Распредвал (распределительный вал)

Распредвал (распределительный вал) простыми словами — это «дирижёр» клапанов. Вал с выступами-кулачками вращается вместе с двигателем и в строго нужный момент нажимает на клапаны: впускные открываются, чтобы цилиндр «вдохнул» воздух с топливом, выпускные — чтобы «выдохнул» отработавшие газы. Без него поршни двигались бы, но цилиндры не наполнялись бы и не очищались.

Где стоит распредвал

В современных моторах вал лежит наверху, в головке блока цилиндров, прямо над клапанами — отсюда обозначение OHC (overhead camshaft, верхний распредвал). Он вращается в опорах-постелях головки, прижатый крышками, и смазывается маслом под давлением. Сверху его закрывает клапанная крышка, а на переднем конце вала сидит шкив ремня или звёздочка цепи газораспределительного механизма.

У старых нижневальных моторов (OHV) — например, ЗМЗ-402 на «Волге» или УМЗ на УАЗе — вал стоит в блоке цилиндров, а усилие к клапанам поднимается штангами и коромыслами. Такая схема проще, но хуже работает на высоких оборотах, поэтому в легковых моторах её давно вытеснил верхний вал.

Как он работает: кулачки и фазы

Каждый кулачок — это выступ на круглой «затылочной» части вала. Пока под толкателем круглая часть, клапан закрыт. Когда набегает выступ, кулачок через толкатель, гидрокомпенсатор или рычаг давит на клапан и открывает его, а пружина затем закрывает клапан обратно. Высота выступа задаёт, насколько откроется клапан, ширина — как долго он будет открыт, а взаимный поворот кулачков — порядок работы цилиндров.

Четырёхтактный цикл занимает два оборота коленчатого вала, а каждый клапан за цикл открывается один раз. Поэтому распредвал вращается вдвое медленнее коленвала: передаточное отношение привода — 2:1. Моменты открытия и закрытия клапанов относительно поршней называют фазами газораспределения; их задают профиль кулачков и взаимное положение валов по меткам. На моторах с фазовращателем блок управления может поворачивать распредвал относительно его звёздочки и сдвигать фазы на ходу — так двигатель лучше тянет на низах и не теряет мощность на верхах.

Один вал или два: SOHC и DOHC

• SOHC (single overhead camshaft) — один вал на головку, его кулачки открывают и впускные, и выпускные клапаны. Классический пример — восьмиклапанные моторы ВАЗ: два клапана на цилиндр, привод через толкатели.
• DOHC (double overhead camshaft) — два вала, один для впуска и один для выпуска. Так устроены шестнадцатиклапанные моторы Лады и большинство современных иномарок. Четыре клапана на цилиндр лучше наполняют камеру, а раздельные валы позволяют менять фазы впуска и выпуска независимо.

На V-образных двигателях своя головка у каждого ряда цилиндров, поэтому валов бывает два или четыре.

Связь с ГРМ и датчиком положения

Распредвал и коленвал связаны ремнём или цепью, и их взаимное положение выставляют по меткам. Ошибка на один зуб сдвигает фазы: мотор теряет тягу, неровно работает, а блок пишет коды рассогласования вроде P0016. Обрыв ремня на многих моторах заканчивается встречей клапанов с поршнями и ремонтом головки, поэтому ремень меняют по регламенту, а у цепи следят за растяжением и натяжителем.

Положение вала блок управления узнаёт по датчику положения распредвала (CMP). По его сигналу ЭБУ отличает такт сжатия от такта выпуска и подаёт топливо и искру в нужный цилиндр. Сам распредвал в сканере не виден — видны только сигнал датчика и, на моторах с изменением фаз, фактический угол поворота вала. Пропавший сигнал датчика даёт P0340, проблемы управления фазами — коды P0010–P0015.

Признаки износа

Распредвал изнашивается медленно и чаще всего от плохой смазки: стачиваются вершины кулачков, появляются задиры на шейках и постелях. Коротко о признаках:

• цокот или стук в верхней части мотора — разбор в материале цокот клапанов и гидрокомпенсаторов;
• вялый разгон и слабая тяга на низких оборотах — пропала тяга на низах;
• неровный холостой ход и троение, если стёрся кулачок одного цилиндра, — двигатель троит;
• металлическая стружка в масле.

Окончательно износ оценивают под снятой клапанной крышкой: кулачки осматривают и замеряют их высоту микрометром, проверяют люфт вала в постелях.

Сколько стоит замена

Для массовых машин ориентир такой: сам распредвал для ВАЗ — около 2–6 тыс. ₽, для иномарок — 8–35 тыс. ₽; работа по замене — 4–15 тыс. ₽, потому что приходится снимать привод ГРМ и заново выставлять метки. Вместе с валом обычно меняют сальник и прокладку клапанной крышки, а часто и толкатели или гидрокомпенсаторы: новый вал на изношенных толкателях быстро повторит судьбу старого. Если задиры дошли до постелей в головке, ремонт превращается в восстановление или замену ГБЦ — это уже десятки тысяч рублей.