Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Штанги грм двигателей что это такое

Штанги грм двигателей что это такое

Газораспределительный механизм дизельных двигателей предназначен для своевременного впуска воздуха, впрыска топлива и выпуска отработавших газов. На двигателях, устанавливаемых на укладчике, применяется верхнеклапанный механизм. При верхиеклапан-ном механизме клапаны располагаются в головке цилиндра, т. е. над цилиндром. Верхнее расположение клапанов способствует лучшему наполнению цилиндров воздухом и лучшей очистке цилиндров от отработавших газов, .а это повышает мощность двигателя по сравнению с аналогичными двигателями, имеющими нижнеклапанный распределительный механизм.

Газораспределительный механизм (рис.7) состоит из следующих узлов и деталей: распределительных шестерен, распределительного вала, толкателей, толкающих штанг, коромысел с осями, клапанов и клапанных пружин.

Распределительные шестерни располагаются в передней части двигателя. Одна шестерня крепится на переднем конце коленчатого вала, а вторая располагается на распределительном валу.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Распределительн ы й вал устанавливается на специальных опорах в блоке цилиндров. На распределительном валу расположены кулачки специальной формы и опорные шейки. Количество кулачков на распределительном валу соответствует удвоенному количеству цилиндров, так как в каждом цилиндре имеются два клапана — впускной и выпускной. Кулачки на распределительном валу устанавливаются в соответствии с порядком работы цилиндров. При этом достигается своевременное открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов при соответствующих положениях поршней в цилиндрах двигателя. Установка распределительного вала относительно коленчатого вала должна быть строго определенной и достигается путем совмещения специальных меток, устанавливаемых на распределительных шестернях.

Рис. 7. Газораспределительный механизм:
1 — толкающая штанга; 2— коромысло; 3 — рычаг декомпрессора; 4 — клапанная пружина; 5 — клапан

Рис. 8. Детали толкателя

Толкатели опираются на кулачки распределительного вала. Толкатель представляет собой цилиндр с закругленным дном (рис. 8). С внутренней стороны он имеет сферическую поверхность, в которую упирается штанга толкателя. Толкатель передвигается вверх под действием кулачка, а вниз — под действием пружины. Для равномерного износа всей поверхности толкателя при нажатии кулачка и пружин точка касания толкателя с кулачком смещена от оси толкателя. В этом случае при вращении кулачка происходит вращение толкателя вокруг своей оси, а это приводит к тому, что кулдчок упирается в толкатель не в одном месте, а по всей сферической поверхности. Во внутреннюю сферическую поверхность толкателя упирается штанга, имеющая на своем нижнем конце сферическую поверхность, облегчающую точность установки штанги в толкателе. Толкающая штанга в верхней своей части имеет цилиндр, на котором крепится втулка со сферической поверхностью: в нее упирается шаровая головка пальца, укрепленного на плече коромысла. Палец с шаровой головкой крепится при помощи винта с контргайкой, позволяющих точно устанавливать время нажатия толкающей штанги на плечо коромысла.

Коромысла установлены на осях. Одним плечом коромысло упирается через палец с шаровой головкой в штангу толкателя, а другим плечом — в толкатель клапана.

Клапаны (рис. 9) состоят из головки и стержня. Головкой закрывается канал в головке цилиндра. Стержень в верхней своей части имеет прорезь, в которую вставляется шайба, служащая для крепления пружины. Стержень клапана устанавливается во втулке, которая служит направляющей для его движения. Втулка клапана разрезная и устанавливается в головке цилиндра. Пружина клапана одним концом опирается в опорную шайбу головки, а другим — в тарелку пружины, закрепленную на стержне клапана, и тем самым постоянно держит клапан в закрытом состоянии.

