21. Преимущества и недостатки газораспределительного механизма с верхним и нижним расположением клапанов. Понятие теплового зазора, фазы газораспределения.

Основным достоинством газораспределительного механизма с установкой распределительного вала в блоке цилиндров является его дешевизна, высокая надежность, простота эксплуатации. К недостаткам можно отнести высокую инерционность ГРМ, что в свою очередь ограничивает обороты двигателя, шумность. Данный тип привода ГРМ используется на двигателях с низкой частотой вращения коленчатого вала чаще всего это дизельные двигатели, так же такой тип привода используется в бензиновых двигателях с низкими оборотами коленчатого вала например мотоблоки.

Газораспределительный механизм (ГРМ) с верхним расположением распределительного вала отличается установкой распределительного вала в головке цилиндров, принцип его работы и назначение такое же, как и газораспределительного механизма с нижним расположением распределительного вала. При расположении распределительного вала в головке цилиндров передача воздействия от распределительного вала может быть осуществлена различными способами: через толкатель на коромысло, непосредственно от распределительного вала на коромысло, от распределительного вала на толкатель клапана. Самым распространенным является вариант передачи усилия от распределительного вала непосредственно на толкатель клапана, в отечественных двигателях данная схема применяется на двигателях ВАЗ. Рассмотрим, как это работает. Кулачек распределительного вала давит на толкатель, тот давит на сам клапан, клапан, преодолевая сопротивление пружин, открывает впускное или выпускное окно. После того как кулачек распределительного вала съезжает с толкателя, клапан под воздействием пружин закрывает окно. Привод распределительного вала в данном типе двигателя может быть реализован цепной передачей или при помощи зубчатого ремня.

К достоинствам газораспределительного механизма с верхним расположением распределительного вала относится его малая инерционность, что позволяет двигателю развивать большие обороты по сравнению с предыдущей схемой расположения распределительного вала, так же к достоинствам безусловно можно отнести малую шумность ГРМ, дешевизну изготовления, малые габариты блок – картера. К недостаткам же относятся малый ресурс привода ремня ГРМ, как правило, 50 150 тыс. километров, периодическая необходимость замены ремня привода ГРМ. В случае обрыва ремня привода ГРМ клапана как правило выходят из строя, поэтому ремень ГРМ необходимо менять строго по регламенту. Цепь привода ГРМ тоже нуждается в периодической замене, её ресурс чаще всего в 2 – 3 раза выше чем ресурс ремня, цепь привода ГРМ может перескочить на один и более зубьев, если не будет достаточного натяжения. Цепной привод ГРМ имеет еще один недостаток по сравнению с ременным – дороговизна. Так же к недостаткам можно отнести сложность настройки тепловых зазоров клапанов.

Тепловой зазор- это зазор, который предусмотрен для компенсации тепловых расширений деталей (например, для полного закрытия клапанов в газораспределительном механизме двигателя)

Kачество работы двигателя — его КПД, мощность, крутящий момент и экономичность зависят от многих факторов, в том числе и от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. В обычном четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания клапаны приводятся в действие кулачками распределительного вала. Профиль этих кулачков определяет момент и продолжительность открытия (то есть ширину фаз), а также величину хода клапанов.  В большинстве современных двигателей фазы меняться не могут. И работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Дело в том, что характер поведения газов (горючей смеси и выхлопа) в цилиндре, а также во впускном и выпускном трактах меняется в зависимости от режимов работы двигателя. Постоянно изменяется скорость течения, возникают различного рода колебания упругой газовой среды, которые приводят к полезным резонансным или, наоборот, паразитным застойным явлениям. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы. Фазы газораспределения в поршневых двигателях внутреннего сгорания — это моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов (окон). Фазы газораспределения обычно выражаются в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов