Механизм газораспределения

Механизм газораспределения

Механизм 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).

Для того чтобы клапаны открывались и закрывались при определенном положении поршня в цилиндре, шестерни при сборке должны вводиться в зацепление по установочным меткам (рис. 2.5,а и б).

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.

3.Механизмы газораспределения. Взаимодействие деталей механизма с нижним и верхним расположением клапанов. Преимущества и недостатки. Тепловой зазор в механизме.

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм своевременного распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания.

Механизм газораспределения обеспечивает наполнение цилиндров свежей порцией горючей смеси или воздуха и очистку их от продуктов сгорания. Основными частями механизма газораспределения четырехтактных двигателей являются впускные и выпускные клапаны, клапанные рычаги и толкатели, распределительный вал и его привод.

В настоящее время в двигателях внутреннего сгорания используют следующие типы механизмов газораспределения: клапанные, золотниковые и комбинированные.

Клапанное газораспределение является наиболее распространенным благодаря простоте устройства и большой надежности в работе. Клапаны, которые перекрывают впускные отверстия в головке цилиндров, называют впускными, а перекрывающие выпускные отверстия — выпускными. Как правило, каждый рабочий цилиндр должен иметь один впускной и один выпускной клапаны. Некоторые двигатели снабжают тремя или четырьмя клапанами; в этом случае два из них управляют впуском.

В зависимости от места установки клапанов различают верхние (подвесные), нижние и комбинированные (смешанные) клапаны. Верхние клапаны размещаются в головке цилиндров, они как бы подвешены над ними, поэтому их иногда называют подвесными. При таком расположении клапанов камера сгорания имеет малый объем и небольшую поверхность охлаждения и может быть цилиндрической, конической или сферической формы, благоприятной для смесеобразования и сгорания рабочей смеси.

Привод клапанного механизма газораспределения с верхними клапанами осуществляется от распределительного вала через промежуточные детали в виде коромысел, рычагов, траверс, штанг, толкателей.

Распределительный вал может быть установлен как на головке цилиндров, так и в блоке цилиндров. В первом случае расположение распределительного вала называется верхним, во втором — нижним.

Верхние клапаны способствуют получению большой мощности при высокой быстроходности, поскольку при таком расположении уменьшается гидравлическое сопротивление на впуске и улучшается на 7-8% наполнение цилиндров.

При таком газораспределении повышается жесткость конструкции, упрощается механизм газораспределения и снижается шум работы, уменьшается число деталей механизма газораспределения и высота двигателя. Однако камеры сгорания при нижнем расположении клапанов имеют менее компактную форму и относительно большие поверхности охлаждения, через которые теряется часть теплоты, выделяющейся при сгорании топлива. Это приводит к снижению экономичности двигателя. Удовлетворительное наполнение цилиндров горючей смесью нижние клапаны обеспечивают при степенях сжатия, не превышающих 7,5 единиц.

У двигателей с комбинированным (смешанным) расположением клапанов в головке цилиндра устанавливаются впускные клапаны, а в блоке цилиндров — выпускные. Конструкция механизма газораспределения в этом случае несколько упрощается и, кроме того, используются преимущества верхних клапанов.

а)с нижним расположением клапанов. в)с верхним расположением клапанов.

б)с комбинированным расположением клапанов

  Тепловой зазор это зазор между торцом клапана и коромыслом (ЗИЛ-130), между коромыслом и кулачком (ВАЗ-2101) или между регулировочными прокладками и кулачком (ВАЗ-2110). Если на холодном двигателе нет этого зазора, то при прогреве двигателя стержень клапана удлинится

Газораспределительная система · База знаний по энергетике

Природный газ доставляется из системы передачи конечному потребителю по системе распределения. В отличие от системы передачи, которая транспортирует большие объемы природного газа под высоким давлением, система распределения проходит через города и другие области спроса на газ при гораздо более низком давлении и через трубопровод гораздо меньшего размера — обычно от двух до 24 дюймов в диаметре. Давление обычно колеблется от 60 фунтов на квадратный дюйм (ближе к линии электропередачи) до 1 фунта на квадратный дюйм, когда он достигает дома или малого бизнеса. Это давление важно, потому что приборы, используемые в вашем доме или на работе, не рассчитаны на высокое давление газа. Таким образом, как правило, чем ближе труба подходит к конечному потребителю, тем она меньше и меньше давление. Чаще всего распределительные сети работают при давлении 10 фунтов на квадратный дюйм или более, а последнее снижение давления до 1/4 фунта на квадратный дюйм происходит непосредственно перед счетчиком потребителя.

 

Упрощенный вид газораспределительной системы

В то время как большинство бытовых и небольших коммерческих клиентов принимают газ при давлении 1/4 фунта на кв. дюйм, более крупные промышленные и коммерческие клиенты могут использовать оборудование, требующее более высокого давления. Независимо от конечного давления подачи, регуляторы используются для снижения давления в системе до приемлемого уровня для различных конечных потребителей, получающих услуги от распределительной системы.

Регулятор природного газа (слева) рядом со счетчиком

Системы газораспределения присоединяются к магистральным трубопроводам на межсистемном соединении. На межсистемном соединении находятся счетчики, регуляторы давления газа, а также скрубберы и фильтры, обеспечивающие чистоту газа и отсутствие водяного пара. Если он еще не был закачан выше по течению, распределительная компания введет меркаптан в газ. Меркаптан — безвредный одорант со знакомым запахом тухлых яиц, который у всех нас ассоциируется с природным газом. Поскольку природный газ не имеет естественного запаха, этот одорант добавляется перед подачей газа в распределительную систему, чтобы его можно было обнаружить в случае утечки.

