ᐉ Общее устройство распределительного механизма (ГРМ)

Видео: Принцип работы газораспределительного механизма. Ремень ГРМ. Ресурс, когда менять. Цепь или ремень ГРМ. Что лучше и надежнее. Растянутая цепь ГРМ — симптомы

Распределительный механизм (ГРМ) двигателя состоит из распределительного вала, шестерен привода, подшипников вала, толкателей и направляющих толкателей, клапанных пружин, впускных и выпускных клапанов и направляющих втулок клапанов.

Работа распределительного механизма происходит следующим образом. При вращении коленчатого вала вращается также и распределительный вал 8, шестерня 9 которого находится в постоянном зацеплении с шестерней коленчатого вала. Число зубьев шестерен подобрано так, что у четырехтактных двигателей распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого вала, у двухтактных — с такой же скоростью, что и коленчатый вал.

Рис. Распределительный механизм двигателя с нижним расположением клапанов: 1 — кулачки распределительного вала; 2 — пружина клапана; 3 — направляющая втулка клапана; 4 — стержень клапана; 5 — направляющая толкателя; 6 — толкатель; 7 — подшипник распределительного вала; 8 — распределительный вал; 9 — распределительная шестерня

Имеющиеся на распределительном валу кулачки 1 своими выступами плавно отжимают толкатели 6, поднимая их. Толкатель давит на стержень 4 клапана и, сжимая пружину 2, поднимает клапан. При этом внутреннее пространство цилиндра сообщается либо с впускным трубопроводом, если открыт впускной клапан, либо с выпускным, если открыт выпускной клапан. Когда, выступ кулачка распределительного вала сходит с тарелки толкателя, клапан закрывается под действием пружины.

В двигателе с верхним расположением клапанов давление кулачка 1 распределительного вала 2, расположенного в верхней части блока цилиндров, воспринимается толкателем 3, который передает его через штангу 4 на плечо коромысла 6, поднимая его. Так как коромысло сидит на оси, то его второе плечо опускается и своим носком давит на стержень клапана 8. При этом сжимается пружина 7 и клапан открывается.

Рассмотрим назначение и устройство деталей распределительного механизма.

Клапаны соединяют и разъединяют полости цилиндров с впускным и выпускным трубопроводами.

Клапан состоит из головки 1 и стержня 2. Изготовляются клапаны из прутковой высококачественной стали: впускные чаще всего из хромистой, а выпускные из жаростойкой сильхромовой. Выпускные клапаны могут быть сварными; в этом случае головка делается из сильхромовой стали, а стержень из хромистой. Головка клапана имеет снизу шлифованную конусную поверхность, которой она соприкасается с седлом 9, установленным в теле блока цилиндров при нижнем расположении клапанов или в теле головки блока цилиндров при верхнем расположении клапанов.

Рис. Распределительный механизм двигателя с верхним расположением клапанов: 1 — кулачок распределительного вала; 2 — распределительный вал; 3 — толкатель; 4 — штанга; 3 — контргайка; 5 — коромысло; 7 — пружина клапана; 8 — клапан; 9 — седло клапана

Рис. Клапан: 1 — головка клапана; 2 — стержень; 3 — тарелка клапана; 4 — сухарь; 5 — болт; 6 — толкатель; 7 — тарелка толкатели

Чтобы увеличить срок службы, седла выпускных клапанов обычно делаются вставными из специального жаростойкого чугуна. Рабочие поверхности головки клапана и седла притираются одна к другой для плотной посадки клапана. Плотное прижатие клапана к седлу обеспечивается давлением клапанной пружины, которая одним концом упирается в тело клапанной коробки, а другим в тарелку 3 клапана. Тарелка удерживается на стержне клапана обычно сухарями 4, входящими в кольцевую выточку стержня, либо чекой, вставляемой в отверстие стержня. Стержень клапана движется в направляющей втулке, которая впрессовывается в тело клапанной коробки или (в случае верхнего расположения клапанов) в тело головки блока цилиндров. Чтобы улучшить наполнение цилиндров горючей смесью, впускные клапаны у многих двигателей имеют диаметр головки больший, чем выпускные.

В двухтактных дизелях с прямоточной продувкой, где воздух в цилиндры нагнетается через продувочные окна 4 (рис. а), имеются лишь выпускные клапаны 5. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов каждый цилиндр имеет не один, а два выпускных клапана.

Толкатели передают давление от кулачка распределительного вала стержню клапана или штанге.

Они изготовляются из стали или чугуна; рабочие поверхности их шлифуются и подвергаются термической обработке. Толкатель 6 представляет собой стержень, который заканчивается снизу тарелкой 7. Чтобы уменьшить вес, стержень толкателя обычно делается пустотелым.

