Механизм газораспределения
Механизм газораспределенияМеханизм газораспределения служит для обеспечения своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси или воздуха и выпуска из цилиндров отработавших газов. Газораспределительные механизмы бывают оконные (бесклапанные), клапанные, золотниковые и смешанные.
Оконный механизм применяется в двухтактных двигателях с кри-вошипно-камерной продувкой. В этом механизме поршень, совершая возвратно-поступательное движение, открывает и закрывает впускные, перепускные и выпускные окна цилиндров.
Клапанный механизм получил наибольшее распространение в четырехтактных двигателях как наиболее простой, надежный, долговечный и обеспечивающий достаточно хорошее наполнение и очистку цилиндров. Впускные и выпускные отверстия цилиндров открываются и закрываются клапанами, управляемыми специальным механизмом.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Рис. 1. Крепление двигателя на раме
Золотниковый механизм открывает и закрывает впускные и выпускные отверстия цилиндра поступательно движущимися или вращающимися золотниками.
Смешанный механизм применяется в двигателях с прямоточно-камерной продувкой. Для выпуска отработавших газов служат клапаны, а для впуска воздуха — продувочные окна, открываемые и закрываемые поршнем.
В зависимости от расположения клапанов относительно цилиндра различают верхнеклапанные механизмы с расположением клапанов в головке цилиндров, нижнеклапанные с расположением клапанов в блоке цилиндров и комбинированные с расположением впускных клапанов в головке, а выпускных в блоке цилиндров. Нижнеклапанные и смешанные механизмы сохранились лишь на устаревших моделях двигателей со сравнительно невысокой степенью сжатия.
Расположение клапанов определяется формой камеры сгорания, которая, в свою очередь, зависит от схемы установки клапанов.
Подавляющее большинство современных двигателей имеет верхнеклапанные механизмы газораспределения, которые обеспечивают лучшее наполнение и очистку цилиндров, допускают более высокую степень сжатия (так как камера сгорания имеет наиболее рациональную форму), уменьшают потери тепла и повышают экономичность двигателя.
Рис. 2. Схемы механизмов газораспределения:
а — оконный; б — клапанный; в — золотниковый; г — смешанный; д, е, ж — различные конструкции механизма газораспределения
Дизельные двигатели имеют только верхнеклапанные механизмы, так как при высоких степенях сжатия возможно получить рациональную форму камеры сгорания.
—
Устройство. На изучаемых двигателях применяют газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов. Он состоит из распределительного вала, шестеренчатого привода, толкателей с направляющими втулками, штоков, коромысел с регулировочным устройством, осей коромысел, клапанов с направляющими втулками, пружин с деталями их крепления на клапанах и седел клапанов.
Распределительные шестерни двигателей 3M3-53-11 и ЗИЛ-130 косозубые. Ведущая шестерня, установленная на коленчатом валу двигателя, стальная, а ведомая шестерня, установленная на распределительном валу, текстолитовая у двигателя 3M3-53-11 или
Рис. 3. Газораспределительный механизм: а — зацепление шестерен привода распределительного вала двигателей 3M3-53-I1 и ЗИЛ-130; б —зацепление шестерен привода распределительного вала и ТНВД (топливного насоса высокого давления) двигателя ЗИЛ-645 по установочным меткам; в — детали газораспределительного механизма; 1 — шестерня коленчатого вала; 2 — установочные метки; 3 — шестерня привода распределительного вала; 4 — ведомая шестерня привода ТНВД; 5 — ведущая шестерня привода ТНВД; 6 — распорное кольцо; 7— опорная шейка распределительного вала; 8— эксцентрик привода топливного насоса; 9 и 10 кулачки толкателей выпускных и впускных клапанов; 11 — втулка опорной шейки распределительного вала; 12 и 21—впускной и выпускной клапаны; 13 — направляющая втулка клапана; 14 — шайба пружины клапана; 15— пружина клапана; 16 — ось коромысел; 17 — коромысло; 18 — регулировочный винт коромысла; 19 — стойка оси коромысел; 20 — механизм вращения выпускного клапана; 22 — штанги толкателей клапанов; 23 — толкатели; 24 — шестерня привода распределителя зажигания и масляного насоса; 25 — упорный фланец; 26— валик привода датчика ограничителя частоты вращения коленчатого вала чугунная (у двигателей ЗИЛ-130, -645).
Распределительный вал изготовляют из стали (у двигателей ЗМЗ-5Э-11 и ЗИЛ-645) или чугуна (у двигателя ЗИЛ-130) с упрочнением рабочих поверхностей кулачков и опорных шеек токами высокой частоты. Вал вращается во втулках, изготавливаемых из стали (у двигателей 3M3-53-11 и ЗИЛ-130) или из сталеалюминиевой ленты (у двигателя ЗИЛ-645) и запрессовываемых в гнезда блока цилиндров. В осевом направлении распределительный вал фиксируется упорным фланцем 25, который крепится болтами к блоку цилиндров. На распределительном валу двигателя ЗИЛ-645, помимо распределительной шестерни, закреплена ведущая шестерня привода топливного насоса высокого давления (ТНВД).
Толкатели клапанов — стальные цилиндрические стаканы, в которые сверху вставляют штанги. Торцы толкателей имеют наплавку из износостойкого чугуна.
При работе толкатели поворачиваются благодаря сферической поверхности торца и скошенной поверхности кулачка распределительного вала.
Штанги толкателей двигателей 3M3-53-11 —дюралюминиевые, трубчатые, со сферическими стальными наконечниками. У двигателей ЗИЛ-130 и -645 штанги стальные, трубчатые, с закаленными сферическими наконечниками.
Коромысла клапанов — стальные, с бронзовыми втулками. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт с контргайкой для регулировки теплового зазора между коромыслом и стержнем клапана.
Клапаны устанавливают в направляющих втулках, запрессованных в головку цилиндров. Для лучшего наполнения цилиндра горючей смесью головку впускного клапана изготовляют большего диаметра, чем выпускного. На конце стержня клапана делают кольцевую выточку, в которую вставляют конусные сухари для крепления опорной тарелки клапанной пружины. Клапаны устанавливают в направляющих втулках, запрессованных в головку цилиндров.
