Пристрій газорозподільного механізму двигуна внутрішнього згоряння: призначення, принцип роботи
Основне призначення газорозподільного механізму (ГРМ) - своєчасна подача горючої суміші з палива і повітря (паливо-повітряної суміші) в камеру згоряння і виведення газів з циліндрів двигуна.
Робота ГРМ полягає в своєчасному відкриття-закриття впускних і випускних клапанів.
1.Принцип дії газорозподільного механізму
Робота газорозподільного механізму полягає в синхронному русі двох валів - колінчастого вала і розподільного вала. Паралельне обертання валів забезпечує своєчасне відкриття та закриття впускних і випускних клапанів циліндрів двигуна.
Під час обертання розподільного вала його кулачки впливають на важелі, які в свою чергу передають зусилля на клапанні стрижні, що і призводить до відкриття клапанів.
При подальшому обертанні розподільного вала клапани закриваються, завдяки заняттю кулачками початкової позиції.
2.Классификация ГРМ
Сучасні автомобільні двигуни отримали різні типи газорозподільних механізмів, розробка яких була заснована на досвіді експлуатації більш ранніх моделей.
Класифікація ГРМ за чотирма основними відмінностей:
2. За кількістю розподільних валів.
- одінраспредвал (SOHC - Single OverHead Camshaft)
- двараспредвала (DOHC - Double OverHead Camshaft);
4. За приводу розподільного вала.
- ланцюговий привід від колінчастого вала;
- шестерний привід від колінчастого вала;
- ремінний привід колінчастого вала.
Найчастіше зустрічається верхнє розташування розподільного вала в голівці двигуна - це пояснюється простотою конструкції і ефективністю роботи, зменшенням маси механізму. Відкриття і закриття клапанів в газорозподільному механізмі такого типу здійснюється за допомогою штовхачів.
3. Пристрій газорозподільного механізму
Газорозподільний механізм складається з:
- розподільного вала;
- штовхачів;
- клапанів;
- коромисла;
- штанги;
- приводу.
1. Розподільчий вал. Обертання розподільного вала призводить до своєчасного відкриття і закриття клапанів газорозподільного механізму в залежності від послідовності роботи циліндрів двигуна, з огляду на фази газорозподілу газів в механізмі. Виготовляють розподільний вал з високоміцної загартованої сталі або чавуну. На валу ГРМ є опорні шийки і кулачки. Форма кулачків впливає на робочі процеси розподілу горючої суміші і газів, частоту і час відкриття, закриття клапанів. У торці розподільного вала ГРМ кріпиться зірочка (на яку встановлюється ланцюг) або шків приводу вала (на яку одягається ремінь). Вал встановлюється в корпусі на підшипниках. З метою запобігання осьових зсувів розподільний вал має завзятий фланець.
2. Штовхачі. Штовхачі - це деталі газорозподільного механізму, які служать для передачі зусиль від кулачків розподільного вала до штанг коромисел. Штовхачі виготовляють з високоміцної сталі або чавуну.
Види штовхачів: роликові, циліндричні, грибоподібні.
Рух штовхачів відбувається в корпусах, закріплених на блоці циліндрів або по напрямних.
3. Клапани. Клапани служать для подачі горючої суміші в циліндри двигуна і виведення відпрацьованих газів. Розрізняють впускні і випускні клапани. Впускні служать для впуску горючої суміші, а випускні клапани служать для випуску відпрацьованих газів.
Конструкція клапана. Клапан складається з стрижня і головки. НА клапанної голівці є кромка під 45 градусів для кращого прилягання клапана. Впускний клапан відрізняється від випускного діаметром. Випускний клапан значно більше за діаметром, ніж впускний, так як обсяг відпрацьованих газів перевищує обсяг подається горючої суміші. Клапани ГРМ встановлені в голівці блоку циліндрів. Місце їх з'єднання називається сідлом і має конусну форму. Для герметизації циліндра призначений клапанний механізм. Для поліпшення герметизації циліндра проводять процес під назвою притирка клапанів.
Впускні клапани виготовляють зі сталі з хромистих покриттям, а випускні клапани з жароміцної сталі. Сідла клапанів виготовляють з жароміцного чавуну.
Рух стрижнів клапанів здійснюється по напрямних втулок, які виготовляються з чавуну або сталі. Напрямні з'єднані з головкою блоку циліндрів. Клапани оснащені внутрішньої і зовнішньої пружинами. Пружини ж кріпляться за допомогою тарілок, сухарів і шайб.
Відкриття клапанів здійснюється через зусилля, яке передається від розподільного вала на клапан.
Газорозподільний механізм сучасних двигунів влаштований таким чином, що на кожен циліндр двигуна є по два клапана впускання і два клапана випуску. Для зняття клапанів використовують Розсухарівателі клапанів.
Штанги служать для передачі зусилля від штовхачів до коромисла. Штанги штовхачів можуть мати форму порожніх циліндричних стрижнів зі сталевими наконечниками.
Штанги виготовляють із зносостійкого алюмінієвого сплаву, кріпляться з одного боку до коромисла, а з іншого - до штовхача.
Коромисло служить для передачі зусилля від штанги до клапанів. Коромисло виконано у вигляді важеля з двома плечима, який кріпиться на осі. При цьому одне плече довше, ніж інше (біля штанги).
Коромисла виготовляють з міцної сталі. Встановлюють коромисло на осі, яка кріпиться до голівки циліндрів, на спеціальних втулках. Втулки призначені для зменшення тертя між віссю і коромислом.
6. Привід розподільного вала
Розподільчий вал приводиться в рух від колінчастого вала за допомогою приводу, який може бути, як ми говорили ланцюгової, шестерний, пасової.
Швидкість обертання розподільного вала в 2 рази менше, ніж швидкість обертання колінчастого вала, що забезпечується передавальним числом зірочки, або розміром шківа.
Таким чином, за два обертання колінчастого вала, розподільний вал зробить тільки один оберт, що необхідно для здійснення одного робочого циклу.
Часто зустрічається в побуті автомобілістів такий термін, як тепловий зазор.