Для предотвращения одностороннего износа форма тарелки толкателя и кулачка распределительного вала подбирается с таким расчетом, чтобы толкатель мог немного поворачиваться относительно своей оси при каждом набегании на него кулачка.

Поэтому часто у двигателей рабочая поверхность тарелки толкателя делается выпуклой, а кулачку придается небольшая конусность. У двигателей некоторых типов вращение толкателя достигается небольшим смещением оси толкателя относительно средней части кулачка. Чтобы уменьшить потери на трение, а также износ рабочей поверхности толкателя и кулачков распределительного вала, стержень толкателя у некоторых типов двигателей имеет снизу ролик.

Между толкателем (или доском коромысла при верхнем расположении клапанов) и стержнем клапана есть небольшой зазор. При работе двигателя стержень клапана удлиняется вследствие нагрева, и если бы не было зазора, то клапан, упираясь в толкатель, не садился бы плотно в свое седло.

Этот зазор для выпускных клапанов у некоторых двигателей делается несколько большим, чем для впускных. Объясняется это тем, что выпускные клапаны под действием раскаленных отработавших газов сильно нагреваются и их стержни удлиняются больше, чем стержни впускных клапанов.

Зазоры между стержнями клапанов и толкателями (носками коромысел) имеют строго определенную величину для каждой марки автомобиля. Нарушение этих зазоров ухудшает работу двигателя и ведет к преждевременному износу деталей распределительного механизма.

Зазор между стержнем клапана и толкателем при нижнем расположении клапанов регулируется с помощью болта 5 с контргайкой, который ввертывается в верхнюю часть стержня толкателя; при верхнем расположении клапанов — с помощью регулировочного болта или винта с контргайкой, который ввертывается в плечо коромысла. В дизелях с верхним расположением клапанов для регулировки зазора между стержнем клапана и носком коромысла имеется регулировочный наконечник с контргайкой 5, который навертывается на верхнюю часть штанги 4.

Толкатели движутся в направляющих втулках, установленных либо непосредственно в теле блока или в головке блока цилиндров, либо в отдельных секциях, которые привертываются к блоку болтами.

Распределительный вал предназначается для своевременного открытия и закрытия клапанов.

Он отковывается из стали или отливается из специального чугуна заодно с кулачками и опорными шейками с последующей механической и термической обработкой.

Количество кулачков на распределительном валу зависит от числа цилиндров и типа двигателя. В карбюраторных двигателях для каждого цилиндра делаются два кулачка: впускной и выпускной. У дизелей ЯАЗ на цилиндр приходится по три кулачка: один для привода насос-форсунки и два для привода выпускных клапанов. Подшипниками распределительного вала являются стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом и запрессованные в тело блока цилиндров. Во втулках имеются отверстия для подвода смазки к шейкам вала.

От распределительного вала обычно осуществляется привод масляного насоса и распределителя системы зажигания; для этого в средней части вала нарезается винтовая шестерня.

Кроме кулачков, шеек и шестерни, на распределительном валу карбюраторного двигателя имеется эксцентрик для привода бензинового насоса, подающего бензин из бака в карбюратор.

Распределительный вал приводится во вращение коленчатым валом через зубчатую передачу.

Шестерни привода распределительного вала, чтобы повысить износоустойчивость зубчатой передачи, изготовляются из разных материалов: ведущая — из стали, ведомая — из чугуна или текстолита. Для повышения бесшумности и плавности работы шестерни обычно изготавливаются с косыми зубьями.

Ведущая шестерня устанавливается на носке коленчатого вала на шпонке и закрепляется болтом (храповиком). Ведомая шестерня устанавливается на передней части распределительного вала также на шпонке и крепится гайкой или болтом.

Для правильной работы двигателя коленчатый и распределительный валы должны занимать строго определенное положение один относительно другого. Поэтому при сборке распределительные шестерни сцепляются между собой по меткам, имеющимся на зубьях шестерен.

Шестерни размещены в картере, отлитом заодно с блоком цилиндров и закрытом крышкой, которая штампуется из листовой стали или отливается из чугуна.

Осевое перемещение распределительного вала, возникающее при вращении шестерен с косыми зубьями, ограничивается упорным фланцем, укрепленным на передней стенке картера двигателя и входящим с определенным зазором между торцом передней шейки вала и ступицей шестерни.

Газораспределительный механизм (ГРМ) . Устройство автомобиля для сдающих экзамены в ГИБДД и начинающих водителей

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов. Также он обеспечивает надежную изоляцию камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.

ГРМ состоит из следующих основных элементов (рис. 2.11):

? распределительного вала;

? рычагов;

? ремня газораспределительного механизма (ремень ГРМ) или цепи;

? впускных и выпускных клапанов с мощными пружинами;

? впускных и выпускных каналов.