Рис. 4. Выпускной клапан: 1 — стержень клапана; 2 — корпус механизма поворота клапана; 3 — опорная шайба; 4 — замочное кольцо; 5 — пружина клапана; 6 — опорная шайба пружины; 7— сухарь; 8 — натриевое наполнение клапана; 9 — жаро- и износостойкая наплавка; 10— заглушка; 11 — седло клапана; 12 — направляющая втулка
Рис. 5. Механизм поворота выпускного клапана: а — положение деталей механизма при закрытом клапане; б — положение деталей механизма при открытом клапане; в — детали механизма поворота; 1 — замочное кольцо: 2 — опорная шайба; 3 дисковая пружина; 4 — шарики; 5 — возвратные пружины шариков; 6— неподвижный корпус
Для лучшего охлаждения стержень выпускного клапана двигателей ЗИЛ-130 и 3M3-53:11 имеет полость, заполненную натрием, а тарелка клапана — жаропрочную наплавку посадочной фаски. Клапаны двигателей ЗИЛ-645 из жаропрочной стали с наплавкой рабочей фаски сплавом ЭР-616-Б имеют хромированные стержни.
Для повышения срока службы выпускные клапаны двигателей ЗИЛ-130 и ЗИЛ-645 принудительно поворачиваются механизмом. В неподвижном корпусе механизма располагаются шариков с пружинами и опирающаяся на шарики дисковая пружина. При открытии клапана возрастает давление клапанной пружины, под действием которого дисковая пружина распрямляется и шарики перекатываются по наклонным углублениям корпуса, поворачивая дисковую пружину с опорной шайбой. Вместе с ними поворачиваются клапанная пружина, тарелка клапана и выпускной клапан. Когда клапан закрывается, прогиб дисковой пружины изменяется, шарики освобождаются и под действием возвратных пружин занимают первоначальное положение. Шайба на корпусе фиксируется замочным кольцом.
На двигателе 3M3-53-1 между Опорной шайбой пружины и сухарями устанавливают коническую втулку, у которой наружный конус не полностью совпадает с конусом шайбы и между ними возникает трение, поэтому при сжатии пружины от ее некоторого скручивания обеспечивается поворот клапана.
Между стержнем клапана и регулировочным винтом коромысла устанавливают тепловой зазор для более плотного прилегания тарелки клапана к седлу при удлинении стержня из-за значительного его нагрева при работе двигателя.
Седла клапанов изготовляют из жаропрочного антикоррозийного чугуна и запрессовывают в гнезда головки цилиндров.
Пружины клапанов служат для плотного прижатия клапанов к седлам.
Порядок работы цилиндров. У изучаемых двигателей имеется следующий порядок работы цилиндров 1—5—4—2—6—3—7—8. Перекрытие одноименных тактов происходит через 90е, так как шатунные шейки коленчатого вала располагаются под углом 90°. Например, если в первом цилиндре происходит рабочий ход, то через 90° поворота коленчатого вала рабочий ход начинается в пятом цилиндре, а затем в указанном выше порядке.
—
Газораспределительный механизм управляет своевременным впуском в цилиндр рабочей смеси и выпуском из цилиндра отработавших газов. У автотракторных четырехтактных двигателей применяются клапанные газораспределительные механизмы с нижним, верхним и смешанным расположением клапанов. Верхние клапаны получили преимущественное распространение, так как имеют более совершенную камеру сгорания и получают от двигателя большую мощность при высокой экономичности.
Механизм газораспределения состоит из клапанов с пружинами и направляющими втулками, толкателей и распределительного вала.
Клапаны подвержены действию высоких температур (выпускной— до. 800—900 °С) и динамических нагрузок. Поэтому они должны: сохранять механические свойства при высоких температурах; обеспечивать хорошее уплотнение гнезда; противостоять коррозии и появлению окалины; интенсивно отводить тепло во избежание перегрева.
Клапан состоит из головки с тщательно обработанной фаской и стержня.
Число клапанов на каждый цилиндр бывает равным двум (впускной и выпускной), трем (впускной и два выпускных) и четырем (по два впускных и выпускных). Впускные клапаны имеют больший диаметр.
Рис. 6. Фазы газораспределения двигателя ЗИЛ-130
Место посадки клапана называется седлом. Оно устраивается в теле блока или головки цилиндра или делается вставным. Вставные седла более распространены и изготовляются из хромо-молибденового чугуна и запрессовываются в гнезда упомянутых деталей.
Толкатели передают движение от распределительного вала к клапанам и разгружают последние от боковых усилий, возникающих от вращения кулачков.
Распределительный вал снабжен кулачками, число и характер расположения которых определяются числом цилиндров и порядком работы двигателя, а также тем, сколько клапанов имеет каждый цилиндр.
Важное значение для работы двигателя и надежности газораспределения имеет удачный выбор профиля кулачка. Последний должен обеспечивать максимальную пропускную способность клапана и безударную работу механизма.
Пропускная способность клапана оценивается фактором время — сечение, представляющим произведение площади проходного сечения клапана на время, в течение которого он открыт.
Распределительный вал, в зависимости от числа цилиндров, опирается на два, три или пять опорных подшипников скольжения, для чего имеет соответствующее число шеек. Рабочие поверхности шеек и кулачков цементируются.
Привод распределительного вала чаще бывает шестеренчатым с передаточным отношением 1 : 2 для четырехтактных двигателей и 1 : 1 для двухтактных.
Фазы газораспределения —это моменты начала открытия и закрытия клапанов, фиксируемые углами поворота коленчатого вала. Фазы газораспределения указываются в таблицах характе-ристик двигателей, но более наглядно они изображаются на диаграммах газораспределения.
Впускной клапан у быстроходных двигателей открывается до прихода поршня в положение ВМТ, что к началу впуска обеспечивает открытие отверстия на значительную величину. Для двигателя ЗИЛ-130, например, открытие происходит за 21° до ВМТ. Закрытие впускного клапана начинается после того, как поршень пройдет НМТ. Для ЗИЛ-130 это происходит с запаздыванием на 75° после НМТ. Инерция газового потока используется для лучшего наполнения цилиндра.
Выпускной клапан открывается всегда до прихода поршня в НМТ, т. е. до окончания такта расширения, чтобы ослабилось противодавление газов при последующем движении поршня вверх. Для ЗИЛ-130 утл опережения открытия составляет 57° до НМТ. Закрытие выпускного клапана происходит после прихода поршня в ВМТ (у ЗИЛ-130 на 39°) для обеспечения лучшей очистки цилиндра от газов.
