Фази газорозподілу - кулібінська клуб

механізм газорозподілу

Пристрій механізму газорозподілу

Механізм газорозподілу призначений для своєчасного впуску в циліндри повітря (дизелі) або горючої суміші (карбюраторні і газові двигуни) і випуску з них відпрацьованих газів. Механізм газорозподілу може мати верхнє розташування клапанів (в голівці циліндрів) або нижню (в блоці циліндрів). У сучасних автомобільних двигунах застосовують механізм газорозподілу з верхнім розташуванням клапанів, яке дозволяє отримати компактну камеру згоряння, забезпечити краще наповнення циліндрів горючою сумішшю і полегшити регулювання теплових зазорів.

Фази газорозподілу - кулібінська клуб

Механізм газорозподілу:
1 - шестерня розподільного вала, 2 - завзятий фланець, 3 - кільце розпору, 4 - опорні шийки,
5 - ексцентрик приводу паливного насос, 6 - кулачки випускних клапанів, 7 - кулачки впускних клапанів,
8 - втулки, 9 - впускний клапан, 10 Направляйте втулка, 11 - наполеглива шайба, 12 - пружина,
13 - вісь коромисел, 14 - коромисло, 15 - регулювальний гвинт, 16 -стійка осі коромисел,
17 - механізм повороту випускного клапана, I8 - випускний клапан, 19 - штанга, 20 - штовхачі,
21 - шестерня приводу масляного насоса і розподільника

Механізм газорозподілу з верхнім розташуванням клапанів.

На малюнку показаний механізм газорозподілу двигуна ЗІЛ-130. Зусилля від кулачків 6 і 7 розподільного вала через штовхачі 20, штанги 19 і коромисла 14 передається клапанів, які відкриваються, стискаючи пружини 12. Закриття клапанів відбувається під дією стислих пружин. На загальному для обох рядів циліндрів розподільчому валі є також шестерні 21 приводу масляного насоса і розподільника, а також ексцентрик 5 приводу топливоподкачивающего насоса. Розподільчий вал розташований в блоці циліндрів і шестернею 1 наводиться від колінчастого валу; частота обертання розподільного вала повинна бути в два рази менше частоти обертання колінчастого вала.

Для обмеження осьових переміщень розподільного вала між шестернею 1 і передньої опорною шийкою 4 встановлено кільце розпору 3, яке забезпечує зазор (0,1 - 0,2 мм) між затятим фланцем 2 і шестернею 1.

Механізм газорозподілу дизеля КамАЗ-740 також має один розподільний вал 1 з шестернею приводу 17, встановленої на задньому кінці вала.

Фази газорозподілу - кулібінська клуб

Деталі механізму газорозподілу:
1 - розподільний вал, 2 - штовхач, 3 - напрямна штовхачів, 4 - штанга,
5 - регулювальний гвинт, 6 - коромисло, 7 - контргайка, 8 - втулка, 9 - тарілка,
10 - пружина внутрішня, 11 - пружина зовнішня, 12- шайба, 13 - сухар, 14 - впускний клапан,
15 - випускний клапан, 16 - фланець, 17 - шестерня.


Сталевий розподільний вал встановлений в розвалі блоку циліндрів на п'яти підшипниках ковзання.

Осьове переміщення вала обмежено корпусом заднього підшипника, в торці якого з одного боку упирається маточина шестерні 17, а з іншого - завзятий борт задньої опорної шийки валу.

Сталеві штовхачі 2 грибкового типу пустотілі з циліндричної напрямної частиною. Тарілка штовхача має наплавку вибіленим чавуном.

Направляюча 3 штовхачів робиться знімною, загальною для чотирьох штовхачів, що полегшує її ремонт. Впускний 14 і випускний 15 клапани виготовлені з жароміцної сталі. Стрижні клапанів на довжині 120 мм від верхнього торця покриті графітом для кращої підробітки. Під час роботи двигуна клапани повертаються щодо сідла за рахунок спеціальної конструкції роз'ємного з'єднання (втулка 8 - тарілка 9), що підвищує тривалість їх експлуатації без ремонту.

