Главная | Карта сайта | ДВС | Статьи

Механизм газораспределения автомобиля

Устройство и работа механизмов газораспределения
ГРМ На современных автомобильных двигателях преимущественное распространение получили механизмы газораспределения с верхним (в головке блока) расположением клапанов. Эти механизмы позволяют улучшить наполнение цилиндров и повысить степень сжатия в ДВС.
Рассмотрим на примере двигателя КамАЗ-740 общее устройство механизма газораспределения. Распределительный вал расположен в развале блока цилиндров и приводится во вращение от шестерни коленчатого вала через зубчатое колесо, напрессованное на хвостовую часть вала со шпонкой. Опорами вала служат стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом; втулки установлены в блоке цилиндров и в корпусе задней опоры. Над распределительным валом на блоке цилиндров чугунные направляющие толкателей закреплены болтами.
Тарелки толкателей опираются на кулачки вала, а в толкатели вставлены стальные штанги. Коромысла впускного и выпускного клапанов расположены на стойке, закрепленной на головке цилиндра шпильками. Клапаны установлены в направляющие металлокерамические втулки, запрессованные в головки цилиндров. В закрытом положении клапаны удерживаются двумя разноразмерными пружинами: внутренней и наружной.
Пружины закрепляют на клапанах при помощи шайбы, тарелки, втулки и двух конических сухарей. На стержнях впускных клапанов имеются маслозащитные манжеты. При вращении вала его кулачки в соответствии с последовательностью работы цилиндров "набегают" на толкатели и перемещают их вверх. Толкатели передают усилие через штанги 4 и регулировочные винты 5 с контргайками на плечи коромысел 6 и поворачивают их вокруг оси коромысла. Длинные плечи коромысел концами-носками нажимают на торцы стержней клапанов, которые открываются, при этом пружины сжимаются. Происходит процесс газообмена. По мере перемещения кулачков распределительного
вала из-под толкателей пружины закрывают клапаны и возвращают детали группы механизма привода в исходное положение. При работе двигателя за счет конструкции замка пружин и вибрации клапаны вращаются. Таким образом обеспечивается равномерный износ клапанов и их седел. Поэтому в некоторых конструкциях МГР (двигатель ЗИЛ-130) применяют шариковый механизм принудительного вращения клапанов.
Конструкция МГР с распределительным валом на головке цилиндров и зубчато-ременным приводом показана на рисунке.
ГРМ У двигателей с форкамерным зажиганием наряду с обычным впускным клапаном основной камеры сгорания предусмотрен дополнительный клапан, установленный в форкамере. Оба клапана приводятся в действие одним коромыслом. При впуске в основную камеру сгорания (в цилиндр) через клапан поступает горючая смесь, состав которой обусловлен режимом работы ДВС, а в форкамеру через дополнительный клапан — смесь обогащенного состава. После воспламенения обогащенной
смеси свечей зажигания из форкамеры выбрасывается факел пламени или активных продуктов неполного сгорания, который по каналам в головке цилиндров попадает в основную камеру сгорания, надежно и быстро воспламеняет в ней рабочую смесь.
После изучения общего устройства МГР необходимо сравнить различные конструкции механизмов, определить их общие и индивидуальные отличительные особенности, показать действие механизма на натурном динамическом разрезе ДВС.
Распределительные валы. Эти детали выполняют в виде цилиндрического стержня с опорными шейками, между которыми расположены кулачки привода впускных и выпускных клапанов. Наибольшее распространение получили кулачки двух видов - безударные и с выпуклым профилем. Кулачки обрабатывают на конус, что обеспечивает поворот и равномерный износ поверхностей толкателей при работе (двигатель 3M3-53). Для подвода моторного масла в опорных шейках кулачков по оси распределительных валов в некоторых конструкциях выполняются отверстия сверлением. На распределительных валах карбюраторных, V-образных и некоторых рядных ДВС расположены кулачок-эксцентрик привода бензонасоса, колесо с винтовым зубом привода смазочного насоса и прерывателя-распределителя. Обычно передний конец вала (на двигателе КамАЗ-740 — задний) обработан под установку зубчатого колеса, зубчатой звездочки или зубчатого шкива привода вала.
Опорами валов являются подшипники, выполненные в виде металлокерамических втулок (двигатель ЯМЗ-238), стальных втулок с антифрикционной заливкой (двигатель КамАЗ-740), свернутых из биметаллической и сталебаббитовой ленты (двигатель 3M3-53).