Перекрытием клапанов называется время, в течение которого одновременно открыты впускной и выпускной клапаны.
—
Назначение и схемы действия механизма газораспределения.
Механизм газораспределения открывает и закрывает в определенные моменты впускные и выпускные клапаны для впуска в цилиндры свежего воздуха и выпуска из них отработавших газов. В зависимости от расположения клапанов механизмы различают:
а) с нижним (боковым) расположением клапанов в блоке цилиндров; используется только у карбюраторных двигателей;
б) с верхним подвесным расположением клапанов — в головке цилиндров.
При расположении клапанов в головке цилиндров обеспечиваются компактность камеры сгорания, высокая степень сжатия, лучшее наполнение цилиндров воздухом, меньшие потери тепла через стенки вследствие компактности камеры.
Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов может быть однорядным и двухрядным.
Рис. 7. Типы механизмов газораспределения:
а — с нижним расположением клапанов, однорядный; б — с верхним расположением клапанов, однорядный; в — с верхним расположением клапанов, двухрядный; 1 — распределительный вал; 2 — блок-картер; 3 — пружина клапана; 4 — втулка; 5 — клапан; 6 – шайба пружины; 7 – регулировочный болт; 8 – толкатель; 9 – цепь; 10, 11 — звездочки; 12 — коленчатый вал; 13 — ось коромысла; 14 — коромысло; 15 — штанга; 16, 17 — ведомая и ведущая шестерни; 18 — ось
Механизм газораспределения включает следующие части.
Распределительный вал, преобразующий вращательное движение вала в поступательное движение толкателей.
Механизм привода распределительного вала, включающий набор распределительных шестерен, передающих движение от коленчатого вала на распределительный вал.
Клапанный механизм, открывающий и закрывающий впускные и выпускные клапаны в строго определенный момент и с заданным порядком последовательности. Клапанный механизм включает впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки, возвратные пружины и детали крепления клапанов.
Передающий механизм, осуществляющий передачу возвратно-поступательного движения от распределительного вала на клапаны. Сюда входят толкатели, штанги, коромысла с регулировочными винтами, оси и стойки коромысел.
У механизма с боковым расположением клапанов штанги и коромысла с осями и стойками отсутствуют.
Работа механизма. Вращение от коленчатого вала передается через зубчатую или цепочную передачу на распределительный вал. При повороте распределительного вала его кулачок своим выступом поднимает толкатель и штангу, которая упирается нижним концом в толкатель, а верхним — в регулировочный винт коромысла. При подъеме штанга давит на регулировочный винт и коромысло, поворачиваясь вокруг оси, своим вторым плечом нажимает на стержень клапана и, преодолевая силу пружины, открывает клапан.
При дальнейшем повороте распределительного вала выступ кулачка выходит из-под толкателя и толкатель, штанга и коромысло возвращаются в исходное положение, а клапан под действием пружины закрывается.
Во время работы клапаны нагреваются, а стержень клапана удлиняется, что может привести к открытию клапана и нарушению работы двигателя. Чтобы дать возможность стержню клапана удлиниться, и чтобы клапан в то же время был закрыт, между торцами клапана и бойком коромысла оставляют V зазор, называемый тепловым. У двигателей с боковым расположением клапанов этот зазор делается между клапаном и регулировочным винтом толкателя.
Периоды от момента открытия клапанов до момента закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.
Фазы газораспределения, выраженные в виде круговой диаграммы, называют диаграммой газораспределения. На рис. 12 представлена диаграмма газораспределения двигателя Д-240. Впускной клапан открывается с некоторым опережением (16°) до прихода поршня в верхнюю мертвую точку, а закрывается с запаздыванием (в 46°) после того, как поршень уже пройдет нижнюю мертвую точку и пойдет вверх. Это позволяет увеличить продолжительность впуска до 242° и улучшить наполнение цилиндра свежим воздухом, вначале за счет уменьшения сопротивления проходу воздуха и ускорения поступления свежего заряда воздуха (опережение открытия), а затем за счет инерции поступающего в цилиндр воздуха (запаздывание закрытия клапанов).
После сжатия и рабочего хода начинается выпуск отработавших газов. Опережение открытия выпускного клапана (56°) позволяет газам выходить из цилиндра под собственным давлением, что уменьшает затраты мощности на выталкивание газов при движении поршня вверх. Закрываются выпускные клапаны с запаздыванием, что улучшает очистку цилиндра от отработавших газов.
У всех двигателей есть периоды, когда одновременно впускной и выпускной клапаны открыты. Такое положение называют перекрытием клапанов.
Чтобы правильно установить фазы газораспределения двигателя при сборке, необходимо совместить метки на шестернях газораспределения.
В течение одного рабочего цикла у четырехтактного двигателя впускной и выпускной клапаны должны открываться по одному разу. Поэтому распределительный вал вращается в 2 раза медленнее коленчатого вала и делает за цикл один оборот, а коленчатый вал — два.
Рис. 8. Диаграмма фаз газораспределения:
1 — начало открытия впускного клапана;
2 — начало закрытия впускного клапана;
3 — начало открытия выпускного клапана;
4 — конец закрытия выпускного клапана
Устройство механизма газораспределения. Принцип действия механизма газораспределения изучаемых двигателей и взаимное расположение деталей одинаковые, однако устройство отдельных деталей, их размеры и крепления различны.
Распределительный вал. В конструкции распределительного вала различают опорные шейки, в которых вал вращается в блоке, и кулачки (по два на каждый цилиндр).
Распределительный вал штампуют из стали, а его опорные шейки и рабочие поверхности кулачков закалены токами высокой частоты.
Вращается вал в бронзовых или чугунных втулках, запрессованных в гнезда блок-картера.
Осевые перемещения распределительного вала во втулках ограничиваются различными способами. На двигателе СМД-14 осевое перемещение устраняется упорным регулировочным винтом 36. Винт заворачивают до отказа, затем отворачивают на 1/2 оборота и затягивают контргайкой.