Рис. 9. Схема установки клапанов:
1 — стержень клапана; 2 — тарелка пружины клапана; 3 — сухарь клапана; 4 — впускной клапан; 5 — кольцо упорное; 6 — клапанная пружина; 7— седло клапана; 8 — втулка клапана; 9—опорная шайба пружины клапана; 10— головка цилиндра

Работа распределительного механизма осуществляется в следующей последовательности: при отсутствии давления со стороны кулачка клапан находится в закрытом состоянии под действием усилий пружины. В определенное время кулачок своим выступом поднимает толкатель, а он поднимает штангу, которая, в свою очередь, поднимает одно плечо коромысла. В это время второе плечо коромысла опускается и опускает клапан, сжимая пружину. При этом головка клапана опускается вниз от седла и открывает входное отверстие, по которому воздух при такте впуска поступает в цилиндр. Максимальная величина открытия клапана соответствует максимальной высоте кулачка распределительного вала. При дальнейшем повороте кулачка под действием пружины клапана толкатель прижимается к кулачку, а клапан приближается к седлу. При набегании толкателя на цилиндрическую часть кулачка клапанная пружина прижимает головку клапана к седлу и закрывает входное отверстие цилиндра.

Периоды открытия и закрытия клапанов в цилиндрах двигателя по отношению к положению поршня называются фазами газораспределения, которые принято выражать в углах поворота коленчатого вала с обозначением верхней и нижней мертвых точек, так как угол поворота коленчатого вала двигателя всегда связан с определенным положением поршня в цилиндре. Время открытия и закрытия клапанов не должно совпадать с нахождением поршня в верхней и нижней мертвых точках. Так, при такте впуска впускной клапан должен открываться до подхода поршня” в в. м. т., т. е. с некоторым опережением. При движении поршня вниз от в. м. т. начинается заполнение цилиндра воздухом. Впуск заканчивается при достижении поршнем н. im. т., а впускной клапан закрывается, когда поршень пройдет н. м. т. и начнет подниматься вверх, пройдя около 1/4—1/3 своего хода. Это дает возможность воздуху по инерции наполнять цилиндр, а следовательно, и улучшает условия сгорания топлива.

При движении поршня к в. м. т. после закрытия впускного клапана воздух сжимается и нагревается. При подходе поршня кв. м. т. впрыскивается топливо, которое хорошо распыляется и воспламеняется. В камере над поршнем резко возрастает давление от сгорания газов, которое заставляет поршень двигаться вниз. Топливо продолжает гореть и при движении поршня вниз, особенно в начальный период. После сгорания топлива увеличивается объем газов, но увеличивается и объем пространства над поршнем, поэтому давление уменьшается. Однако поршень продолжает двигаться вниз по инерции. К концу рабочего хода, когда поршень еще не дойдет до н. м. т., открывается выпускной клапан и газы под избыточным давлением начинают выходить из цилиндра. При движении поршня от н. м. т. вверх цилиндр очищается от сгоревших газов. Для лучшей очистки цилиндра выпускной клапан закрывается после прохождения поршнем в. м. т. Как указывалось выше, при работе дизельного двигателя имеются два положения, когда в цилиндре открыты оба клапана одновременно (впускной и выпускной) — при впуске свежего воздуха и при выпуске отработавших газов (рис 10). У двигателя Д-37Е в верхней мертвой точке оба клапана открыты на 32° поворота коленчатого вала, а в нижней мертвой точке—на 80°. Эта установка газораспределения способствует лучшей очистке цилиндров от сгоревших газов и полному сгоранию топлива в цилиндре двигателя.

Газораспределительный механизм работает хорошо и надежно при наличии зазора между торцом клапана и коромыслом. Величина оптимального зазора должна быть равна 0,3 мм. Такой зазор способствует плотному закрытию клапана под действием пружины. При отсутствии зазора клапан ,может неплотно закрыться; в результате образуется зазор между седлом и клапаном, что приведет к обгоранию рабочих фасок -седла и клапана и двигатель потеряет мощность из-за нарушения герметичности в цилиндре. Увеличение зазоров приводит также к снижению мощности двигателя, вызванному недостаточным наполнением цилиндра воздухом при такте впуска и неполной очисткой цилиндра от отработавших газов при выпуске. Эти явления будут наблюдаться из-за недостаточной степени открытия клапана. Кроме того, при работе двигателя детали клапанного механизма сильно нагреются, что приведет к увеличению их размеров. Сокращение величины зазора вызовет ухудшение работы двигателя на холостом ходу и затруднит его пуок.

