Газораспределительный механизм: устройство, функции и компоненты

Газораспределительный механизм (ГРМ) — узел ДВС, управляющий работой впускных и выпускных клапанов. Впускной клапан пропускает воздушно-топливную смесь в цилиндр. Выпускной удаляет выхлопные газы после сгорания.

Определение и схемы ГРМ

ГРМ открывает и закрывает клапаны вовремя, чтобы смесь заходила, а газы выходили.

Современные двигатели часто имеют верхнее расположение распредвала (OHC) — распредвал у крышки блока. В отличие от схемы с нижним распредвалом и тягами (OHV / Cam-in-block). Есть также бесраспредвальные схемы (Camless) — клапаны управляются соленоидами/пьезоэлементами без распредвала.

Функции и принцип работы

Основная задача — точное управление моментами открытия/закрытия клапанов и фазами газораспределения. Распредвал с камами на вращающемся валу открывает клапаны; пружины закрывают их.

В тяжелых дизелях часто 4 клапана на цилиндр: 2 впускных (больший диаметр — больше воздуха) и 2 выпускных. Выпускные выдерживают выше температуры; впускные охлаждаются свежим зарядом. Оба вида клапанов отводят тепло в головку блока, чтобы не сгореть.

Инжектор в центре клапанов впрыскивает топливо. Фазы открытия/закрытия невероятно точны. В современных двигателях инжектор управляется электрически, а не механически — еще выше точность.

Компоненты ГРМ

Распредвал (Camshaft)

Задает фазы и подъем клапанов камами на вращающемся валу. Привод от коленвала: цепь, ремень или шестерни. На 4-тактнике распредвал вращается в 2 раза медленнее коленвала.

Тяга (Pushrod)

Длинный стержень для OHV-двигателей (распредвал в блоке). Переносит движение от камы распредвала через таппет (подшипник) на качатель, открывающий клапан.

Качатель / таппет (Rocker arm / Bucket tappet)

Способ привода клапана зависит от конструкции головы блока. На OHC — чашечные таппеты или пальцы (камы прямо на них). На OHV — качатели, подвижные на пальце/шарике, приводятся тягой.

Клапаны (Valves)

Основной тип — дисковые (поппетные). Реже — втулочные, шторковые, роторные. Открываются камой/качателем, закрываются клапанной пружиной.

Точная синхронизация поршней и клапанов — залог эффективности, мощности и экологичности двигателя.