Рис. 2.11. Газораспределительный механизм:

1 — коленчатый вал; 2 — ведущая звездочка; 3 — звездочка натяжного устройства; 4 — двуплечий рычаг; 5 — пружина; 6 — регулировочный винт; 7 — коромысло; 8 — ось коромысла; 9 — наконечник регулировочного винта; 10 — опорная шайба пружины; 11 — наружная и внутренняя пружины; 12 — крепления опорной шайбы на клапане; 13, 16 — выпускной и впускной клапаны; 14 — кулачок; 15 — ведомая звездочка распределительного вала; 17 — упорный фланец

Распределительный вал в большинстве двигателей легковых автомобилей установлен на головке блока цилиндров. Его образуют кулачки (эксцентрики), количество которых соответствует числу клапанов двигателя, то есть каждый кулачок работает только со своим конкретным клапаном. При вращении распределительного вала его кулачки через рычаги воздействуют на клапаны. Этим обеспечивается своевременное открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Иными словами, для открытия и закрытия клапанов должен повернуться распределительный (или кулачковый) вал.

В большинстве ДВС распредвал вращается от коленвала: с помощью или цепной передачи, или зубчатого ремня, натяжение которых регулируется специальными устройствами.

Ременный привод работает тише, прост в установке, не требует смазки, упрощает конструкцию двигателя и снижает его массу. Цепной привод имеет обратный эффект. Но если рвется ремень ГРМ, выходят из строя клапаны, если же повреждена цепь, то «страдает» фактически только она. Натяжение в цепном приводе регулируется подпружиненным плунжером, а ремня — роликом.

Большинство современных двигателей оснащено ременным приводом распредвала.

На примере одноцилиндрового ДВС рассмотрим работу газораспределительного механизма (см. рис. 2.7). Распредвал, получив вращение от коленвала, поворачивается. Его кулачок набегает на рычаг, который нажимает на стержень подпружиненного клапана и, преодолев сопротивление пружины, открывает его. Продолжая вращаться, кулачок сбегает с рычага (толкателя), и под воздействием пружины клапан закрывается. Дальше поршень через открытый впускной или выпускной клапан соответственно засасывает горючую смесь или выталкивает отработавшие газы.

Для лучшего наполнения цилиндров рабочей смесью впускной клапан открывается чуть раньше того момента, когда поршень достигает ВМТ, а выпускной (для лучшей очистки от отработавших газов) — несколько раньше, чем поршень доходит до НМТ. В результате впускной клапан начинает открываться в тот момент, когда выпускной клапан еще полностью не закрылся. Такое положение клапанов называется их перекрытием. Когда же оба клапана в одном цилиндре надежно закрыты, происходит такт сжатия или рабочий ход поршня.

Что такое момент зажигания и как он влияет на ваш двигатель?

Автор Джош Ко

Опубликовано 22 декабря 2022 г.

Мелкие вещи могут повлиять на работу вашего двигателя, и момент зажигания является одним из них.

Двигатели внутреннего сгорания имеют сложные конструкции и конструкции, которые работают вместе для создания одного конечного продукта. Двигатель вашего автомобиля состоит из гораздо большего, чем просто поршни и внутренние компоненты, одним из которых является угол опережения зажигания.

Датчики

измеряют различные параметры, чтобы обеспечить правильную работу двигателя. Момент зажигания играет решающую роль в любом двигателе внутреннего сгорания — вот как он работает и влияет на ваш двигатель.

Что такое опережение зажигания?

Изображение предоставлено инженерами.

Момент зажигания определяется во время такта сжатия, что делает его актуальным для большинства автомобилей с бензиновым двигателем. Такт сжатия — это то, как поршень и клапаны действуют в соединении во время оборота. Момент зажигания — это момент зажигания искры по отношению к воздушно-топливной смеси в камере сгорания. ЭБУ автомобиля использует встроенные датчики для контроля частоты вращения двигателя, нагрузки и других параметров, чтобы соответствующим образом регулировать угол опережения зажигания.

Это в конечном итоге приводит к улучшению характеристик двигателя и эффективности использования топлива и обычно изменяется в мастерских для получения большей мощности с минимальными дополнительными модификациями или без них. Информация о времени зажигания, среди других ценных параметров, может быть собрана с помощью вашего порта OBD-II и устройства OBD-II (и подходящего диагностического приложения).

Как момент зажигания влияет на работу двигателя?

Изображение: YouTube / MSD Performance Ignition

Многие производители имеют свои собственные версии системы изменения фаз газораспределения (VVT), которая очень полезна и важна для работы двигателя. Возможность регулировки открытия и закрытия клапана обеспечивает лучшую эффективность и большую мощность по сравнению с теми, у которых нет VVT.