Читать еще:  Быстро поднимается температура двигателя на газели

Зазоры между торцами клапанов и нижними точками плеч коромысел устанавливаются при помощи щупа. Температура двигателя в момент регулировки должна быть от 15 до 25 °С.

Рис. 10. Фазы газораспределения двигателя Д-37Е

Величину зазора между торцом стержня клапана и носком плеча коромысла каждого клапана проверяют и устанавливают в следующей последовательности:
а) включают рычагом декомпрессионный механизм, который облегчит поворот коленчатого вала;
б) поворачивают коленчатый вал двигателя до совмещения меток в. м. т. и указателя шкива привода вентилятора. В это время поршень первого цилиндра будет находиться в конце такта сжатия;
в) выключают рычаг декомпрессора. В это время оба клапана первого цилиндра должны быть закрыты;
г) проверяют зазор при помощи плоского щупа. При несоответствии зазора заданной величине (0,3 мм) отвертывают контргайку и отверткой, поворачивая регулировочный винт, получают требуемый зазор. Поддерживая отверткой полученное положение регулировочного винта, завертывают контргайку. Проверяют еще раз величину зазора каждого клапана первого цилиндра. При необходимости эта ©перация повторяется до получения заданного зазора.

Повернув коленчатый вал двигателя на пол-оборота, проверяют и при необходимости регулируют зазоры между торцом стержня клапана и носком коромысла у цилиндра следующего по порядку работы цилиндров двигателя. При поворотах коленчатого вала двигателя целесообразно включать рычагом механизм декомпрессора. Проверив и отрегулировав зазоры клапанов следующего цилиндра, повторяют операции «а», «б», «в» и «г». Поворачивают коленчатый вал на следующие пол-оборота и регулируют зазоры у третьего, а затем после поворота коленчатого вала на следующие пол-оборота— у четвертого цилиндров. При правильно отрегулированных зазорах клапаны сохраняют герметичность цилиндров в течение сотен часов ‘работы.

Герметичность закрытия клапанов можно проверить путем наполнения впускного и выпускного патрубков керосином при закрытых клапанах. Залитые патрубки выдерживаются в течение 2— 3 мин. Течь или просачивание керосина при повороте закрытого клапана на любой угол показывает на недостаточную плотность их закрытия. При недостаточной герметичности клапаны притирают при помощи притирочной пасты, которая готовится из смеси мелкого наждачного порошка с маслом, или пасты ГОИ. Перед нанесением пасты очищают от нагара рабочие фаски седла и головки клапана. Паста наносится тонким .слоем. Под клапан устанавливают слабую пружину, которая может поднимать только вес клапана. Дрелью поворачивают клапан на одну треть оборота или на одну четверть и отжимают от седла. Эти движения повторяют до появления на рабочих фасках головки и седла клапана однотонного матового цвета. После притирки клапанов необходимо проверить закрытие цилиндров на герметичность, как указывалось выше.

Штанга толкателя: сильное звено между распредвалом и клапанами

В двигателях с нижним расположением распределительного вала передача усилия на клапаны осуществляется специальными компонентами — штангами толкателей. Подробно о штангах толкателей, их существующих сегодня типах, конструкции и функционировании, а также об их обслуживании и ремонте читайте в статье.

Назначение штанги толкателя

Сегодня в двигателях внутреннего сгорания используются газораспределительные механизмы двух основных типов — с верхним и с нижним расположением распределительного вала (или валов). В двигателях первого типа распредвал и клапаны находятся рядом, поэтому для передачи усилия от кулачков вала на клапан используются короткие толкатели и коромысла. В двигателях второго типа расстояние между распредвалом и клапанами довольно большое, поэтому для передачи усилия требуются промежуточные компоненты — штанги толкателей.

Штанга толкателя — компонент газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания с нижним расположением распредвала. Штанга играет роль промежуточной связи между толкателем и расположенным сверху клапаном: через нее передается усилие от толкателя, катящегося по кулачку распределительного вала, на коромысло и через него на клапан. Штанга толкателя является жесткой связью, которая обеспечивает нормальное функционирование двигателя и предоставляет возможность выполнения всех необходимых регулировок в работе ГРМ.