У двигателя СМД-60 осевое перемещение распределительного вала ограничивает упорная шайба, а необходимый зазор между упорной шайбой и торцом опорной шейки в пределах 0,16—0,28 мм обеспечивается при сборке двигателя. Упорная шайба ограничивает осевое перемещение распределительного вала и у двигателей АМ-41 и А-01М.
От продольного перемещения распределительный вал двигателей Д-240 и Д-65Н удерживается опорным кольцом, привернутым к блоку двумя винтами.
Клапанный механизм включает впускной и выпускной клапаны, направляющие втулки, клапанные пружины, опорные шайбы (тарелки) и сухарики.
Клапаны подвергаются воздействию высоких давлений и температур, поэтому они изготовляются из особо прочных сталей: впускной — из хромоникелевой, выпускной — из жаростойкой стали.
В клапанах различают тарелку клапана и стержень. В верхней части стержня имеется выточка под выступы сухариков; на некоторых двигателях делаются выточки под стопорное кольцо, которое удерживает клапан от падения в цилиндр при поломке пружины или выпадении сухариков.
Боковые поверхности тарелки и гнезда клапанов в головке выполнены под углом 45°. Чтобы эти поверхности плотно прилегали, их шлифуют и притирают.
Передающий механизм включает толкатели, штанги, коромысла с регулировочными винтами, валики коромысел, стойки коромысел и распорные пружины коромысел.
Толкатель передает движение от кулачков распределительного вала штангам. Толкатели могут быть выполнены в виде стакана или грибовидной формы, представленной на рис. 7, а (Д-240, Д-37Е). На двигателях АМ-41, А-01М, ЯМЗ-240Б применяют качающие роликовые толкатели. На этом рисунке представлен механизм газораспределения двигателя ЯМЗ-240Б. Роликовый толкатель качается относительно оси. При набегании кулачка распределительного вала на ролик толкателя толкатель поворачивается вокруг оси и поднимает штангу.
Штанги передают возвратно-поступательное движение от толкателя к коромыслу. Они могут быть изготовлены из стального прутка или пустотелой трубки.
Коромысло представляет собой стальной двуплечий рычаг. В коротком плече в резьбовое отверстие устанавливается регулировочный винт. Боек коромысла, давящего на клапан, подвергается закалке. В отверстие средней части коромысла запрессовывается бронзовая втулка для установки коромысла на валик.
Валики коромысел, на которых устанавливаются коромысла, закреплены в стойках, размещенных на верхней плоскости головки цилиндров.
Продольное перемещение коромысел по валику предотвращается распорными пружинами.
Валики стальные, пустотелые, внутренняя полость их используется для подвода масла к коромыслам, для чего против каждого коромысла в валике просверлены отверстия.
Декомпрессионный механизм предназначен для облегчения прокручивания коленчатого вала в первый момент запуска двигателя, путем открытия впускных, а у некоторых двигателей и всех клапанов.
При открытых клапанах воздух в цилиндре не сжимается при такте сжатия, чем и облегчается прокручивание коленчатого вала. Когда же коленчатый вал разовьет 250—300 об/мин, декомпрессионный механизм выключают, подают топливо и двигатель заводится. Этим механизмом пользуются и для экстренной остановки двигателя. Декомпрессионный механизм устанавливается на двигателях А-01М, АМ-41, СМД-14, Д-37М, Д-21Д. На двигателях Д-240, ЯМЗ-240Б, СМД-60 его нет.
Декомпрессионный механизм двигателя СМД-14 состоит из валиков, установленных над бойками коромысел в стойках. С нижней стороны под коромыслами валики имеют лыски, и когда механизм выключен, валики декомпрессионного механизма не касаются коромысел и не действуют на клапаны. При включении механизма рычагом валик поворачивается и своей несрезанной частью нажимает на коромысла и открывает клапаны. При выключении механизма валики поворачиваются своими лысками к коромыслам и не воздействуют на них. На двигателях АМ-41 и А-01М в валиках против каждого коромысла ввернуты болты, которые при повороте валика своими головками давят на коромысла и открывают клапаны. Этими же болтами регулируют и величину открытия клапанов.
На двигателях Д-37М, Д-21А декомпрессионный механизм воздействует не на коромысла, а на толкатели.
Обслуживание механизмов газораспределения. Оно сводится к периодическому осмотру наружных деталей, их креплений, проверке и установлению нормальных зазоров и обеспечению плотности прилегания клапанов к гнездам.
Осмотры и регулировку газораспределительного механизма проводят при техническом обслуживании № 2 (ТО-2).
Перед началом регулировки клапанов подтягивают крепления головки цилиндров и стоек валиков коромысел. Затяжку гаек крепления головки цилиндров ведут динамометрическим ключом по определенной для каждого двигателя схеме в следующей последовательности: сначала затягивают гайки, расположенные в центре головки, затем производят поочередную подтяжку гаек, расположенных по обе стороны от центра головки цилиндров.
Для регулировки клапанов выполняют следующие операции:
— ставят поршень первого цилиндра на такт сжатия, в верхнюю мертвую точку. В этом положении поршня, когда клапаны закрыты, проверяют и регулируют зазоры.
Чтобы выполнить это условие, наблюдая за коромыслами клапанов первого цилиндра, вращают коленчатый вал до тех пор, пока оба клапана (сначала выпускной, а затем впускной) откроются и закроются и после впуска начнется сжатие. После этого вывинчивают установочный винт из картера маховика и вставляют его в то же отверстие ненарезанной частью и, нажимая на винт, продолжают вращать коленчатый вал до тех пор, пока винт не войдет в углубление на маховике. При этом поршень будет в ВМТ на такте сжатия. Такая установка применяется на двигателях СМД-14, АМ-41, Д-240, Д-65Н, Д-50. На последних трех двигателях это будет не точно ВМТ, а положение поршня в момент впрыска топлива.
Для регулировки зазора отвертывают контргайку регулировочного винта и, удерживая ее гаечным ключом, заворачивают или отворачивают регулировочный винт отверткой до получения необходимого зазора. Например, при зазоре 0,25—0,30 мм щуп толщиной 0,25 мм должен свободно входить между бойком коромысла и торцом клапана, а толщиной 0,30 мм — с усилием.
Затем регулируют (если он есть и регулируется) механизм декомпрессии в первом цилиндре (АМ-41, А-01М, Д-65Н). Для этого валик декомпрессора устанавливают так, чтобы ось регулировочных винтов была вертикальной. Заворачивают винт до соприкосновения с коромыслом и еще на один оборот и затягивают контргайку.
