Лабораторна робота №2
Тема: "Будова і робота механізму газорозподілу"
Мета заняття: вивчити будову, призначення і роботу газорозподільного механізму
Обладнання робочого місця: 1. Деталі ГРМ
2. Розрізи двигунів
Розглянути наступні питання:
1.Призначення механізму газорозподілу і його деталі. Схеми ГРМ. Їх переваги і недоліки.
2. Принцип роботи ГРМ.
3. Фази газорозподілу і їх вплив на роботу двигуна.
4. Регулювання теплового зазору ГРМ.
Призначення механізму газорозподілу і його деталі. Схеми ГРМ. Їх переваги і недоліки.
Газорозподільний механізм служить для відкриття і закриття клапанів, забезпечуючи наповнення циліндрів двигуна горючою сумішшю або повітрям, випуск відпрацьованих газів і надійну ізоляцію камери згоряння від навколишнього середовища під час тактів стиснення і робочого ходу.
Клапани безпосередньо здійснюють подачу в циліндри горючої суміші і випуск відпрацьованих газів. Клапан складається з тарілки і стержня. На сучасних двигунах клапани розташовуються в голівці блоку циліндрів, а місце зіткнення клапана з нею називається сідлом. Розрізняють впускні і випускні клапани. Для кращого наповнення циліндрів діаметр тарілки впускного клапана, як правило, більше, ніж випускного. Клапан утримується в закритому стані за допомогою пружини, а відкривається при натисканні на стрижень.
Пружина закріплена на стрижні за допомогою тарілки пружини і сухарів. Клапанні пружини мають певну жорсткість, що забезпечує закриття клапана при роботі. Для попередження резонансних коливань на клапанах може встановлюватися дві пружини меншою жорсткості, мають протилежну навивку. Клапани виготовляються зі сплавів металів. Робоча кромка тарілки клапана посилена. Стрижень впускного клапана, як правило, повнотіла, а випускного - порожнистий, з натрієвих наповненням для кращого охолодження. Відкриття клапана здійснюється за допомогою приводу, що забезпечує передачу зусилля від розподільного вала на клапан. В даний час застосовуються дві основні схеми приводу клапанів: гідравлічні штовхачі і роликові важелі.
Роликові важелі в якості приводу клапанів більш кращі, тому що мають менші втрати на тертя і меншу масу. Роликовий важіль однією стороною спирається на стержень клапана, інший - на гідрокомпенсатор. Для зниження втрат на тертя місце сполучення важеля і кулачка розподільного вала виконано у вигляді ролика. За допомогою гидрокомпенсаторов в приводі клапанів реалізується нульовий тепловий зазор у всіх положеннях, забезпечується менший шум і м'якість роботи. Конструктивно гідрокомпенсатор складається з циліндра, поршня з пружиною, зворотного клапана і каналів для підведення масла. Гідравлічний компенсатор, розташований безпосередньо на штовхачі клапана, носить назву гідравлічного штовхача.
Розподільчий вал забезпечує функціонування газорозподільного механізму відповідно до прийнятого для даного двигуна порядком роботи циліндрів і фазами газорозподілу. Він являє собою вал з розташованими кулачками. Форма кулачків визначає фази газорозподілу. а саме моменти відкриття-закриття клапанів і тривалість їх роботи. Істотне підвищення ефективності ГРМ, а отже і поліпшення характеристик двигуна дають різні системи зміни фаз газорозподілу. Розподільчий вал приводиться в дію від колінчастого вала за допомогою приводу, який здійснює його обертання в два рази повільніше колінчастого вала. В якості приводу розподільного вала використовуються ремінна, ланцюгова та зубчаста передачі. Ремінна і ланцюгова передачі приводять в дію розподільний вал, розташований в голівці блоку циліндрів. Зубчаста передача обертає, як правило, розподільний вал в блоці циліндрів. Ремінна і ланцюгова передачі мають як переваги, так і недоліки, тому в ГРМ застосовуються на рівних. Ланцюговий привід більш надійний і, відповідно, довговічний. Але ланцюг важче ременя, тому вимагає додаткових пристроїв для натягу і гасіння коливань. Натяжні ролики забезпечують натяг за допомогою пружини і за рахунок тиску масла в системі змащення. Як ланцюгового приводу розподільного вала використовуються одно- і дворядні роликові ланцюги. Поступово їх витісняють зубчасті ланцюга. які взаємодіють з зубами зірочки щоками особливої форми. Крім розподільного вала за допомогою ланцюга може здійснюватися привід масляного насоса, балансирних валів. Ремінний привід не вимагає мастила, тому на шківи встановлюється відкрито. Разом з тим, ремінь в порівнянні з ланцюгом має обмежений ресурс. Правда цей ресурс не такий вже і малий.
Газорозподільний механізм (ГРМ) працює в такий спосіб. При обертанні розподільного валу його кулачки відповідно до порядку роботи циліндрів двигуна по черзі набігають на важелі 11. Важелі, повертаючись одним кінцем на сферичних голівках регулювальних болтів 18, іншим кінцем впливають на стрижні клапанів, долають опір пружин 7, 8 і відкривають клапани. При подальшому повороті розподільного вала кулачки сходять з важелів, які повертаються в початкове положення під дією пружин 17, а клапани закриваються під дією пружин 7 і 8.
При роботі двигуна розподільний вал обертається в два рази повільніше, ніж колінчастий вал. Це пов'язано з тим, що за період робочого циклу двигуна, що протікає за два оберти колінчастого вала, впускний і випускний клапани кожного циліндра повинні відкриватися по одному разу.
Нормальна робота газорозподільного механізму (ГРМ) багато в чому залежить від теплового зазору між кулачками розподільного вала і важелями приводу клапанів. Цей зазор забезпечує щільне закриття клапанів при їх подовженні у результаті нагрівання під час роботи. При недостатньому тепловому зазорі або його відсутності відбувається неповне закриття клапанів, що призводить до витоку газів, швидкому обгорання фасок головок клапанів і зниження потужності двигуна.
