Меню

Марка стали распредвала ваз

IV.Материалы для изготовления распределительного вала

Распределительные валы изготавливаются либо из малоуглеродистых сталей (15Х,20Х,15Н2М,12ХНЗА) и среднеуглеродистых сталей(40,45,45Х), либо из высокопрочных чугунов.

Таблица 1.Характеристика сталей.

Марка стали 20Х 12ХНЗА 45Х
Классификация низкоуглеродистая качественная конструкционная легированная низкоуглеродистая высококачественная конструкционная легированная хромоникелевая Среднеуглеродистая качественная конструкционная нелегированная Среднеуглеродистая качественная конструкционная легированная
Сечение(мм) 28-50
Термообработка Цементация(920-950 на воздухе); Закалка(800 в масле); Отпуск(190 на воздухе); Цементация(880-900) Закалка(860 масло) Отпуск(600 на воздухе) Закалка (860 0 С, масло) Отпуск (500 0 С, вода или масло) Закалка(860 0 С, масло) Отпуск(520 0 С, вода или масло)
Условный предел текучести; ϭ0,2 (МПа) Не менее 390 Не менее 240 Не менее 780
Предел прочности при растяжении; ϭв (МПа) Не менее 640 Не менее 260 Не менее 980
Технологические свойства Температура ковки, начала 1260°С, конца 750°С Заготовки сечением до 200 мм охлаждаются на воздухе, 201-700°С подвергаются низкотемпературному отжигу. Начала 1220, конца 800. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе, 101-300 мм — в яме. начало 1250, конца 800. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе. начало 1250, конца 780. Сечения до 100 мм охлаждаются на воздухе.
Относительное удлинение при разрыве; δs(%) Не менее 13
Относительное сужение; ψ(%) Не менее 40
Способы сварки ручная дуговая сварка, контактно-точечная; Ручная дуговая сварка, аргонодуговая сварка под флюсом. Ручная дуговая сварка, электрошлаковая сварка Ручная дуговая сварка, Контактно-точечная сварка

Таблица 2. Химический состав стали.

Марка стали Углерод (С) Кремний (Si) Марганец (Mn) Никель (Ni) Сера (S) Фосфор (P) Хром (Cr) Медь (Cu)
20Х 0,2 0,17-0,37 0,5-0,8 0,3 0,035 0,035 0,8-1,1 0,3
12ХНЗА 0,12 0,17-0,37 0,3-0,6 2,7-3,1 0,025 0,025 0,6-0,9 0,3
0,4 0,17-0,37 0,5-0,8 0,3 0,035 0,035 0,8-1,1 0,3
45Х 0,45 0,17-0,37 0,5-0,8 0,3 0,035 0,035 0,8-1,1 0,3

Заготовку распределительного вала получают ковкой в штампах с последующей механической обработкой опорных шеек и кулачков по копиру. Цикл термохимической обработки — цементация для малоуглеродистых сталей, поверхностная закалка ТВЧ для среднеуглеродистых сталей на глубину 2…6 мм, до твердости HRC 50…60.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

Источник статьи: http://studopedia.org/5-19603.html

А теперь — «горбатый»!

РАСПРЕДВАЛЫ С ИЗМЕНЕННОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ ОТКРЫВАЮТ МОТОРУ ВТОРОЕ ДЫХАНИЕ

Существуют странные — в глазах «всегда правого» большинства — автолюбители. Нет бы купить подержанную «Тойоту» и спокойно на ней «рассекать»! Вместо этого тратят куда большие суммы на тюнинг почему-то полюбившейся «Самары». Да еще смотрят на гордого «иномарочника» свысока — на «японке», мол, и «чайник», не знакомый со словом капот, поедет.

Не будем говорить о том, какую роль в конструкции двигателя играет распредвал. Перейдем сразу к делу — особенностям распредвалов, разработанных НПФ «МастерМотор» и выпускаемых сегодня под двигатели различных модификаций переднеприводных ВАЗов. Для любителей тюнинга мотора популярные у спортсменов «горбатые» валы открывают ряд возможностей.

