Механізм газорозподілу керує впускними і випускними клапанами автомобільного двигуна. Газорозподільний механізм або як його ще називають ГРМ, виробляє випускання повітряно-паливної суміші в усі циліндри двигуна машини, а після цього видалення з камери згоряння відпрацьованих газів.
У представленій статті розміщені відповіді на такі досить поширені питання:
- Що собою являє газорозподільний механізм?
- Пристрій ГРМ;
- призначення механізму газорозподілу;
- У чому полягає функціонування ГРМ?
- Типи газорозподільних механізмів.
Основна інформація про ГРМ
Для початку необхідно обговорити пристрій газорозподільного механізму. Механізм газорозподілу має такі основні елементи:
- Шток;
- Клапанний механізм;
- Механізм приводу распредвал.
До основних елементів ГРМ відносяться:
- Штанги. З їх допомогою забезпечується передача зусиль з штовхача до коромисла.
- Штовхачі. Завдяки штовхачів виконується передача зусиль від кулаків распредвала до кожної штанзі. Для того щоб штовхач зношувався рівномірно вони знаходяться в постійному русі навколо себе, а виконується це завдяки опуклою поверхні нижніх головок і скошеної поверхні розподільного валика;
- распредвал. Шток дає можливість відкривання і закривання клапанів ГРМ в встановленої черговості, яка узгоджується з функціонуванням кожного циліндра двигуна автомобіля.
- Клапани. за допомогою клапанів виконується періодичне відкривання і закривання отворів впускного і випускного клапанів, яке безпосередньо залежить від черговості функціонування автомобільного двигуна і розташування поршня циліндрі.
- Коромисло. Забезпечують передачу зусилля від штанги до клапана.
Тепер обговоримо призначення газорозподільного механізму. Отже, в чому полягає призначення механізму газорозподілу? Призначення газорозподільного механізму полягає у своєчасній передачі повітро-паливної суміші в усі циліндри автомобільного двигуна на тактах випускання, а ще виведення з кожного циліндра відпрацьованих газів в момент випускання такту. Забезпечується виконання представлених дій завдяки своєчасному відкриттю і закриттю всіх типів клапанів головки кожного циліндра за допомогою клапанів. Газорозподільні механізми поділяють на типи з боковим і типи з підвісним клапанами, але на сьогоднішній момент бічні клапани мало поширені.
Ще цю систему класифікують по розміщенню распредвала і виду приводу. Зазвичай, распредвал встановлюють знизу блоку картера або зверху головки циліндра. Нижній розподільний валик починає функціонувати завдяки шестерінці, а верхній за допомогою чіпкі або пасової передачі.
Ще ГРМ класифікують за значенням числа клапанів, яке припадає на один циліндр, два клапана це мінімальна кількість, а п'ять максимальне. Також існує класифікація за кількістю розподільних валиків, тут один це мінімальне значення, а чотири це максимальне значення.
Принцип дії ГРМ
Газорозподільний механізм є одним з найскладніших вузлів двигуна будь-якого транспортного засобу, тому як його основна функція полягає не тільки в відкриванні та закриванні груп клапанів, а й виконання цих дій в певній черговості. Функціонування ГРМ синхронізовано з функціонуванням запалювання і вприскування. Для збільшення швидкості пересування, водій натискає на педальку акселератора, тим самим збільшується надходження повітро-паливної суміші в автомобільний двигун.
Авто-двигун може сприймати посилений потік виключно за допомогою збільшення кількості оборотів. Тобто відкривання і закривання клапанів повинно проходити якомога частіше. Для вирішення даної проблеми розробники вирішили забезпечити привід від колінчастого валу. Тобто чим швидше крутиться колінчастий вал, тим швидше відбувається відкривання і закривання клапанів, отже, двигун автомобіля зможе пропускати і спалювати виключно необхідно кількість повітро-паливної суміші.
Газорозподіл зводиться до синхронного обертання коленвала і распредвала, а ще відкриванню впускного і випускного клапанів в певному місці розташування поршнів. Для того щоб распредвалік точно розташовувався по відношенню до колінчастого валу застосовують настановні позначки. Під час відкриття клапанів за допомогою коромисла розподільний валик наїжджає кулачком на коромисло, яке в свою чергу притискає клапан і він закручується завдяки пружині. У ланцюговому двигуні ГРМ функціонує точно так же, тільки в процесі побудови чіпко потрібно надягати разом зі шківом на валик.
Типи газорозподільного механізму
Спочатку розглянемо газорозподільний механізм з нижнім положенням розподільчого валика. У конструкцію представленого типу ГРМ входять такі елементи:
- Розподільчий валик;
- клапан;
- поршень;
- коромисло;
- Стійка валика коромисла;
- Валик коромисла;
- Контргайка;
- регулює гвинтик;
- Шестерінки распредвала і коленвала;
- Проміжна шестерня;
- Пружинки клапана;
- Напрямна втулка;
- штанга;
- штовхач;
- Головка циліндрів.
Головною перевагою механізму газорозподілу даного типу вважається невелика вартість, високий рівень якості та надійності, а також просте використання. Але є і недоліки, наприклад, такі як гучність і інерційність, яка обмежує кількість обертів двигуна автомобіля. Застосовуються такі газорозподільні механізми на автомобілях з дизельним двигуном або бензиновим двигуном, який має низький рівень оборотів коленвала.
Тепер поговоримо про механізми газорозподілу з верхнім положенням розподільчого валика. У конструкцію представленого типу ГРМ входять такі елементи:
- штовхач;
- пружинки;
- Канал;
- Тарілка клапана;
- Кулак распредвала;
- стійка клапана.
Представлений тип ГРМ відмінний від попереднього встановленням распредвала в основі циліндрів, а саме функціонування і призначення залишається тим самим. Передача впливу з распредвала відбувається за допомогою штовхача на коромисло, з распредвала до коромисла або ж від распредвала до штовхача клапана.
Привід распредвала може реалізовуватися за допомогою передачі чіпкі або зубчиків ременя.
У порівнянні з попереднім типом даний тип ГРМ має менший рівень інертності, а значить, двигун може розвивати більшу кількість обертів, і шуму. Також до переваг даного типу відносяться невеликі розміри блоку-картера і недороге виготовлення. Але є і недоліки, наприклад, необхідність регулярно проводити заміну ременя приводу, а несвоєчасна заміна ременя може привести до поломки клапанів. Також в проведенні регулярної заміни потребує і ланцюг приводу. До того ж, ланцюговий привід механізму газорозподільні досить дорогий. Ще одним недоліком є складність настоювання теплових зазорів клапанів.