Главная | Карта сайта | ДВС | Статьи

Фазы газораспределения

Все фазы газораспределения не могут быть одинаковыми для всех типов двигателей. Они подбираются опытным путем и зависят главным образом от быстроходности двигателей, величины проходного сечения клапанов и объема рабочего цилиндра. Все углы опережения и запаздывания, открытия и закрытия клапанов, вообще говоря, берутся тем больше, чем быстроходнее двигатель и чем меньше сечение клапанов.
Круговая диаграмма газовых и карбюраторных двигателей (а следовательно, и фазы их газораспределения) в основном сходна с только что рассмотренной. Однако момент начала открытия впускного окна может здесь происходить с запаздыванием (за в. м. т.). Объясняется это тем, что при наличии опережения открытия впускного клапана начало его открытия совпадает с движением поршня к в. м. т. В случае ненормального состава смеси, или если двигатель быстроходный, процесс догорания иногда продолжается и в период выпуска; пламя догорания через начавшийся открываться с опережением впускной клапан попадает в трубопровод горючего газа, или смесительный клапан, или в карбюратор и вызывает взрыв, могущий произвести разрушения.
Кроме этого отличия, в круговой диаграмме указанных двигателей вместо момента начала действия форсунки будет указан момент зажигания смеси.
Фазы газораспределения двухтактных двигателей могут также быть изображены на круговой диаграмме. Они зависят от принятого типа продувки и расположения окон.
На фиг. 100 дана примерная круговая диаграмма двухтактного дизеля без наддува. Здесь начало подачи топлива осуществлено с опережением на 17° поворота мотыля до прихода поршня в в. м. т. За 68° до н. м. т. поршень, двигаясь вниз, открывает выпускные окна, и расширившийся отработавший газ начинает выпускаться; продолжающий опускаться поршень на 52° до н. м. т. открывает впускные (продувочные) окна, и происходит продувка с заполнением цилиндра свежим воздухом. При движении поршня вверх впускные окна закрываются через 52° после н. м. т., выпускные — через 68° после н. м. т.
Клапаны газораспределения получают движение от привода. Основной частью приводного механизма является распределительный в а л, на котором закреплены шайбы с выступами — кулаки. Работа распределительного вала основана на периодическом воздействии на клапаны посредством качающихся рычагов или толкающих штанг.
На фиг. 101 дан один из вариантов взаимосвязи распределительного вала с клапаном. При вращении распределительного вала 1 сидящий жестко на нем кулак 2 своим выступом 3 набегает на ролик 4 двуплечего рычага 5; вследствие этого ролик приподнимается, а другой конец рычага опускается на шток клапана и, преодолевая натяжение пружины 6, открывает клапан. При дальнейшем повороте распределительного вала ролик сходит с выступа кулака, правый конец рычага опустится, а левый поднимается, и под действием пружины клапан закроется. Ось рычага крепится в кронштейнах крышки цилиндра и смазывается через специальное отверстие.
Число оборотов всякого распределительного вала четырехтактных двигателей должно быть вдвое меньше, чем коленчатого, так как цикл осуществляется га два оборота коленчатого вала. У двухтактных двигателей, имеющих выпускные клапаны в крышках цилиндров, число оборотов распределительного вала должно быть равно числу оборотов коленчатого вала, так как цикл соответствует одному обороту этого вала.
В дизелях распределительный вал приводит также топливные насосы, что значительно увеличивает нагрузку на вал. Для удобства монтажа распределительный вал часто изготовляют разъемным. Материалом обычно служит сталь, идущая на изготовление коленчатого вала.
Кулачки на распределительном валу должны устанавливаться соответственно расположению клапанов. Количество их для четырехтактных двигателей должно быть равным числу клапанов: впускных, выпускных, форсуночных (у компрессорных дизелей) и числу приводов топливных насосов (у бес компрессорных дизелей). Кулаки на распределительный вал насаживаются на шпонках, а для предотвращения осевого смещения имеют установочные болты. Кулачки отковывают из малоуглеродистой стали и после механической обработки подвергают поверхностной закалке для повышения износоустойчивости. В крупных тихоходных двигателях кулаки изготовляют из отбеленного чугуна. Иногда (у быстроходных двигателей) кулаки отковываются вместе с распределительным валом, составляя с ним одно целое.
Профиль выступающей части кулака зависит от необходимых фаз газораспределения, передаточного числа клапанного привода и делается по специальному расчету. Высота выступа кулака должна соответствовать величине хода клапана с учетом соотношения плеч рычага. Чаще всего выступы делаются как одно целое с цилиндрической частью кулака, но иногда, например, для привода форсунки компрессорного дизеля или топливного насоса некоторых бескомпрессорных дизелей, выступы делаются съемными.
В зависимости от расположения распределительного вала и конструкции двигателя передача движения к клапанам может осуществляться от рычагов или, при низком расположении распределительного вала, от рычагов с толкателями. Рычаги изготовляются из стали или чугуна и в сечении чаще всего имеют двутавровую форму.
В некоторых двигателях с клапанами, открывающимися вверх, толкателями служат штоки, являющиеся продолжением стержня клапана и опирающиеся на кулаки распределительного вала.
Сам распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала различными способами в зависимости от конструкции двигателя, его мощности, числа оборотов, места расположения распределительного вала и пр. Чаще всего привод распределительного вала осуществляется посредством шестеренчатой передачи, размещенной в торцовой части двигателя. Высокая техника обработки зубчатых колес в последнее время позволила значительно повысить коэффициент полезного действия зубчатых передач. На фиг. 105 показано расположение приводных шестерен распределительного вала у четырехтактного дизеля. На коленчатом валу жестко сидит шестерня, соединенная с большой передаточной шестерней 3, вращающейся на оси, закрепленной при помощи фланца к цилиндровому блоку. К этой шестами крепится малая передаточная шестерня (на фигуре ее не видно), приводящая в движение шестерню распределительного вала и шестерню; последняя соединена болтами с конической шестерней, служащей для передачи вращения центробежному регулятору. Вся эта передача закрыта общим кожухом.
Недостатком шестеренчатой передачи является значительный шум при работе. В крупных тихоходных двигателях при высоком расположении распределительного вала иногда применяется бесшумная передача движения роликовыми цепями; при этом для увеличения угла охвата звездочек цепью и натяжения ее при вытяжке требуется натяжное устройство.
На фиг. 106 дана схема передачи от коленчатого вала к распределительному с помощью промежуточного, часто называемого регуляторным, вала. Число его оборотов обычно равно числу оборотов коленчатого вала, что позволяет его использовать для установки регулятора.