После регулировки клапанов и декомпрессионного механизма в первом цилиндре приступают к регулировке их в следующем цилиндре в соответствии с порядком работы двигателя (например, в третьем цилиндре при порядке 1—3—4—2), для чего коленчатый вал проворачивают на пол-оборота (для четырехцилиндровых, указанных выше).
У шестицилиндрового V-образного двигателя СМД-60 после установки первого цилиндра в ВМТ описанным выше способом открывают люк на картере маховика и поворачивают коленчатый вал по часовой стрелке еще на 45° так, чтобы метка на маховике с цилиндрами «1» и «4» стала против стрелки. В этом положении регулируют клапаны первого и четвертого цилиндров. Затем поворачивают коленчатый вал в том же направлении на 240°, до совпадения меток «2» и «5», регулируют клапаны второго и пятого цилиндров и, провернув коленчатый вал еще на 240° до совмещения со стрелкой меток «3» и «6», регулируют зазоры клапанов в третьем и шестом цилиндрах. Аналогичные метки имеются на двигателе ЯМЗ-240Б (на шестерне привода топливного насоса), причем одновременно регулируются клапаны в трех цилиндрах в соответствии с порядком работы двигателя.
Газораспределительный механизм дизеля трактора
Рис. 1. Схема клапанного механизма газораспределения: 1 — шестерня коленчатого вала; 2 — промежуточная шестерня; 3 — клапан; 4 — направляющая втулка; 5 — пружина; 6 – упорная тарелка; 7 — коромысло; 8 — ось коромысла; 9 — контргайка; 10- регулировочный винт; 11 — штанга; 12 — толкатель; 13 — кулачок распределительного вала; 14 — шестерня распределительного вала
Для впуска воздуха и выпуска продуктов сгорания необходимо при определенном угле поворота коленчатого вала соединять цилиндры двигателя с впускными и выпускными коллекторами. Это обеспечивается верхнеклапанным механизмом газораспределения (ГРМ).
Во время работы двигателя коленчатый вал через шестерни 1, 2 и 14 (рис. 1) вращает распределительный вал, имеющий кулачки 13. В нужный момент кулачок подходит к толкателю 12, поднимает его, штангу 11 и короткое плечо коромысла 7. При этом коромысло поворачивается вокруг оси 8 и длинным плечом нажимает на стержень клапана 3, дополнительно сжимая пружину 5 и открывает клапан. Закрывается клапан под действием этой же пружины.
Каждый цилиндр имеет два клапана впускной и выпускной. Плавный подъем и опускание клапана, и длительность его открытия обеспечивается определенным профилем кулачка. Необходимая последовательность открывания клапана достигается соответствующим размещение кулачков на валу.
Так как рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленчатого вала, а впускной и выпускной клапаны за это время должны открываться только по одному разу, распределительный вал вращается вдвое медленнее коленчатого. Достигается это установкой на распределительном валу приводной шестерни 14, имеющей вдвое больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала.
Клапан должен открываться при определенном положении поршня в цилиндре. Согласованность действия газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов обеспечивается соединением распределительных шестерен по специально нанесенным меткам.
Во время работы двигателя детали механизма нагреваются и расширяются. Чтобы при этом не нарушалась плотная посадка клапана в седле, между клапаном и бойком коромысла регулировочным витом 10 устанавливают тепловой зазор (для разных двигателей он находится в пределах 0,3-0,5 мм). Малый зазор, а, следовательно, и неплотная посадка клапана в седле, приводит к прорыву горячих газов через щели и перегреву клапана (возможно коробление тарелки клапана и обгорание ее фаски).
В случае увеличения зазора возникают звонкие стуки, которые хорошо прослушиваются при работающем двигателе. Кроме того, сокращается время и уменьшается величина открытия клапанов, вследствие чего ухудшается очистка цилиндров от продуктов сгорания и уменьшается наполнение их свежим зарядом. Чтобы продлить время открытия клапанов и улучшить наполнение, очистку цилиндра, клапаны открываются с некоторым опережением (до того, как поршень придет н.м.т.), а закрывается с запаздыванием (после того, как поршень пройдет м.т.), то есть продолжительность открытия клапана составляет более 180° поворота коленчатого вала.
Чтобы обеспечить прокручивание коленчатого вала вручную (во время регулировки клапанного механизма, топливного насоса на момент начала подачи топлива и т.д.), обеспечить пуск дизеля в холодное время года и для его остановки в случае аварийного повышения частоты вращения коленчатого вала дизели Д-65 и их модификации имеют декомпрессионный механизм.
Декомпрессионный механизм служит для снижения давления при сжатии воздуха в цилиндрах путем сообщения рабочего объема цилиндров с атмосферой.
Декомпрессионный механизм смонтирован в головке цилиндров и состоит из двух валиков 9 ( см. рисунок), установленных в отверстиях стоек вала коромысел. Против каждого клапана в валики ввернуты винты 31 с контргайками. На фланце передней части крышки головки цилиндров смонтировано устройство управления механизмом с рукояткой 8. При повороте рукоятки в верхнее положение винты 31 нажимают головками на плечи коромысел клапанов и, не давая им закрываться при тактах сжатия, декомпрессируют дизель. Клапаны работают в неблагоприятных условиях: выпускной нагревается до 600…800, а впускной — до 300…400° С; полусухое трение стержней и втулок, агрессивное действие газов на головки. Впускные и выпускные клапаны одинаковой конструкции. Для улучшения наполнения цилиндров свежим зарядом тарелки впускных клапанов имеют больший диаметр, чем выпускных. Выпускные клапаны изготовлены из жаропрочной стали, впускные – из хромоникелевой. Тарелки клапанов имеют фаску, шлифованную под углом 45°. Такую же фаску имеет седло клапана в головке. Фаски тарелок клапанов наплавлены сплавом на никелевой основе (для повышения их износостойкости). Клапанные пружины обеспечивают надежную посадку клапанов в седле в период закрытия. Пружина одним концом упирается в головку цилиндров, а другим — в тарелку, удерживаемую на стержне клапана сухариками 30 из углеродистой стали. Отметим, при этом, что диаметры тарелок клапанов и жесткость пружин у дизелей семейств Д-65 и Д-240 разные. Коромысла 32 клапанов надеты на пустотелые оси, смонтированные в стойках на головке цилиндров дизеля. Рабочая поверхность длинного плеча (боек) шлифуется и закаляется. В резьбовое отверстие короткого плеча ввернут регулировочный винт 10 с контргайкой. Стойки коромысел крепятся к головке цилиндров шпильками. Штанги 12 изготовлены из углеродистой стали или трубчатые, их рабочие поверхности закаливаются. Толкатели 5 стальные, со сферической опорной поверхностью и каналом для слива масла из клапанного механизма в поддон картера двигателя. Распределительный вал 14 стальной, трехопорный. Кулачки и опоры закалены токами высокой частоты. Кулачки вала рассматриваемых дизелей конусные, в результате чего толкатели кроме поступательного движения получают вращение, что улучшает их смазку и приработку. На переднем конце вала крепится приводная шестерня 2. От осевого перемещения вал удерживается упорным фланцем 4.