Штанга толкателя имеет очень важное значение в функционировании силового агрегата, однако отличается крайне простой конструкцией.

Типы и конструктивные особенности штанг толкателей

Все существующие штанги толкателей можно разделить на два типа по применимости:

  • Штанги для обычных толкателей;
  • Штанги для гидравлических толкателей.

Штанги для гидравлических толкателей не только передают усилие на коромысло, но и выполняют дополнительную функцию — подают масло в толкатель. Это отражается на конструкции штанги — она трубчатая, имеет внутренний осевой канал, через который масло поступает к толкателю. Штанги для обычных толкателей используются только для передачи усилия между деталями, поэтому в них необязательно наличие отверстия. Однако они для снижения массы также могут изготавливаться из трубок.

По конструкции штанги бывают двух типов:

  • Цельные;
  • Составные.

Цельные штанги изготавливаются из отрезка металлического прутка (стального или дюралюминиевого), его наконечники закаливаются (на глубину 0,6-0,9 мм) — это повышает прочность и предотвращает деформацию наконечников во время работы двигателя. Цельными выполняются штанги для обычных толкателей.

Составные штанги изготавливаются из трех деталей — собственно штанги и двух наконечников. Крепеж наконечников осуществляется сваркой или обжимом, как и в предыдущем случае наконечники закаливаются для повышения прочности и надежности. Составными обычно выполняются штанги для гидравлических толкателей, однако такую конструкцию могут иметь и простые штанги.

Особое внимание уделяется конструкции наконечников штанги. Нижние наконечники во всех штангах выполняются сферическими или просто закругленными. Верхние наконечники могут быть выполнены также сферическими или выпуклыми, но часто используются чашеобразные наконечники, в которые вставляются сферические наконечники регулировочных винтов. В любом случае форма наконечников выбирается такой, чтобы обеспечить максимально точную передачу усилия от толкателя на коромысло (регулировочный винт) без люфтов.

Штанга толкателя устанавливается в трубку или в каналы в блоке и головке двигателя, нижней частью она упирается в толкатель, верхней — в регулировочный винт коромысла. Какого-либо дополнительного крепления не требуется, так как штанга надежно удерживается между толкателем и винтом.

Вопросы ТО и ремонта штанг толкателей

Штанга толкателя во время работы подвергается значительным нагрузкам, поэтому со временем в ней могут возникать различные неисправности:

  • Погнутость и другие деформации штанги;
  • Износ и ухудшение состояния рабочих поверхностей наконечников;
  • В составных штангах — ослабление крепления наконечников.

Если штанга не имеет серьезных деформаций, то ее можно отремонтировать, однако при текущих ценах автокомпонентов бывает дешевле заменить штанги, чем восстанавливать. Также новые штанги (в комплекте с регулировочными винтами) следует устанавливать при капитальном ремонте двигателя.

Погнутость штанги (биение) обычно не должна превышать 0,5 мм (данная величина является средней, она может отличаться у разных двигателей), в противном случае она будет касаться стенок трубки или каналов и может заклинить. Погнутую штангу следует выровнять или заменить.

Износ наконечников приводит к увеличению зазоров в клапанном механизме, при полном износе закаленного слоя зазор будет возрастать все быстрее и вскоре ГРМ уже невозможно будет правильно отрегулировать. При износе наконечники можно наплавить и закалить (и дополнительно отполировать), при отсутствии такой возможности штангу лучше заменить. Если в сборной штанге ослаблено крепление наконечников, то их можно обжать или заварить — все зависит от конструкции конкретной штанги.

При эксплуатации двигателя штанги толкателей не нуждаются в специальном техническом обслуживании, достаточно лишь проверять состояние наконечников и следить за наличием деформаций (погнутости) штанги. При обнаружении чрезмерного износа или деформаций штангу необходимо восстановить или заменить.