В сучасних високооборотних двигунах легкових автомобілів ВАЗ і «Москвич» розподільний вал встановлений на голівці блоку циліндрів, що спрощує кінематичну зв'язок між кулачками і клапанами. Таке розташування розподільного вала називається верхнім, воно дозволяє спростити блок циліндрів і зменшити шум при роботі механізму газорозподілу. При верхньому розташуванні розподільний вал приводиться ланцюгом або зубчастим ременем.

Фази газорозподілу - кулібінська клуб

Привід механізму газорозподілу з верхнім розташуванням розподільного вала:
а - ланцюгом, б - зубчастим ременем; 1 - колінчастий вал, 2 - провідна зірочка, 3 - ланцюг,
4 - башмак натягача, 5 - натягач, 6 - ведена зірочка,
7 - розподільний вал, 8 - важіль приводу клапана, 9 - клапани,
10 - втулка регулювального болта, 11 - регулювальний болт, 12 - заспокоювач ланцюга,
13 - зірочка привода масляного насоса і розподільника,
14, 16, 17 - зубчасті шківи, ​​15 - зубчастий ремінь, 18 - болт


Наприклад, на двигунах автомобілів ВАЗ-2101 «Жигулі» (рис. А) чавунний розподільний вал 7 розташований в п'яти опорах, алюмінієвий корпус яких встановлюється на шпильки і притягається зверху до голівці циліндрів гайками.

Кулачки розподільного вала діють на важелі 8, які, повертаючись на сферичної голівці регулювального болта 11, іншим кінцем натискають на стрижень клапана і відкривають його. Регулювальний болт ввернуть у втулку 10 головки циліндрів і стопориться контргайкою. Закривається клапан двома пружинами. Обертання від колінчастого вала 1 до розподільного валу 7 передається втулочно-роликового ланцюгом 3. Цією ж ланцюгом приводиться в обертання ведена зірочка 13 приводу масляного насоса і розподільника запалювання. Для зменшення коливань ланцюга служить заспокоювач 12, закріплений на торці двигуна. Для натягу ланцюга передбачено натягач 5 з черевиком 4.

Привід розподільного вала в двигуні автомобіля ВАЗ-2105 здійснюється зубчастим ременем. Для цього на колінчастому і розподільному валах (рис. Б) встановлені шківи 14 і 16 з зовнішніми зубами спеціального профілю. Шківи 14 і 16 охоплюються ременем 15, на внутрішній поверхні якого також є зуби. Ремінь охоплює також зубчастий шків 17 приводу масляного насоса. Ремінь виготовлений зі спеціальної гуми, армованої стеклокордовим шнуром, а його робоча зубчаста поверхня покрита спеціальною еластичною тканиною.

У конструкції приводу передбачено натягач, що складається з закріпленого на поворотній пластині гладкого ролика, який притискається до зовнішньої поверхні ременя 15 пружиною. Щоб натяг ременя зробити нормальним, досить відпустити болт 18, що проходить крізь проріз в пластині. Це дозволить пружині підтягнути пластину разом з роликом 5, після чого болт 18 слід затягнути.

Весь привід розподільного вала не потребує мастилі; від пилу і бруду захищена легкими пластмасовими кришками. Привід зубчастим ременем дозволяє (у порівнянні з ланцюговим) знизити металоємність і шум механізму газорозподілу.

Деталі механізму газорозподілу

Поверхні кулачків і опорних шийок розподільного вала дизеля КамАЗ-740 отцементіровани і загартовані струмами високої частоти. Втулки підшипників зроблені з біметалічної стрічки і запресовані в перегородки блоку. Шестерні приводу розподільного вала розташовані на задньому торці блоку циліндрів.

Між кожною парою опорних шийок вала є чотири кулачка - для клапанів одного циліндра правого ряду і одного циліндра лівого ряду. Кути взаємного розташування кулачків залежать від порядку роботи циліндрів і фаз газорозподілу.

Кожен циліндр має по одному впускному і одному випускного клапану. Для деяких двигунів розподільні вали виготовляють з чавуну, в цьому випадку їх кулачки і шийки піддають відбілюванню.

Шестерні розподільних валів карбюраторних двигунів роблять з чавуну або з текстоліту. Зуби у шестерень косі, що викликає появу сили, яка прагне перемістити розподільний вал в осьовому напрямку.

