спасают в этой ситуации. По этой причине приходится регулярно контролировать состояния цепного привода.

Ременной привод распредвала подразумевает использование зубчатого ремня, который охватывает зубчатые шкивы на валах. Ремень также оборудуется натяжным роликом. Среди преимуществ ременного привода можно назвать бесшумность в работе, компактность, надежность. Эти факторы делают его достаточно популярным у автопроизводителей. Современные ремни способны прослужить более 100 тыс. км пробега.