Читать еще:  Большой расход масла двигателя змз 406

При регулярном осмотре и обслуживании штанги толкателей будут надежно работать весь срок эксплуатации, обеспечивая нормальное функционирование ГРМ и всего силового агрегата.

Устройство автомобилей

Детали механизма газораспределения

Толкатели

Усилия от кулачков распределительного вала передается непосредственно клапанам или штангам через толкатели, которые воспринимают боковые нагрузки от кулачков и разгружают детали ГРМ. При работе толкатели клапанов следуют по контуру или профилю кулачков распределительного вала, тем самым обеспечивая преобразование вращения кулачка в возвратно-поступательное движение клапанного механизма.
Боковая поверхность толкателя изнашивается из-за трения в направляющих, а торцевые поверхности – под действием контактных напряжений, создаваемых кулачком распределительного вала и наконечником штанги либо пяткой стержня клапана.

Для обеспечения подвижного контакта со штангой в толкателях выполняется сферическое гнездо радиусом r1 на 0,2…0,3 мм больше радиуса головки штанги r2 (рис. 1, г).

В зависимости от схемы привода применяют толкатели различных конструкций. Наибольшее распространение получили грибковые толкатели с плоской или сферической опорной поверхностью; цилиндрические толкатели со сферической или роликовой опорной поверхностью; рычажные выпуклые или роликовые толкатели.

Для обеспечения равномерного изнашивания опорной поверхности толкателя обеспечивают его вращение вокруг своей оси путем смещения продольной оси толкателя относительно оси симметрии кулачка (рис. 1, б). С этой же целью опорная поверхность толкателя выполняется сферической, а опорная поверхность кулачка – концентрической с углом наклона образующей к оси вала 7’…15′.

Толкатели старых конструкций, в большинстве своем, имеют плоскую или выпуклую контактную поверхность, по которой скользит кулачок. Однако, в ряде конструкций толкателей используется ролик, перекатывающийся по поверхности кулачка (рис. 1, д). Роликовые толкатели используют в двигателях главным образом для снижения потерь на трение в клапанном механизме (эффект от снижения потерь достигает 8%). Снижение затрат на трение увеличивает экономичность двигателей и оправдывает повышение стоимости производства толкателей такой конструкции.

Роликовый цилиндрический толкатель обеспечивает меньшее изнашивание кулачка распределительного вала, чем грибковый или цилиндрический толкатель со сферической опорной поверхностью. Однако изнашивание боковых поверхностей роликового толкателя больше, так как такой толкатель не может вращаться вокруг своей оси, и боковые нагрузки всегда воспринимаются одними и теми же сопрягаемыми поверхностями.

Для предотвращения от поворачивания вокруг оси роликовые толкатели должны быть закреплены с помощью специальных держателей, удерживающих ролики в одной плоскости с кулачками распределительного вала. При поломке держателя роликовый толкатель получает свободу вращения вокруг своей оси, при этом разрушается как сам толкатель, так и распределительный вал.

Рычажные толкатели (рис. 1, ж), установленные на одной общей оси, не имеют направляющих, и, следовательно, трение скольжения в них отсутствует.

Общим недостатком роликовых толкателей является сложность конструкции и большая масса подвижных деталей, которая у рычажно-выпуклого толкателя несколько меньше.

Цилиндрические толкатели устанавливаются в направляющих, которые выполняются обычно в блок-картере.

Наличие зазоров в механизме газораспределения приводит к ударам движущихся деталей и ускорению их изнашивания.
Для устранения этого недостатка могут применяться так называемые гидравлические толкатели (гидрокомпенсаторы) (рис. 1, з), работающие без зазора.
Принцип действия конструкции, показанной на рисунке, заключается в следующем: штанга привода клапана упирается в головку 2 плунжера 3, расположенного внутри корпуса толкателя. Плунжер постоянно прижат пружиной 5 к штанге, а его внутренняя полость сообщается с масляной магистралью, и при открытом пластинчатом клапане 4 давление в ней равно давлению в масляной магистрали, которое создается насосом смазочной системы двигателя.

В начале подъема толкателя давление под плунжером резко увеличивается, что вызывает закрытие клапана 4, и усилие передается на штангу. Такие толкатели требуют для работы только чистое масло с высоким индексом вязкости.