Штовхачі виготовляють зі сталі або чавуну. Сталеві штовхачі мають наплавлену чавунну п'яту, стикається з кулачком. Штовхачі бувають циліндричними, грибоподібними або роликовими. Штовхачі мають поглиблення, в які входять нижні кінці штанг. Переміщаються штовхачі в напрямних, виконаних в блоці циліндрів, або в прикрутити до нього корпусах направляючих.

Штанги виготовляють порожнистими зі сталі або з дюралюмінію зі сталевими сферообразних наконечниками, якими штанга впирається з одного боку в штовхач, а з іншого - в сферичну поверхню регулювального гвинта.

Коромисло виготовляють зі сталі або чавуну. Плече коромисла з боку клапана довше, ніж з боку штанги штовхача. Це дозволяє зменшити висоту підйому штовхача і штанги. В отвір коромисла запрессована бронзова втулка. Встановлюють коромисла на порожніх осях, які бувають загальними для всіх циліндрів або виконують окремо для кожного циліндра.

Клапани відкривають і закривають впускні і випускні канали. Клапан складається з тарельчатой ​​плоскою головки і стержня. Діаметр головки впускного клапана більше, ніж випускного. Впускні клапани виготовляють з хромової сталі; випускні клапани (або їх головки) - з жаростійкої стали. Вставні сідла клапанів, запресовані в головку або блок циліндрів, виготовляють із жаростійкого чавуну. На робочу поверхню головки випускних клапанів іноді наплавляют жаростійкий сплав. Для кращого охолодження внутрішню порожнину деяких випускних клапанів заповнюють металевим натрієм, який має високу теплопровідність і температуру плавлення 98 ° С. При русі клапана розплавлений натрій, переміщаючись всередині стрижня, відводить теплоту від головки до стрижня, яка потім передається направляючої втулці 10.

Робоча поверхня головки клапана (фаска) зазвичай має кут 45 °; тільки у впускних клапанів двигуна ЗІЛ-130 цей кут дорівнює 30 °. Фаску головки клапана старанно обробляють і притирають до сідла.

Стрижень клапана має виточку, в яку вставляють сухарики 7 для кріплення наполегливої ​​шайби 6 пружини клапана. Стрижні клапанів переміщаються в напрямних втулках 10 - чавунних або металокерамічних.

Клапан притискається до сідла однією або двома пружинами. При двох пружинах напрямок їх витків повинно бути різним, щоб при поломці однієї з них її витки не могли потрапити між витками іншої.

Фази газорозподілу - кулібінська клуб

Випускний клапан:
а - випускний клапан, б - клапан закритий, в - клапан відкритий, г - деталі механізму;
1 - корпус механізму повороту, 2 - кульки, 3 - опорна шайба, 4 - замкове кільце, 5 - пружина клапана,
6 - наполеглива шайба пружини, 7 - сухарики, 8 - дискова пружина, 9 - поворотна пружина,
10 - напрямна втулка, 11 - металевий натрій

Випускні клапани двигунів примусово повертаються при роботі, що запобігає їх заїдання і обгорання. Механізм повороту складається з нерухомого корпусу 1 (рис. А-г), п'яти кульок 2 з поворотними пружинами 9, дискової пружини 8 і опорної шайби 3 з замковим кільцем 4. Корпус 1 встановлений на направляючої втулці 10 клапана в поглибленні головки циліндрів і має секторні пази для кульок 2. Опорна шайба 3 і дискова пружина 8 з зазором надіті на виступ корпусу. При закритому клапані (рис. Б), коли зусилля його пружини 5 невелика, дискова пружина 8 вигнута зовнішньої кромкою догори, а внутрішньою кромкою спирається на заплечик корпусу /. При відкритті клапана зусилля його пружини 5 збільшується, дискова пружина 8 розпрямляється і лягає на кульки 2 (рис. В). Зусилля пружини 8 передається на кульки 2, і вони, перекочуючись по секторальних пазів корпусу, повертають дискову пружину і опорну шайбу, а отже, пружину клапана і клапан.