Вращается вал во втулках, запрессованных в блок-картер дизеля. [Тракторы «Беларус» семейств МТЗ и ЮМЗ. Устройство, работа, техническое обслуживание. Я.Е. Белоконь, А.И. Окоча, Г.В. Шкаровский; Под ред. Я.Е. Белоконя. 2003 г.]
Статьи по теме: распределительный механизм; особенности механизма распределения двигателя Д-14; распределительный механизм двигателя Д-36; ТО КШМ и ГРМ двигателя трактора
Что такое цепь ГРМ? Как справляться с проблемами цепи ГРМ Ли Джонс замена тормозных дисков как поменять автомобильный аккумулятор что такое цепь ГРМ тормозная система ferodo что такое ступичный подшипник remy генераторы и стартеры сварка газ valeo silencio дворники показать все посты
Опубликовано: 06.05.2020
Цепь ГРМ — это внутренний компонент двигателя, предназначенный для синхронизации вращения распределительного вала и коленчатого вала — эти два элемента необходимы для привода колес. Движение цепи позволяет цилиндрам двигателя производить мощность для работы и движения автомобиля.
Как?
Цепь ГРМ синхронизирует открытие и закрытие клапанов двигателя, известных как впускные и выпускные клапаны. Это позволяет им двигаться с требуемыми интервалами, чтобы обеспечить поступление соответствующего количества топлива в двигатель и выпуск выхлопных газов из двигателя. Процесс производит точное количество внутреннего сгорания, необходимое для движения с желаемой скоростью.
Цепь ГРМ является абсолютно необходимой деталью автомобиля. Любое транспортное средство, которому требуется цепь ГРМ, не будет работать без нее.
Как часто необходимо заменять цепь ГРМ?
Срок замены цепи ГРМ зависит от пробега, а не от возраста. Это варьируется от автомобиля к автомобилю, и вам следует обратиться к руководству пользователя для получения определенных ответов; но ожидаемый диапазон цепи ГРМ составляет от 60 000 до 100 000 миль.
Каковы симптомы неисправности цепи привода ГРМ?
Сама природа цепочки такова, что отказ часто означает полное бедствие. Если цепь оборвется, деталь больше не будет выполнять свою работу и, к сожалению, автомобиль больше не сможет ехать.
Но проблемы не всегда означают полный отказ детали. На цепи могут появиться признаки износа и повреждения, прежде чем она полностью выйдет из строя. Обращайте внимание на следующие предупредительные признаки того, что срок службы вашей цепи ГРМ подходит к концу:
- Дребезжание двигателя — во время движения ослабленная цепь привода ГРМ будет греметь и лязгать. Дребезжащие звуки любого рода, исходящие от вашего двигателя, никогда не бывают хорошими. При первых признаках этого проверьте свой автомобиль.
- Пропуски зажигания двигателя — Если цепь ГРМ изношена и растянута, ее калибровка будет нарушена. Это может привести к пропуску зажигания в двигателе.
- Металл в масле — Если цепь ГРМ изнашивается, металл может отслаиваться и смешиваться с маслом в двигателе, которое используется для смазки цепи. Когда вы меняете масло, вы можете увидеть признаки усталости металла в виде чешуек металла в масле.
- Check Engine Light — Иногда не будет никаких заметных признаков того, что цепь ГРМ выходит из строя, но датчики в автомобиле обнаруживают проблемы. Индикатор проверки двигателя может означать проблему с цепью привода ГРМ, и ее следует решать немедленно.
В чем разница между цепью ГРМ и ремнем ГРМ?
Механически нет никакой разницы между цепью ГРМ и ремнем ГРМ. Оба выполняют одно и то же действие и крепятся к одним и тем же частям вашего автомобиля. Разница в материале и расположении внутри автомобиля. Ремень ГРМ изготовлен из армированной резины и расположен снаружи картера двигателя. Цепь ГРМ состоит из металлических звеньев и размещена внутри блока двигателя. Ремни ГРМ дешевле и проще в ремонте, но они не служат так долго, как цепи ГРМ.
Ремень ГРМ нельзя заменить цепью ГРМ или наоборот. Тип элемента синхронизации, используемого в автомобиле, определяется в процессе производства и становится основной частью конструкции. Они не взаимозаменяемы.
Сколько стоит замена цепи ГРМ?
Цепи ГРМ — далеко не самый дорогой компонент двигателя для замены. Деталь часто можно приобрести менее чем за 150 фунтов стерлингов, хотя в зависимости от марки и модели автомобиля эта цифра может увеличиваться или уменьшаться.
Проблема заключается в фактическом снятии поврежденной детали и установке новой цепи ГРМ. Цепи ГРМ встроены в двигатель автомобиля, а значит доступ к ним требует не только профессиональных инструментов, но и опыта. Затраты на рабочую силу могут добавить сотни фунтов стерлингов, в результате чего общая сумма вознаграждения составит около 600 фунтов стерлингов или более.
Несмотря на желание сэкономить, не рекомендуется устанавливать цепь ГРМ самостоятельно, если только вы не обладаете высокими знаниями в области автомеханики. Есть некоторые ремонты, которые любители могут сделать сами, но не этот. Плохо установленная цепь ГРМ может иметь серьезные последствия, и вы можете повредить двигатель в процессе ремонта.