Для изготовления толкателей используются специальные чугуны и стали. В чугунных толкателях опорная поверхность отбеливается, в стальных ее закаливают токами высокой частоты, наплавляют легированным отбеленным чугуном. Боковые и внутренние поверхности толкателей цементируют и закаливают. Ролики в роликовых и качающихся рычажных толкателях выполняются из шарикоподшипниковой стали, а втулки роликов – из бронзы.

При замене распределительного вала толкатели желательно поменять на новые. Если предполагается повторно использовать толкатели, бывшие в употреблении, то, вынимая их из двигателя, нужно обязательно помечать, из каких направляющих они вынимаются и после ремонта устанавливать их в те же направляющие. Такие (бывшие в употреблении) толкатели должны быть тщательно очищены и осмотрены; в случае обнаружения выработки на роликах или (в зависимости от конструкции) вогнутости на поверхности днища — толкатель полежит замене.

Штанги

Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам. Штанга должна иметь достаточную жесткость, устойчивость на продольный изгиб, небольшую массу и износоустойчивость рабочих поверхностей.

Для снижения массы стержни штанг чаще всего выполняют трубчатыми. В верхний и нижний концы стержней вставляют наконечники. Как правило, на нижнем наконечнике имеется сферическая головка, а на верхнем – сферическая головка или сферическое гнездо.
Верхний конец штанги, которым она упирается в клапанное коромысло придается сферическая форма, если в клапанном коромысле не предусмотрен регулировочный винт в точке контакта со штангой. Если же винт стоит, то в торце штанги делается лунка под шарообразную головку регулировочного винта, стоящего в клапанном коромысле.

Стержни штанг изготовляют из малоуглеродистой стали или алюминиевого сплава. Опорные поверхности наконечника подвергаются термической обработке и шлифуются. В некоторых двигателях для подачи масла от толкателей к коромыслам в наконечниках имеются осевые каналы.

Поскольку наиболее частой неисправностью штанги является продольный изгиб, при ремонте двигателя все штанги обязательно проверяют на прямолинейность, катая их по плоской поверхности либо вращая вокруг оси в специальном станке.

Коромысла клапанов и ось коромысла

Коромысло служит для передачи усилия от штанги (кулачка при верхнем распределительном вале) к стержню клапана.
В дизельных двигателях встречается, так называемое, форсуночное коромысло, которое служит не только для преобразования движения штанги толкателя в движение стержня клапана, но и для сжатия насос-форсунки. Кроме того, коромысло предназначено для уменьшения хода толкателя при сохранении необходимой высоты подъема клапана или хода сжатия насос-форсунки.

Коромысло представляет собой неравноплечий рычаг (рис. 4, д, е, ж), качающийся вокруг неподвижной оси (ось коромысел). Для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг и уменьшения инерционных нагрузок на эти детали, плечи коромысла выполняются неодинаковыми. Передаточное число коромысла (соотношение между плечом стержня клапана и плечом штанги) составляет примерно 1,5:1. В этом случае высота подъема клапана в полтора раза превышает высоту подъема штанги толкателя клапана.
При таком передаточном числе клапанное коромысло получается достаточно компактным, что позволяет сократить габариты двигателя. Это также приводит к снижению скорости относительного скольжения вершины кулачка по торцу толкателя клапана.

Для регулировки теплового зазора в газораспределительном механизме в один конец коромысла, обычно обращенный к штанге, ввертывается регулировочный винт 3 с контргайкой.
В зависимости от типа наконечника штанги головка винта может быть сферической или с внутренней сферической поверхностью. Сферическая часть головки винта закаливается, цементируется и шлифуется. В теле винта высверливаются осевой и радиальный каналы для подвода смазочного материала к трущимся поверхностям штанги и винта от оси коромысла и наоборот, от штанги к втулке оси коромысла. Иногда в длинном плече коромысла выполняют канал для подвода масла к торцу стержня клапан. Носок коромысла, опирающийся на стержень клапана, тоже подвергается термической обработке.