Распределительные системы состоят из труб (также называемых магистралями и трубопроводами – см. ниже), небольших компрессоров, которые используются для повышения давления, регуляторов, которые используются для снижения давления, клапанов, которые используются для регулирования расхода, счетчиков, используемых для измерения расхода на каждом местоположение клиента и система SCADA, которая обеспечивает возможность мониторинга, а иногда и удаленного управления компонентами системы распределения. В некоторых случаях распределительные системы также включают в себя локальные хранилища газа.

Во многих областях в настоящее время для строительства некоторых распределительных линий используется пластик или ПВХ. В отличие от стальной трубы, ПВХ гибок, устойчив к коррозии и требует меньших затрат на установку. Но в некоторых случаях сталь по-прежнему используется в местах с большой внешней нагрузкой или высокой вероятностью повреждения третьими лицами. Раньше для распределения использовались чугунные трубы, и в некоторых районах они все еще существуют.

Рулоны распределительных труб из ПВХ, готовые к установке

Распределительная система состоит из пяти типов трубопроводов:

• Подводящая магистраль  — Это труба, которая проходит между соединением с системой передачи и питающей сетью. Сеть питания также может использоваться для прямого подключения к крупному промышленному потребителю или электростанции. Типичное давление находится в диапазоне от 150 до 400 фунтов на квадратный дюйм.
• Питающая магистраль — Это труба, которая соединяет подающую магистраль с распределительной магистралью. Фидерная сеть подключается к питающей сети на регулирующей станции, что снижает относительно высокое давление питающей сети. Типичное давление для фидерной сети находится в диапазоне от 26 до 60 фунтов на квадратный дюйм.
• Магистраль распределительная — Это труба, извивающаяся по всей территории обслуживания, подводящая газ к местам массового потребления. Типичное давление находится в диапазоне от 1 до 25 фунтов на квадратный дюйм.
• Линия обслуживания — это гораздо меньшая линия, которая соединяет дом или предприятие с распределительной сетью, которая может проходить под вашей улицей или тротуаром. Типичное давление составляет от ¼ до 1 фунта на кв. дюйм, но может быть выше для крупных клиентов.
• Топливопровод — Последнее соединение с приборами клиента, топливопровод — это все, что находится за счетчиком LDC и ведет в дом или офис. Он принадлежит и обслуживается владельцем собственности и обычно работает при давлении ¼ фунта на квадратный дюйм или меньше.

Модель данных газораспределения Обзор

Система газораспределения состоит из подключенных элементов, которые подают природный газ от источника, такого как регулятор или городская пограничная станция, к потребителю. Основными компонентами газовой системы являются трубы (магистральные и сервисные), устройства, контролирующие и регулирующие поток в этих трубах, фитинги, соединяющие трубы, и измерительное оборудование, измеряющее расход газа в трубах.

Магистрали – это трубы, по которым газ поступает от источника, например, регулирующего органа или городской пограничной станции, к точке, примыкающей к зданию потребителя. Сервисные трубы транспортируют газ от сети к местам учета. На городской пограничной станции (также называемой городскими воротами) газотранспортная система преобразуется в распределительную. Эти функции могут иметь связанные регуляторы, регулирующие счетчики, устройства избыточного давления и одоризаторы. Регулирующие станции определяют расположение одного или нескольких регуляторов давления.

Несколько типов устройств контролируют поток газа через набор труб, а также давление, при котором подается газ. Регулятор – это механическое устройство, используемое для контролируемого снижения давления в системе газораспределения. Монитор и резервные регуляторы включены в этот тип функции. Клапан работает в трубе, пропуская поток только в одном направлении или регулируя поток с помощью плоской крышки, заглушки или другого механизма для открытия или блокировки трубы. Клапаны, обозначенные как ключевые, имеют решающее значение для моделирования и анализа. К устройствам регулирования расхода относятся любые фитинги, не являющиеся регуляторами или клапанами, которые могут управлять потоком газа и приводятся в действие машиной.

Стальные трубы, закопанные в коррозионную почву, подвергаются коррозии. Покрытия из эпоксидной смолы, полиэтилена или других материалов являются распространенными методами подавления коррозии. Катодная защита — еще один метод защиты подземных металлических конструкций, таких как стальные трубы, фитинги и арматура, от коррозии.

Металлические конструкции изнашиваются по мере того, как блуждающий электрический ток, обычно присутствующий в земле, течет из относительно анодной конструкции в относительно катодную почву. Наводя небольшой электрический ток на металлические конструкции, чтобы сделать их катодными, блуждающий ток течет от почвы к конструкции, и в результате конструкция защищается.

Защищенные части распределительной системы должны быть электрически отделены от незащищенных частей. Это часто достигается с помощью изолированных фитингов, таких как изолированные фланцы или изолированные компрессионные муфты.

Компоненты газораспределительной системы сгруппированы в три общие логические категории:

• Обзор устройств и средств

• Трубы и обзор технического обслуживания

• Обзор катодной защиты

Эти категории содержат классы объектов, которые имеют общие свойства и/или поведение. Например, устройства можно сгруппировать, поскольку они обнаруживают и/или контролируют поток газа по трубам. Некоторые устройства измеряют расход (например, счетчики), а некоторые регулируют расход газа (например, регуляторы).