Обеспечьте лучшую цену на свою цепь ГРМ с помощью Автозапчасти YMF . Ищите с вашей регистрацией сейчас и найдите именно ту деталь, которая вам нужна!
Что такое опережение зажигания? (+ Признаки того, что синхронизация зажигания отключена и многое другое)
Связаться с нами Получить предложение
Момент зажигания имеет важное значение для работы двигателя.
Управляет моментом срабатывания свечи зажигания во время такта сжатия.
Но что такое момент зажигания ?
Какое отношение это имеет к тому, что ваш двигатель издает стук ?
В этой статье мы ответим на оба эти вопроса. Мы рассмотрим признаки неправильного опережения зажигания и разницу между опережением и запаздыванием зажигания. Мы также расскажем о том, как регулируется угол опережения зажигания, и о некоторых часто задаваемых вопросах по системе зажигания.
Эта статья содержит:- Что такое опережение зажигания?
- Признаки того, что опережает зажигание
- Опережение зажигания и замедление зажигания: в чем разница?
- Как контролируется момент зажигания?
- 5 Часто задаваемые вопросы о системе зажигания
- Что такое синхронизация двигателя?
- Что такое начальное время?
- Что такое статическая синхронизация?
- Существуют ли различные типы систем зажигания?
- Как механики регулируют момент зажигания?
Начнем.
Что такое Момент зажигания ?Зажигание или угол опережения зажигания управляет воспламенением свечи зажигания во время такта сжатия. Правильный угол опережения зажигания необходим для того, чтобы ваш двигатель работал с максимальной эффективностью.
Хотите знать, где применяется угол опережения зажигания ?
Вот как работает четырехтактный двигатель:
Каждый цикл зажигания состоит из четырех тактов — двух вверх и двух вниз, что обеспечивает два оборота коленчатого вала.
1. Ход впуска — Вниз
Этот ход идет вниз и всасывает топливно-воздушную смесь.
2. Такт сжатия — Вверх
Здесь поршень движется вверх, максимально увеличивая сжатие воздуха в верхней части хода.
Здесь работает момент зажигания.
Свеча зажигания срабатывает за несколько миллисекунд до того, как поршень достигает верхней точки своего хода. Это происходит потому, что горючему требуется конечное, хотя и короткое время, чтобы его взрывное пламя распространилось.
Топливо должно взорваться с максимальной силой, поэтому искра должна появиться незадолго до того, как поршень достигнет верха, чтобы это произошло.
При воспламенении топливно-воздушной смеси в камере сгорания в цилиндре создается давление по мере расширения горючих газов. Затем давление достигает максимума, когда поршень достигает верхней мертвой точки (ВМТ).
3. Рабочий ход — Вниз
После искрового воспламенения давление взрыва толкает поршень вниз с максимально возможной силой.
4. Такт выпуска — Вверх
Когда поршень движется вверх, выхлопной газ выходит из цилиндра, готовый к тому, чтобы весь процесс начался снова.
Момент зажигания имеет решающее значение для поддержания высокой производительности двигателя. Однако ряд факторов может повлиять на угол опережения зажигания вашего двигателя:
- Состояние свечей зажигания
- Температура двигателя
- Давление на впуске
вы можете получить повреждение двигателя, если синхронизация вашей свечи зажигания отключена во время такта сжатия.
Теперь, когда вы знаете, что такое угол опережения зажигания, давайте узнаем, как определить, что он выключен.
Некоторые проблемы с производительностью могут возникнуть, если синхронизация вашей системы зажигания неверна.
Вот на что следует обратить внимание:
A. Детонация двигателя
Если искра зажигания возникает в положении, слишком опережающем положение поршня, быстро воспламеняющаяся воздушно-топливная смесь может давить на поршень, который все еще движется вверх во время такт сжатия. В тяжелых случаях искра опережающего зажигания приводит к детонации двигателя и известна как преждевременное зажигание или детонация.
Детонация в двигателе также может происходить, когда в цилиндре происходит сгорание после срабатывания свечи зажигания .
B. Снижение расхода топлива
Момент зажигания искры имеет важное значение, потому что, если он запаздывает или слишком быстро, весь процесс сгорания прекращается. Ваш двигатель компенсирует снижение мощности за счет увеличения расхода топлива и снижения расхода топлива.
C. Перегрев
Если воздушно-топливная смесь воспламеняется слишком рано во время сгорания, выделяемое тепло будет увеличиваться и повреждать различные части двигателя.
D. Низкая мощность
Если искра возникает слишком поздно до положения поршня, максимальное давление в цилиндре возникает после того, как цилиндр достигает пикового давления в цилиндре. Отсутствие окна для пикового давления в цилиндре приводит к потере мощности, высоким выбросам и несгоревшему топливу.
Всегда обращайте внимание на вышеуказанные симптомы, чтобы вовремя выявить проблемы с опережением зажигания.
Хотите узнать разницу между опережением и замедлением зажигания?
Давайте обсудим это.
Вы измеряете угол опережения зажигания, отмечая градусы поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки (ВМТ). Свечи зажигания должны срабатывать вовремя, и этого можно добиться, опережая или замедляя синхронизацию двигателя.
1. Опережение газораспределения
Опережение газораспределения означает, что ваши свечи зажигания срабатывают раньше в такте сжатия, дальше от верхней мертвой точки (ВМТ). Опережение требуется, потому что топливовоздушная смесь в камере сгорания не сгорает сразу, и требуется время, чтобы пламя (огонь свечи зажигания) воспламенило смесь.
Увеличение угла опережения зажигания увеличивает мощность двигателя и помогает повысить мощность на высоких оборотах и снизить на низких оборотах. Упреждение помогает получить искру после задержки зажигания.
А угол опережения зажигания?
Угол опережения зажигания — это когда кривошип коленвала не достигает верхней мертвой точки при появлении искры между электродами свечи зажигания.
2. Запаздывание опережения зажигания
Запаздывание опережения зажигания приводит к тому, что ваша свеча зажигания переходит в положение сгорание позже в такте сжатия . Замедление опережения зажигания уменьшает детонацию двигателя, то есть сгорание внутри цилиндров после срабатывания свечи зажигания.