Если читатель помнит, впервые о «резвых» распредвалах журнал сообщал еще в 1995 году. Но и в последующие годы фирма на месте не стояла.

Переднеприводные ВАЗы сегодня одни из самых распространенных в России — и многие их владельцы заинтересованы в том, чтобы скоростные и динамические показатели автомобиля стали выше при минимуме затрат. «МастерМотор» производит распредвалы именно с таким расчетом, чтобы каждый мог выбрать наиболее полно отвечающий характеристикам «тюнингованного» двигателя. Гамма распредвалов фирмы включает в себя девять модификаций, «перекрывающих» широкий диапазон требований — от самого «скромного» 2108–80 до тюнинговых и спортивных. Характеристики распредвалов — в таблице. Заметьте: величины подъема впускного и выпускного клапанов существенно увеличились, для спортивных вариантов — чуть ли не в полтора раза. А с учетом изменений в профилировании кулачков еще сильнее выросло «время-сечение» — для впускных клапанов оно стало больше в 1,75–1,9 раза. Этим и определяется, при соответствующих оборотах, рост крутящего момента и мощности двигателя.

Теперь познакомимся с особенностями этих изделий. Распредвалы 2108 и 2110 показаны в таблице для сравнения. Кроме них — еще девять. Начнем с «низовых» валов 2108–80, 2108–26 и 2108–49.

Распредвал 2108–80 предназначен для моторов рабочим объемом 1,1–1,3 и 1,5 л, причем в последнем он оказывается самым «низовым»: при оборотах 5600 в минуту в лучшем случае не уменьшит мощность по сравнению с серийным. Зато на средних и низких оборотах двигатель станет более «тяговит».

Читайте также:  Какая сталь лучше гальванизированная или оцинкованная

Распредвал 2108–26 позволяет добиться повышения крутящего момента двигателя во всем рабочем диапазоне оборотов — и тем самым, без изменений в трансмиссии, не только улучшить разгонные показатели автомобиля, но и сохранить или даже несколько повысить его максимальную скорость.

2108–49 в сравнении с предыдущим более «верховой», хотя некоторое повышение момента происходит и на пониженных оборотах.

Отметим, что все эти три вала можно установить в серийную головку блока без каких-либо ее доработок. Их достоинство в том, что они существенно улучшают разгонную динамику машины без форсировки двигателя по оборотам.

Следующие два распредвала — 2108–52 и 2108–54 — «верховые». На низких оборотах их крутящий момент в лучшем случае на уровне серийного исполнения. Зато на высоких существенно возрастает при условии, что обороты достигают 6000–7000 в минуту. Следовательно, для реализации новых возможностей двигателя на высших передачах может потребоваться вмешательство в трансмиссию (возможно, главную пару нужно несколько «укоротить»). Этим хорошо владеют специалисты тюнинговых фирм. Сравнение вала 2108–52 с серийным показано на графике.

2108–52 полностью взаимозаменяем с серийным распредвалом и не требует подготовки головки (если это не связано с какими-либо иными соображениями). Прототип этого вала с обозначением 2108–14 применялся фирмой «Лада Инжиниринг» при подготовке форсированных двигателей.

Распредвал 2108–54 оставляет автовладельцу лишь одну вольность: можно сохранить серийные толкатели и пружины. Но, значительно увеличив подъем клапанов, одновременно уменьшили базовый диаметр кулачков с 38 до 36 мм, поэтому применение этого вала требует доработки головки блока. Обычно опускают седла клапанов на 1 мм (для данного варианта). При этом несколько меньше предварительное усилие пружин, само же занижение седел, как показал опыт, увеличивает наполнение цилиндра на высоких оборотах — «верхи» лучше.

Итак, мы познакомились с пятью распредвалами, где подъем впускных клапанов от 9,05 до 10,55 мм. Они позволяют улучшить тяговые характеристики серийных двигателей и при разной их форсировке по оборотам, и при возможности увеличения рабочего объема до 1,7 л.

Следующие четыре распредвала — спортивные.

2108–62 — работающий до 9000 об/мин с серийными толкателями, регулировочными шайбами и пружинами. Номинально при подготовке головки требуется только занизить седла клапанов. Этот вал часто используют и любители тюнинга.

