Разпределителният вал е важна част от газоразпределителния механизъм на автомобилния двигател. Структурният дизайн и качеството на обработка на разпределителния вал влияят пряко на работата на двигателя. През последните години, поради нуждите от опазване на околната среда, се разработват двигатели с нисък разход на гориво и ниско замърсяване. За да се реши проблемът с незамърсяващите автомобилни изгорели газове и да се постигне висока скорост на двигателя и висока изходна мощност, много двигатели приемат многоклапанни и фазови на клапани структури с променливо повдигане на клапаните, което увеличава натоварването на пружините на клапаните. В същото време, за да се намали разходът на гориво и загубата на триене, се използва ролкова структура между гърбицата и кобилицата, а контактната повърхност между гърбицата и ролката образува зона с високо налягане, което влияе върху стабилността на движение на разпределителния вал, динамичен баланс, устойчивост на износване и якост на усукване. поставят по-високи изисквания. Освен това, за да се постигне целта за леко тегло и ниска цена на автомобилите, без да се засягат изискванията за производителност на всяка част, частите трябва да бъдат опростени възможно най-много, теглото трябва да бъде намалено и използването на материали трябва да бъде по-разумно.
Най-общо казано, в редови двигател една гърбица съответства на един клапан. V-образен двигател или боксер двигател споделя гърбица за всеки два клапана. Ротационният двигател и безклапанният двигател не се нуждаят от гърбица поради специалната си структура.
За да се постигне леко тегло, лесна обработка и ниска цена, както и висока скорост на двигателя и висока изходна мощност, дизайнът на компонентите на двигателя, особено разпределителните валове, трябва да бъде преразгледан, като се изисква те да бъдат компактни по структура, силно концентрирани във функциите, леки и способни да издържат на по-висок контактен натиск. В настоящото приложение на разпределителния вал системата за смазване на главата на цилиндъра е концентрирана върху кухия разпределителен вал, компонентите на задвижването на горивната помпа, които осъществяват директно впръскване в цилиндъра, са внедрени на разпределителния вал, а VVT (клапан с променливо синхронизиране) е внедрен на разпределителния вал . използвани в края. В разпределителния механизъм изискванията за производителност за всяка част от разпределителния вал са различни. За задвижващото колело на гърбицата и горивната помпа се изисква да бъде устойчиво на износване, сцепление и питинг; за дневника изисква добро плъзгане; за вала се изисква добра твърдост, огъване и усукване.
С развитието на леките автомобили, разпределителните валове се развиват в посока на леки, силно концентрирани функции и ниска цена, а предимствата на сглобяването на разпределителни валове постепенно се разпознават и приемат от хората.
Валът и гърбицата на изработения разпределителен вал се произвеждат отделно и след това се сглобяват заедно. Гърбицата обикновено е изработена от въглеродна стомана или материал от прахова металургия, цевта е изработена от части от прахова металургия или стоманена тръба, концентрирана върху дорника, а дорникът е направен от студено изтеглена тънкостенна безшевна стоманена тръба. Гърбиците от въглеродна стомана могат да бъдат подложени на високочестотно закаляване или карбуризиране и имат висока устойчивост на адхезия и точкова корозия.
По отношение на дизайна сглобеният разпределителен вал може да бъде проектиран с тясна ширина на гърбицата и малък интервал, а разположението на гърбиците е много компактно. В сравнение с традиционния разпределителен вал, той има предимствата на леко тегло, ниска цена на обработка и разумно използване на материала, а теглото е намалено с до 45 процента в сравнение с разпределителния вал с плътен вал.
Ключовата технология на сглобения разпределителен вал е методът на свързване, а производственият процес и оборудването се определят от различните методи на свързване. Сглобеният разпределителен вал започва през 1980 г. и първият разработен е разпределителният вал със заварена връзка. В средата на -1980 години разпределителният вал със синтерована връзка беше пуснат в употреба и през същия период се появи разпределителният вал, произведен чрез метода на разширение. В края на 90-те години започва разработването на разпределителни валове с назъбени валове. Техниките за производство на фабричен разпределителен вал непрекъснато се актуализират, тъй като се появяват нови методи за свързване.
Свързаните чрез заваряване разпределителни валове са склонни към термична деформация по време на заваряване, което намалява точността на размерите на разпределителните валове, а тежките термични промени също са склонни към пукнатини в заварените части, което затруднява гарантирането на качеството. , Гърбицата трябва да бъде свързана към стоманената тръба чрез дифузия в течната фаза. Този процес трябва да се извърши в пещ за синтероване над 1000 градуса C. При висока температура валът е податлив на огъване, което води до грешки в точността на размерите, а по време на синтероването има ограничения върху производителността на материала. , изисква голяма пещ за синтероване и топлинната ефективност не е висока; методът на разширение първо кара гърбицата и стоманената тръба да си сътрудничат и след това добавя хидравлично или механично разширение от вътрешната страна на тръбата. За да издържи вътрешното налягане на разширителната тръба, гърбичната стена трябва да има определена дебелина. Тръбата е лесна за изпълнение и трябва да се използват тънкостенни стоманени тръби, а поради специалните изисквания на операциите под високо налягане оборудването също е мащабно; въпреки че методът за свързване на гореща и студена втулка се използва широко в производството на механични части, той може да не е подходящ при производството на разпределителни валове. , защото когато гърбицата е свързана с топлинната втулка на вала, гърбицата се нагрява, което води до омекотяване и е трудно да се осигури устойчивост на износване по време на триене. Много гърбици ще отвеждат топлината към края на вала по време на работа, осъществявайки връзката между началото и края на работата. Ако количеството се промени, степента на свързване не може да се поддържа постоянна; методът на набраздяване има определени предимства по отношение на надеждността, точността, оборудването, консумацията на енергия и др.
По-нататъшното развитие на комбинирания разпределителен вал ще се фокусира върху разработването на материали и оптимизирането на техниките за обработка. В момента пазарът активно се развива и прилага композитни материали, като керамични материали за производството на разпределителни валове. MAHLE работи върху разработването на разширени функции за комбинирания разпределителен вал. Например, интегрирането на задействане на горивната помпа и сензорни компоненти също набира сила. Синхронизирането на входящите и изходящите гърбични сегменти на SOHC разпределителните валове се постига с вложените разпределителни валове MAHLE CamInCam™.
Сглобените разпределителни валове в момента се развиват с бързи темпове и се използват главно в двигатели с висока производителност. С подобряването на производствената технология на сглобени разпределителни валове ще се появят сглобени разпределителни валове с по-добра производителност, по-ниска цена и разнообразни технологии.