Вы (или авторизованный магазин) можете увеличить или уменьшить угол опережения зажигания вашего автомобиля с помощью некоторой настройки ЭБУ. При правильной настройке вы можете получить заметно больше мощности от той же установки. Наоборот, вы можете упустить дополнительную мощность, если будете делать это неправильно.

Даже транспортные средства, которые не были настроены или модифицированы, могут иметь лучшую производительность при правильном опережении зажигания и страдать от неправильного опережения зажигания. У некоторых производителей есть специальное программное обеспечение, такое как VW/Audi VCDS, которое может смотреть не только на лампочку проверки двигателя, но и на коды, которые могут измерять такие параметры.

Те, кто владеет другими производителями, могут использовать специальные индикаторы времени для сбора такой информации.

Что произойдет, если ваш двигатель не синхронизирован правильно?

Момент зажигания также имеет решающее значение, поскольку это один из факторов, от которого зависит эффективность вашего двигателя, хотя это меньше всего вас беспокоит. В длительных случаях неправильная синхронизация зажигания неизбежно приведет к повреждению двигателя в течение всего срока его службы.

Для двигателей с помехами с ремнями и цепями ГРМ отказ таких компонентов приведет к катастрофическому отказу двигателя, который, вероятно, потребует прямой замены. Кроме того, когда клапаны и поршни встречаются во время вращения двигателя, это приводит к необратимым повреждениям головки блока цилиндров и, как правило, даже больше.

Разница между интерференционными и неинтерференционными двигателями заключается в том, как открываются клапаны. Двигатели с интерференцией открывают один или несколько клапанов, чтобы обеспечить полный оборот поршня. В качестве альтернативы, как следует из названия, двигатели невмешательства не должны иметь дело с такими потенциальными проблемами, поскольку поршни и клапаны никогда не встречаются.

Момент зажигания важнее, чем вы думаете

Момент зажигания является одним из многих параметров, которые оказываются важными для любого автомобиля. Однако услуга хронометража, как правило, требует больших затрат, поскольку работа требует много рабочих часов. Профилактическое обслуживание может решить потенциальные проблемы, но лучше выявлять их с помощью соответствующих инструментов.

Нет необходимости вслепую заменять детали для решения проблемы, когда существуют специальные инструменты, помогающие определить проблему. Кроме того, сканеры OBD-II упростили выявление любых проблем, которые могут возникнуть у вашего автомобиля.

Цепь ГРМ вашего автомобиля и признаки износа

Двигатель вашего автомобиля будет оснащен ремнем ГРМ или цепью ГРМ, чтобы контролировать эффективность двигателя и механику. Как следует из названия, зубчатые ремни или цепи газораспределительного механизма имеют конструкцию, которая подходит к зубьям распределительного вала и коленчатого вала и позволяет им вращаться с точным и точным синхронизацией. До цепей или ремней ГРМ двигатели внутреннего сгорания имели сложную систему зубчатых передач, которая соединяла движения распределительного вала и коленчатого вала.

Эта система передач состояла из множества шестерен, которые можно было присоединить и синхронно вращать. Однако система передач представляла собой проблему, когда дело дошло до массового производства и сборки. Процесс изготовления шестерен был дорогим, и они издавали тревожно громкий шум в двигателе автомобиля.

Именно тогда они поняли, что должны искать более дешевые альтернативы. Это привело к инновациям зубчатых цепей. Через пару лет у автопроизводителей начались проблемы с производством цепей ГРМ, потому что они представляли собой большие металлические компоненты, которые к тому же были относительно дорогими, поэтому автопроизводителям пришлось придумать еще более дешевую альтернативу, например, резиновый ремень ГРМ.

Различия между зубчатыми ремнями и зубчатыми цепями

Зубчатые ремни и зубчатые цепи служат одинаковой цели, которая заключается в соединении коленчатого вала с распределительным валом, чтобы они могли вращаться синхронно. Это важно, потому что для того, чтобы автомобиль функционировал, клапаны должны открываться и закрываться в нужное время.

Основное различие между двумя ремнями заключается в составе материала. Цепь ГРМ состоит из металлической цепи, а ремень ГРМ в основном резиновый. Автомобили, оснащенные либо цепями ГРМ, либо ремнями ГРМ, могут даже отличаться по производительности, однако это зависит от сборки двигателя автомобиля.

Почему в некоторых автомобилях используются ремни ГРМ, а не цепи ГРМ

Поскольку ремни ГРМ дешевле и быстрее в производстве. Автопроизводители, которые производят автомобили в больших количествах, получают выгоду от установки в двигатель ремней ГРМ вместо цепей ГРМ. Одним из примеров является Тойота.

Большинство их автомобилей состоят из двигателя без помех, что означает, что ремни ГРМ выгодны.