Далее 2108-М1, М2 и М3 — спортивные распредвалы для кросса, ралли, ипподрома или кольцевых гонок. Требуют применения специальных пружин клапанов и цельных толкателей без шайб. В этом ряду (в порядке перечисления) крутящий момент «наверху» наращивается, а «внизу» снижается.

Как было сказано выше, «МастерМотор» производит распредвалы для самых различных целей, и, судя по всему, автолюбители легко ориентируются в гамме этих изделий. Например, до появления распредвала 2108–52 самыми ходовыми были 2108–26 и 2108–49. А ныне — 49-й и 52-й.

Кто-то может спросить: как изменятся с «резвым» распредвалом расход топлива и ресурс двигателя? В ответ напомним, где бывает бесплатный сыр! Только очень наивный может надеяться на меньший расход при скорости, выросшей на 20–30 км/ч. Или на увеличение ресурса мотора, да и машины в целом. Эти распредвалы — для тех, кто во главу угла ставит именно мощность машины, ее скоростные и динамические показатели.

Сравнение характеристик одного и того же двигателя 21083 с серийным распредвалом 2108

и «верховым» — 2108–52 (по заявлению производителя).

Источник статьи: http://www.zr.ru/content/articles/4569-a_teper_-_gorbatyj/

Все о распредвалах

#1 Интервент

  • Модераторы
  • 6 023 сообщений
  • Регистрация 16-Декабрь 05
    • Откуда: Киев
    • Авто: ВАЗ-21011 1,7; ВАЗ-2123 Нива

    Выкладываю свою статью о распредвалах. Это пока первый вариант, в дальнейшем некоторые детали дополню, по мере проверки информации на практике.

    Прежде, чем говорить о конструкции распределительного вала, рассмотрим те процессы, которые протекают во время наполнения цилиндра топливно-воздушной смесью и очистки его от отработанных газов.

    За время такта впуска поршень успевает разогнать смесь настолько, что скорость потока во впускном канале ГБЦ может достигать нескольких сотен километров в час. Такой поток обладает достаточно большим запасом кинетической энергии; он не остановится мгновенно по всей длине канала даже если клапан полностью закрыт.
    Именно поэтому любые распределительные валы сконструированы так, что впускной клапан закрывается позже, чем поршень пройдет НМТ и открывается раньше, чем поршень достигнет ВМТ.
    Это необходимо вот для чего. Пока поршень двигается вниз во время такта впуска, он создавая разряжение в цилиндре, всасывает горючую смесь. Достигнув НМТ, поршень останавливается и затем начинает двигаться вверх. Теперь. на первый взгляд, поршень должен выталкивать смесь обратно, если клапан открыт. Но, как писалось выше, скорость потока настолько велика, что даже когда поршень начинает двигаться вверх, смесь до определенного момента будет поступать в цилиндр за счет инерции потока. Когда давление, с которым движущийся вверх поршень выталкивает смесь превысит давление, создаваемое за счет движения потока по инерции, смесь начнет выбрасываться обратно в канал; именно в этот момент и должен закрыться клапан. Так, к примеру, распредвал двигателя ВАЗ-2101 обеспечивает закрытие впускного клапана с запаздыванием в 40 градусов после того, как коленчатый вал пройдет положение НМТ, а у распредвала М45 ОКБ «Двигатель» запаздывание закрытия клапана составляет 100 градусов.
    Но даже когда впускной клапан закрыт, поток смеси в каналах ГБЦ и коллекторе не останавливается полностью; в начале впускного тракта смесь продолжает двигаться вперед, за счет чего перед впускным клапаном создается некоторое избыточное давление. Именно поэтому впускной клапан открывается не тогда, когда поршень достигнет ВМТ, а несколько ранее (у двигателя ВАЗ-2101 опережение открытия впускного клапана составляет 12 градусов).
    Значимость инерции потока такова, что благодаря ее использованию, даже на атмосферных двигателях можно получить коэффициент наполнения больше 1 (например, на подготовленном двигателе ВАЗ-2106 был достигнут коэффициент наполнения 1,04 при 6000 об/мин. – А.В.Дмитриевский. Карбюраторы. Диагностирование, регулирование, ремонт. М: «Машиностроение», 1995 г. с.118)

