Почему не все моторы «безвтыковые»? Разобрали на конкретных примерах
Для простоты изложения введем обозначения: КВ – коленчатый вал, РВ – распределительный вал.
Вначале жили рядом
На заре двигателестроения клапаны располагались в блоке цилиндров стержнями вниз – подобно лесным грибам. Блок накрывала совсем невысокая крышка (кстати, именно так принято называть головку блока на судовых двигателях и сегодня). Из этой нетолстой детали с каналами для водяного охлаждения торчали свечи. При этом РВ располагался низко, неподалеку от КВ. Обеспечить вращение РВ с частотой вдвое меньшей, чем у КВ, могли две шестерни с передаточным отношением, равным двум.
Схема сохранилась и у большинства так называемых нижневальных двигателей (по расположению РВ). По мере развития конструкции клапаны приняли современное положение, тарелками вниз. А привод от нижнего РВ обзавелся длинными штангами с коромыслами, установленными в головке.
Штрафы привяжут к МРОТ (или другому расчетному показателю)
Новый побор для водителей в 2022
Названы лучшие места для отдыха в России - можно доехать на машинеСхема с двумя шестернями – простая и надежная – использовалась во множестве двигателей. Особенно часто ее применяли в многолитровых американских V‑образниках. К другим достоинствам схемы можно отнести отличное маслоснабжение РВ: и шейки, и кулачки купаются в масле. А на отечественных автомобилях она использовалась до конца 60‑х годов. Две шестерни работали на Волгах, Москвичах с московскими моторами и на Запорожцах с их V‑образными движками. Само собой, и на всех грузовых автомобилях.
Сегодня привод шестернями остался в нашем автопроме на моторах ЗМЗ‑402 – они до сих пор продаются. Их можно отличить по компактной крышке головки блока, в которой размещены только коромысла.
Ведомые шестерни изготавливают из пластмассы или текстолита – для снижения шума. С последними на волговских моторах была беда – они проворачивались относительно стальной ступицы. Однако при качественном изготовлении ресурс шестеренного привода равен ресурсу двигателя.
Почему простое и надежное решение признали устаревшим? Привод от кулачка РВ до клапана выходит длинный, и деталей в нем много. Механизм обладает солидными люфтами и большой инерцией, что не позволяет создавать высокооборотные моторы и применять самые эффективные профили кулачков.
Посадить на цепь
Эпоха цепных моторов началась, когда конструкторы двигателей разместили один, а то и два РВ в головке блока цилиндров. Процесс начался с двигателей гоночных автомобилей. Расстояние между валами увеличилось, и набирать между ними гитару шестерен отваживались немногие фирмы. Такой набор слишком тяжел. Мало того – он будет грохотать и неточно синхронизировать валы за счет суммарных зазоров во множестве зубчатых зацеплений.
Наши автолюбители познакомились с цепным приводом РВ с появлением уфимского двигателя Москвича и мотора первых Жигулей. Натяжитель полностью ликвидировал зазоры. От той же цепи часто вращались дополнительные агрегаты – достаточно вспомнить вазовский «поросенок», вал привода масляного насоса и прерывателя-распределителя. Кстати, с упразднением распределителя шестерню вала уменьшили в диаметре, чтобы увеличить обороты масляного насоса.
Цепному приводу присущ недостаток: увеличение габаритной высоты двигателя. Звездочки привода РВ имеют большой диаметр и «вылезают» выше клапанной крышки. Есть более сложное решение с маленькими шестернями на РВ и промежуточным валом, чем и обеспечивается нужное передаточное отношение 2:1. У нас оно реализовано на моторах ЗМЗ моделей 406, 405, 409 и Pro.
Высота – далеко не единственный недостаток цепного привода. Цепь со временем вытягивается, что приводит к изменению фаз газораспределения. Шестерни, даром что стальные, тоже изнашиваются. А еще изнашиваются башмаки успокоителя и натяжителя цепи. Вообще ресурс цепного привода на современных моторах редко превышает 120–150 тысяч км, а рваный стиль езды сокращает его жизнь.
Натяжитель цепи, при некоторых вариантах исполнения, тоже доставляет проблемы. Правильное решение – это когда выдвинувшийся плунжер гидронатяжителя фиксируется стопором, работающим по зубчатой гребенке. Принцип – «ни шагу назад». А некоторые фирмы применяют натяжители со свободным плунжером. Известны случаи, когда при парковке на уклоне автомобиля с механической коробкой передач КВ проворачивался, и ненатянутая цепь со свободным плунжером перескакивала по зубьям. Тем не менее цепной привод РВ сейчас устанавливается примерно на половину всех двигателей.
Продолжение – на следующей странице.
3617