При закритті клапана зусилля його пружини зменшується, дискова пружина 8 прогинається і впирається в заплечик корпусу, звільняючи кульки 2, які під дією пружини 9 повертаються в початкове положення.

Для запобігання попадання масла в циліндр по зазору між стрижнем клапана і направляючою втулкою 2 на ній або стрижні клапана встановлюють гумове ущільнення у вигляді ковпачка 1 або сальника 3.

Фази газорозподілу - кулібінська клуб

Ущільнення клапанів:
а - ЗМЗ-24, б - ВАЗ-2105;
1 - ковпачок, 2 - напрямна втулка, 3 - сальник, 4 - лабіринтове ущільнення


В даний час за кордоном все ширше застосовують так звану чотирьохклапанний конструкцію (в першу чергу для двигунів легкових автомобілів), т. Е. Установку в кожному циліндрі двох впускних і двох випускних клапанів. Це дозволяє поліпшити наповнення циліндрів свіжою сумішшю, а значить, збільшити літрову потужність двигуна (до 50 кВт / л). Свічка у чотирьохклапанних карбюраторних двигунів розташована в центрі камери, що скорочує час згоряння суміші і покращує паливну економічність двигуна.

фази газорозподілу

Тривалість відкриття впускних і випускних клапанів, виражена в градусах кута повороту колінчастого вала відносно мертвих точок, називається фазою газорозподільні. Час, протягом якого циліндри заповнюються горючою сумішшю (або повітрям) і очищаються від відпрацьованих газів, у сучасних автомобільних двигунів дуже мало. Наприклад, такт впуску у двигуна,
Мал. 22. Схеми механізмів газорозподілу:
а - з нижнім розташуванням клапанне; 6 - з верхнім розташуванням клапанів

Фази газорозподілу - кулібінська клуб

Діаграма газорозподілу двигуна ЗМЗ-53

колінчастий вал якого обертається з кутовою швидкістю 630 рад / с, дорівнює 0,005 с. Щоб поліпшити наповнення циліндрів і їх очищення, час впуску та випуску прагнуть збільшити. Тому тривалість фаз впускання і випуску роблять більше 180 ° за- рахунок того, що моменти відкриття і закриття клапанів не збігаються з положеннями поршня в ст. м. т. і н. м. т.
Впускний клапан починає відкриватися за 10-30 ° до моменту досягнення поршнем в. м. т. У цьому випадку для заповнення свіжим зарядом циліндра, тиск в якому перевищує атмосферний, використовується інерційний напір горючої суміші або повітря у впускному трубопроводі. Закривається впускний клапан після 40-70 ° з моменту досягнення поршнем н. м. т. Заповненню циліндра в цьому випадку сприяє деяке розрідження в кінці такту впуску, а також інерційний напір горючої суміші або повітря у впускному трубопроводі. За час запізнювання закриття впускного клапана в циліндр надходить 10-15% заряду. Таким чином, фаза впуску у сучасного автомобільного двигуна в середньому становить 230-280 °.
Приблизно така ж тривалість фази випуску. Випускний клапан відкривається за 40-60 ° до досягнення поршнем н. м. т. коли тиск відпрацьованих газів в циліндрі становить 300-500 кН / м3. Під дією такого тиску основна маса (60-70%) відпрацьованих газів встигає піти з циліндра до того, до ^ ак поршень дійде до н. м. т. Тому при русі поршня від н. м. т, до ст. м. т. їм витрачається менша робота на виштовхування відпрацьованих газів. Закривається випускний клапан через 15-20 ° після в.м.т. що дозволяє використовувати підвищений тиск в циліндрі в кінці випуску для поліпшення очищення його від відпрацьованих газів.
Фази газорозподілу зображуються круговою діаграмою, званої діаграмою газорозподілу. На рис. 23 приведена діаграма газорозподілу двигуна автомобіля ГАЗ-53А, з якої видно, що при положенні поршня, близькому до ст. м. т. обидва, клапана відкриті. Це явище називається перекриттям клапанів. Воно триває протягом дуже невеликого проміжку часу. Тому за цей час не відбувається ні перемішування потоків відпрацьованих газів і свіжого заряду, ні витоку горючої суміші з відпрацьованими газами.

Схожі статті