    Читайте также:  Как покрасить деревянный меч под сталь

    Выпускной клапан открывается раньше, чем поршень успеет достичь НМТ но в тот момент, когда вся или практически вся смесь успела сгореть. Это сделано для максимально полной очистки цилиндра от отработанных газов.
    В конце такта выпуска, когда поршень почти достиг ВМТ, давление отработанных газов, оставшихся в цилиндре, весьма невелико. Именно в этот момент вновь открывается впускной клапан, и рабочая смесь, еще не успев потерять весь запас своей энергии, начинает поступать в цилиндр, выталкивая остатки отработанных газов. У двигателя ВАЗ-2101 выпускной клапан открывается с опережением в 42 градуса.
    Выпускной клапан закрывается, когда поршень пройдет ВМТ и коленчатый вал повернется на несколько (для ВАЗ-2101 – 10) градусов.
    Положение распредвала, при котором одновременно открыты впускной и выпускной цилиндры, и называется перекрытием.

    В русской технической речи приняты следующие термины, относящиеся к теме статьи.

    Ширина фазы открытия или просто фаза.
    Фаза, измеряемая в градусах поворота коленвала – это мера продолжительности открытия клапана, которая показывает, на какой угол повернется коленвал за то время, пока клапан будет открыт.

    Подъем.
    Подъем клапана в миллиметрах – это величина максимального хода клапана.

    Перекрытие.
    Термином «перекрытие» могут обозначаться две величины.

    Перекрытие в градусах поворота коленвала показывает, насколько долго оба клапана находятся в открытом положении.
    Перекрытие в миллиметрах – это величина открытия впускного и выпускного клапанов, когда поршень находится в ВМТ. Поршень проходит ВМТ как раз в тот момент, когда клапана находятся в перекрытии, поэтому величину перекрытия в миллиметрах необходимо знать для того, чтобы избежать удара поршня по клапанам.

    Базовый диаметр («база») – диаметр круглой части кулачка. Если база вала соответствует показателю стандартного для данного двигателя, вал называют полнобазным. Если база уменьшена – неполнобазным.

    Опережение открытия и запаздывание закрытия клапана, в градусах поворота коленчатого вала необходимо знать для сравнения валов со схожими характеристиками.

    Ни один распредвал не может обеспечить работу двигателя с максимальной эффективностью во всем диапазоне рабочих оборотов. Поэтому вал следует выбирать исходя из того режима работы, который будет основным.

    Из написанного выше следует, что главным параметром, влияющим на работу распредвала, является скорость потока смеси во впускном тракте, которая определяется текущим расходом смеси. Расход смеси в свою очередь, зависит от объема двигателя и оборотов коленчатого вала (то есть, к примеру, двигатель малого объема на больших оборотах будет расходовать столько же смеси, сколько мотор большого объема при низкой частоте вращения коленвала).

    Именно этими параметрами определяются предельно допустимые ширина фаз и продолжительность перекрытия. Если распредвал с широкой фазой поставить на малообъемный двигатель, или двигатель, работающий на низких оборотах, то из-за малой скорости, поток смеси не будет иметь запаса кинетической энергии, необходимого для получения эффектов, описанных в разделе 1. То есть, при большом запаздывании закрытия впускного клапана после НМТ, поршень будет выталкивать часть смеси во впускной тракт, что только ухудшит наполнение цилиндра.
    В то же время двигатель с узкофазным валом будет проигрывать в мощности на высоких оборотах, поскольку впускной клапан, закрываясь слишком рано и открываясь слишком поздно, будет отсекать ту смесь, которая могла бы попасть в цилиндр.

    Читайте также:  Что такое сталь с1008

    В целом, тенденция такова, что чем шире фаза, тем более «верховым» будет двигатель. И наоборот, для работы на малых и средних оборотах распредвалы с излишне широкой фазой покажут худшие результаты.

    Также как правило, чем шире фазы распредвала, тем шире и величина перекрытия.