Двигатели, работающие при более высоких уровнях давления, такие как двигатели с турбонаддувом или наддувом, выигрывают от задержки синхронизации двигателя. Запаздывание на этих двигателях помогает компенсировать более плотные воздушно-топливные смеси, позволяя им работать лучше.
Давайте перейдем к изучению того, как контролируется правильный угол опережения зажигания.
Как контролируется момент зажигания ? В большинстве современных двигателей компьютер управляет опережением зажигания.
Тем не менее, двигатели с распределителем могут управлять опережением зажигания разными способами:
A. Механическое опережение
При механическом опережении по мере увеличения оборотов двигателя центробежная сила выталкивает груз наружу. Движение груза вращает спусковой механизм, что приводит к более раннему срабатыванию зажигания.
B. Вакуумный синхронизатор
При вакуумном опережении, когда вакуум в двигателе повышается, он втягивает диафрагму внутри вакуумного бачка. Поскольку диафрагма соединена с опережающей пластиной рычажным механизмом, ее движение приводит во вращение спусковой механизм. Вакуумное опережение опережения зажигания приводит к раннему срабатыванию зажигания.
C. Совместимые распределители с компьютерным управлением
Здесь внешний компьютер (или ECU) управляет синхронизацией и катушкой зажигания. Распределитель отправляет предупреждение из своего внутреннего модуля датчика в ЭБУ. ЭБУ также может получать сигналы от датчиков двигателя, таких как датчик распредвала или коленчатого вала.
ЭБУ посылает сигнал катушке, приказывая ей сработать. Ток проходит от катушки к крышке распределителя и ротору, и искра направляется к свече зажигания.
Давайте ответим на некоторые часто задаваемые вопросы по системе зажигания.
5 Система зажигания Часто задаваемые вопросыВот ответы на несколько вопросов, касающихся систем зажигания:
1.
Что такое синхронизация двигателя?В каждом двигателе используются два вида синхронизации двигателя. Есть синхронизация распределительного вала (фаза газораспределения) и момент зажигания (момент зажигания).
Время кулачка управляет открытием и закрытием клапана. Момент зажигания регулируется, когда зажигается свеча зажигания. Эти различные действия должны быть синхронизированы, чтобы заставить двигатель работать.
2. Что такое начальное время?
Начальная синхронизация — это величина опережения зажигания, применяемая к двигателю на холостом ходу, и устанавливается положением привинченного распределителя.
3. Что такое статическая синхронизация?
Это способ установки угла опережения зажигания, когда вы устанавливаете угол опережения зажигания при выключенном двигателе.
Вот как:
Вы устанавливаете коленчатый вал на правильное число градусов перед ВМТ, затем регулируете распределитель, поворачивая его до тех пор, пока точки размыкания контактов слегка не разомкнутся.
Количество требуемого общего времени определяет начальное время. Правильная настройка также будет зависеть от величины механического продвижения, которое обеспечивает ваш распределитель.
Однако этот метод измерения времени не учитывает износ между двумя частями, такими как зубья шестерен.
4. Существуют ли различные типы систем зажигания?
Да. Мы обсудим две системы зажигания:
A. Механическая Системы зажигания
В этой системе зажигания используется механический распределитель искры для своевременной подачи тока высокого напряжения к нужной свече зажигания.
При установке начального опережения или замедления опережения зажигания двигатель должен работать на холостом ходу, а распределитель должен быть отрегулирован для достижения наилучшего опережения зажигания для двигателя на холостом ходу.
B. Электронное зажигание Системы
В новых двигателях обычно используются компьютеризированные системы зажигания (электронное зажигание). Компьютер имеет временную карту, содержащую значения опережения зажигания для каждой комбинации частоты вращения двигателя и нагрузки на двигатель.
Примечание: Частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель будут определять необходимое общее опережение.
Компьютер подает сигнал катушке зажигания на включение свечи зажигания в указанное время. Большинство компьютеров от производителей оригинального оборудования (OEM) нельзя модифицировать, поэтому вы не можете изменить кривую опережения синхронизации.
5. Как механики регулируют момент зажигания?
Вашему механику понадобится индикатор времени, чтобы начать работу. Когда двигатель работает, индикатор времени освещает каждую метку времени на шкиве коленчатого вала или маховике.
Они сделают следующее:
1. Найдите установочную метку на шкиве коленчатого вала — как и в большинстве автомобилей или современных двигателей — или на маховике.
2. Определите стационарную метку, указывающую текущую базовую синхронизацию при работе двигателя.
3. Обратитесь к руководству по эксплуатации вашего автомобиля, чтобы проверить правильный зазор свечи зажигания и скорость холостого хода, чтобы правильно отрегулировать базовое опережение зажигания.
4. Запустите двигатель и включите стояночный тормоз, затем дайте ему поработать на холостом ходу около 15 минут, чтобы он прогрелся до нормальной рабочей температуры.
5. Выключите двигатель и отключите опережение, управляемое компьютером.
6. Подсоедините индикатор синхронизации. Держите провода индикатора времени подальше от вращающихся компонентов двигателя, таких как вентиляторы и ремни, чтобы избежать повреждения двигателя.
7. Если у вас есть распределитель с вакуумным опережением, убедитесь, что шланг отсоединен и заглушен.
8. Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу.
9. Посветите индикатором времени на установочные метки на шкиве коленчатого вала, и когда свет начнет мигать, они увидят неподвижную линию, указывающую на текущую отметку в градусах. Затем они соответствующим образом скорректируют временную базу.
10. Выключите двигатель и верните все на место.
Подведение итоговПроцесс установки опережения зажигания сложен; выпадение одного компонента из цикла может привести к катастрофе. Чтобы избежать неудач и убедиться, что ваш автомобиль всегда в рабочем состоянии, регулярно обслуживайте свой автомобиль у профессионалов, таких как RepairSmith.
RepairSmith — это профессиональная мобильная механическая служба , которая может приехать прямо к вам на подъезд.
Все услуги и ремонт, выполняемые нашими опытными техническими специалистами, предоставляются по предварительной цене и с гарантией на 12 000 миль/12 месяцев . Свяжитесь с нами сегодня!
Мастер по ремонту RepairSmith позволяет легко поддерживать надежность вашего автомобиля, предоставляя качественный ремонт и техническое обслуживание прямо на вашем подъезде, с легким бронированием, прозрачными ценами и проверенными техническими специалистами.