Читать еще:  Эл двигатель ав 052 2му3 схема подключения

Для уменьшения силы трения, возникающей при воздействии и проскальзывании носка коромысла по стержню клапана, головку клапанов выполняют сферической. Иногда в носок коромысла ввертывают винт 4 (см. рис. 4, е), в сферическое гнездо которого завальцовывают шарик 5 со срезанным сегментом.

Оси коромысла устанавливаются на бронзовых втулках. При установке на общих осях внутренние коромысла удерживаются от продольных перемещений спиральными пружинами, надеваемыми на ось, а коромысла на концах оси – пластинчатыми или пружинными кольцами, плоскими шайбами и шплинтами.

Оси коромысел перемещаются в специальных кронштейнах, которые крепятся к головке блока цилиндров болтами.

Смазка шарниров коромысел, установленных на оси, поступает по маслопроводным каналам, проходящим из блока цилиндров через головку блока цилиндров и полую ось к клапанным коромыслам.

Как правило, коромысла изготавливаются штамповкой из среднеуглеродистых сталей 40Х, 45, 45Л. Иногда для изготовления коромысел используют ковкие чугуны. В некоторых импортных дизельных моторах (Cummins, Komatsu, CAT, Detroit Diesel, Perkins, Deutz) используются кованые коромысла. Такие коромысла отличаются высокой прочностью, но их производство обходится дорого.

В быстроходных двигателях могут применяться облегченные коромысла, которые штампуются из листовой стали. Они качаются на сферической или полусферической опоре, закрепленной на стойке 6 (см. рис. 4, ж), которая запрессована в головку блока цилиндров. Коромысла в виде рычагов приводятся в движение непосредственно от распределительного вала, который воздействует на их плоские (рис. 4, б) либо сферические (рис. 4, в, г) рабочие поверхности.
Рычаги с плоскими рабочими поверхностями устанавливаются на оси, а со сферическими – на опорах и фиксируются на сферической опоре специальной пружиной. Смазываются такие рычаги через отверстие в кулачках распределительного вала. Особенность смазывания облегченного коромысла (рис 4, ж) заключается в том, что масло подводится к рабочим поверхностям коромысла из масляного канала 7 по осевому и радиальному отверстиям в стойке 6.

При осуществлении ремонта двигателя, связанного с демонтажем коромысел, их необходимо тщательно прочищать и осматривать на следы износа и повреждений; при необходимости неисправные коромысла следует заменять на работоспособные.
Если коромысла не имеют следов износа и повреждений, после очистки их можно повторно установить в двигатель.

Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип работы

Основным назначением газораспределительного механизма (ГРМ) является своевременная подача смеси из топлива и воздуха (ТВС) в камеру сгорания и вывода газов из цилиндров двигателя. Работа ГРМ осуществляется путем открывания-закрывания клапанов впуска и выпуска.

Принцип действия газораспределительного механизма

Весь рабочий процесс газораспределительного механизма основан на синхронном движении двух валов – коленчатого и распределительного. При этом синхронность движений обеспечивает своевременное открывание клапанов впуска/выпуска на моторных цилиндрах.

При совершении вращательных движений распредвала кулачки наступают на рычаги, которые в свою очередь воздействуют на клапанные стержни, что способствует открытию нужных клапанов.

На следующем повороте распредвала кулачки отталкиваются от рычагов, которые занимают исходные позиции, тем самым закрывая клапаны.

Классификация ГРМ

Современные автомобильные двигатели могут быть оснащены различными типами газораспределительных механизмов.

ГРМ классифицируется по четырем категориям:

  1. По расположению распределительного вала – верхнее или нижнее расположение;
  2. По количеству распределительных валов – один (SOHC — Single OverHead Camshaft) или два (DOHC — Double OverHead Camshaft);
  3. По числу клапанов – 2, 3, 4, 5;
  4. По приводу распределительного вала – цепной, шестеренчатый и зубчато-ременный

Верхнее расположение вала в цилиндровой головке является самым распространенным и эффективным. Открытие и закрытие клапанов осуществляется от распределительного вала при помощи рычагов (толкателей) привода. Такое расположение распредвала способствует упрощению общей конструкции двигателя, уменьшению его массы, снижению инерционных сил.