От осевого смещения распределительные валы удерживаются упорами подшипниками (фланцами), закрепленными на блоке или головке цилиндров между торцами передней опорной шейки и ступицы зубчатого колеса или звездочки распределения. Распределительные валы ДВС грузовых автомобилей изготовляют из сталей 20, 40 и других методом объемной I штамповки, а двигателей легковых автомобилей - литыми чугунными. Для упрочнения рабочие поверхности опорных шеек и кулачков стальных валов закаливают с нагревом ТВЧ, а чугунных валов подвергают отбеливанию.
Рычажно-роликовые толкатели имеют ролик с игольчатым подшипником, установленным на оси; запрессованную в монтажное отверстие бронзовую втулку и смазочный канал в рычаге. Изготовляют толкатели из чугунов и углеродистых сталей, поверхности трения закаляют, а рабочие горцы наплавляют отбеленным чугуном.
Клапаны. Обычно для одного цилиндра предусмотрен один впускной и один выпускной клапаны, некоторые ДВС (например, ЯМЗ-8401) имеют два клапана для обеспечения хорошего газообмена. Основными элементами клапанов являются стержень с замковой канавкой и головка с обработанной уплотняющей кромкой-фаской, которая плотно прилегает к уплотняющей поверхности гнезда клапана. Угол наклона фаски равен 30-40°. Для обеспечения высококачественного наполнения цилиндров головки впускных клапанов, как правило, имеют больший диаметр. Выпускные клапаны некоторых двигателей имеют дополнительное охлаждение; для этого в стержне и головке клапана предусмотрена полость, частично заполненная натрием и закрытая снизу заглушкой
Выполняют клапаны из жаропрочных сталей. Иногда выпускные клапаны; выполняют комбинированными (головку изготовляют из сталей повышенной жаро и коррозионной стойкости и приваривают ее к стержню клапана (двигатели ЯМ3-238)),. Фаску головки наплавляют особо твердыми и теплостойкими материалами, например, хромоникелевым сплавом (двигатель 3M3-53). Для повышения износостойкости стержни клапанов хромируют, а торцы стержней закаливают или устанавливают на них колпачки с высокой твердостью торцовых поверхностей. Вставные седла выполняют в форме колец с уплотняющими фасками из стали или чугуна и запрессовывают их в головку, что улучшает ее ремонтопригодность.
Основные сборочно-регулировочные операции. Для обеспечения фаз газораспределения установку зубчатых колес (звездочек) валов необходимо производить по меткам, нанесенным на торцах зубьев, совмещая их с зубчатыми колесами (звездочками), коленчатого вала. После установки приводной цепи (зубчатого ремня) следует отрегулировать их натяжение. Затяжка гаек иди болтов крепления зубчатых колес и звездочек привода, направляющих толкателей, стоек осей коромысел, гаек регулировочных винтов производится по значению контролируемого момента. При установке и снятии клапанных пружин применяют специальные приспособления. Во избежание задиров в направляющих втулках при работе МГР перед сборкой стержни клапанов рекомендуется смазать смесью графитового порошка с моторным маслом (в соотношении 7:3).
По окончании сборки механизма необходимо отрегулировать тепловые зазоры в клапанах. Зазор устанавливают и проверяют (рис. 8) между передней частью коромысла 3 и торцом стержня клапана 5, как правило, на холодном двигателе. Ширина зазора у большинства ДВС для впускных клапанов составляет 0,15 -0,25 мм, а для выпускных 0,2- 0,35 мм,