    Увеличение подъема клапана позволяет улучшить наполнение цилиндра за счет увеличения проходного сечения впускного тракта. Величину подъема клапана ограничивают геометрические размеры деталей и опасность «зависания» клапана на высоких оборотах. Известно, что при работе на высоких (более 8 тысяч) оборотах, клапана многих двигателей не успевают полностью закрыться прежде, чем поршень достигнет ВМТ. Помимо опасности разрушения поршней и клапана, зависание вредит еще и тем, что при этом нарушается процесс газораспределения. При этом очевидно, что чем выше подъем клапана (т.е. тот путь, который ему приходиться совершать при открытии и закрытии), тем больше вероятность его зависания. Поэтому конструкторы распредвалов, предназначенных для работы на таких режимах, ограничивают подъем клапана. Так, например, распредвал знаменитого ВАЗ-2105 ВФТС имел подъем клапана всего 11,5 мм, хотя многие вазовские спортивные распредвалы выпускаются с подъемом клапана до 13 мм.

    Резюмируя вышесказанное, можно составить несколько «типичных портретов» распределительных валов: «низовой» — вал для получения максимальной мощности на малых оборотах (небольшая фаза, иногда даже меньше фазы стандартного вала, при значительном подъеме); спортивный – вал для работы на очень высоких оборотах (максимально широкая фаза – более 320 градусов при умеренном подъеме) и «тюнинговый» — группа валов, рассчитанных на получение максимальной мощности в диапазоне 4-8 тысяч оборотов (большие величины подъема клапана при фазе 280-320 градусов).

    5. Подготовка ГБЦ к установке распредвала.

    Установка некоторых распредвалов требует просадки седел клапанов. Это необходимо во-первых для обеспечения правильного положения рокера относительно распредвала (относится к распределительным валам с уменьшенным базовым диамтером), а во-вторых, для разжатия клапанной пружины, витки которой могут смыкаться при величине подъема клапана более 12,0 мм.
    Применительно к двигателям ВАЗ, величину просадки определяют по формуле:
    B = 0.5 (30 – D) + 0.5…0.8, где
    B – глубина просадки седла; D – базовый диаметр устанавливаемого вала.

    1. Каковы характеристики стандартного распредвала ВАЗ-2101?

    — Двигатели ВАЗ-2101, -21011, -2103, и 2106 оснащаются одним и тем же распределительным валом, обладающим следующими характеристиками:
    Ширина фаз впуска и выпуска – 232 градуса;
    Перекрытие – 0,8 мм;
    Запаздывание закрытия впускного клапана – 40 град.;
    Опережение открытия выпускного клапана – 42 град.;
    Подъем клапана составляет 9,728 мм (см. «Автомобили ВАЗ». М:Транспорт. 1974 г. стр.31), хотя в интернете иногда упоминается значение 9,5 мм.

    2. У меня есть распредвал неизвестного происхождения. Как узнать его характеристики?

    — С помощью подручного измерительного инструмента можно определить лишь подъем клапана. Для этого необходимо измерить минимальный и максимальный диаметры кулачка и умножить разницу на 1,55. Результат будет равен величине подъема клапана.

    3. Как настроить тюнинговый или спортивный распредвал в гаражных условиях?

    — Простейший способ настройки распредвала – установка его «по перекрытию». Когда поршень первого цилиндра будет находиться в ВМТ в конце такта выпуска, с помощью разрезной звезды или шестерни вал устанавливается так, чтобы оба клапана первого цилиндра были открыты на одинаковую величину (тарелки клапанов должны быть на одном уровне). Такое положение распредвала называется нулевым перекрытием; для большинства валов оно является близким к оптимальному.

    4. На моем двигателе поршень в ВМТ упирается в клапана. Что делать?

    — Необходимо нарезать цековки в днище поршня с таким расчетом, чтобы ход клапанов в положении ВМТ поршня был как минимум на 5 мм больше величины перекрытия в миллиметрах.

    Сообщение изменено: Интервент, 19 Декабрь 2010 — 21:27.

    Источник статьи: http://vaz2101.com/index.php?/topic/6147-vse-o-raspredvalah/

    Adblock
    detector