Устройство газораспределительного механизма

ГРМ состоит из распределительного вала, толкателей, клапанов, коромысла, штанги и привода.

При подготовке схемы использованы материалы ©Volkswagen

Распредвал обеспечивает своевременное закрытие или открытие клапанов ГРМ в соответствии с последовательностью работы цилиндров двигателя и фазами распределения газов в механизме. Распределительный вал изготавливается из высокопрочной стали (с дополнительным закаливанием) или отливается из чугуна. Вал оснащен опорными шейками и кулачками. При этом форма кулачков оказывает влияние на рабочие фазы распределения газов, частоту и продолжительность работы клапанов.

На торце распределительного вала закреплена звездочка цепного привода. Вал монтируется в корпусе подшипников, который закреплен на головке цилиндров. Для предотвращения осевых смещений распредвал используется упорный фланец, который подсоединен к торцевой части корпуса подшипников.

Толкатели – это детали ГРМ, основным назначение которых является передача усилий от кулачков распредвала к штангам. Для изготовления толкателей применяется высокопрочная сталь или чугун.

Выделяют три вида толкателей – грибовидные, роликовые и цилиндрические. Движение толкателей может происходить как по направляющим в блоке цилиндров, так и в небольших корпусах, прикрепленных к цилиндровому блоку.

Клапаны предназначены для обеспечения подачи ТВС в цилиндры двигателя и вывода отработанных газов.

Конструкция клапана состоит из стержня и плоской головки. Клапанная головка имеет плоскую кромку, скошенную под углом в 45 градусов. При этом диаметр головки клапана впуска значительно больше, чем у клапана выпуска, поскольку объем газов, выводимых из камеры сгорания, превышает объем ТВС.

Клапаны ГРМ устанавливаются в головке цилиндрового блока, при этом место их соединения также имеет конусную форму и называется седлом.

Впускные клапаны изготавливаются из стали, с хромистым покрытием, а выпускные клапаны – из жаропрочной стали. Для изготовления седел клапанов применяется жаропрочный чугун.

Клапанный стержень выполнен в форме цилиндра, в верхней части оснащен специальной канавкой для фиксации клапанной пружины.

Движение стержней клапанов осуществляется исключительно по направляющим втулкам, выполненным из чугуна или стали. Сами направляющие соединены с головкой блока цилиндров.

Для того чтобы предотвратить попадание масла в камеру, между клапанным стержнем и направляющей втулкой устанавливается уплотняющий колпак, выполненное из маслостойкой резины.

Каждый клапан оснащен внутренней и наружной пружинами. Крепление пружин происходит при помощи шайб, тарелки и сухаря.

Открытие клапанов производится за счет привода, который передает усилие от распредвала на клапан.

Современные автомобильные двигатели, чаще всего используемые для серийных автомобилей, оснащены двумя клапанами впуска и двумя клапанами выпуска, установленные на каждом цилиндре.

Штанги предназначены для передачи действий от толкателей к коромыслам. Данные детали могут быть представлены в форме полых цилиндрических стержней со стальными наконечниками.

Штанги изготавливаются из износостойкого алюминиевого сплава, соединяются с одной стороны с коромыслом, с другой – с толкателем.

Коромысло осуществляет передачу усилия от штанги к впускным/выпускным клапанам. Коромысло имеет вид рычага с двумя плечами, который размещен на оси. При этом одно плечо (возле клапана) имеет большую длину, чем другое (возле штанги).

Коромысла изготавливаются из прочной стали и устанавливаются на специальных втулках на оси, закрепленной на головке цилиндров. Между самим коромыслом и осью располагается втулка, предназначенная для уменьшения трения между ними.

Распредвал движется от коленвала при помощи привода, который обеспечивает его вращательные движения. Скорость, при которой вращается распредвал в 2 раза меньше, чем скорость вращения коленвала.

Таким образом, за два вращательных движения коленвала распределительный вал совершит только одно вращение, обеспечивая по одному открытию впускного и выпускного клапана за один рабочий цикл.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector