kshm

На рисунке 2.4 [5] показан газораспределительный механизм двигателя

с нижним расположением распределительного вала и двумя клапанами на цилиндр.

1 – распределительный вал; 2 – клапан; 3, 20 – втулки; 4 – пружина; 5 – коро- мысло; 6 – ось; 7 – винт; 8 – штанга; 9 – толкатель; 10, 11, 12 – шестерни; 13 – шей- ка; 14 – эксцентрик; 15 – кулачок; 16 – сухари; 17, 19 – шайбы; 18 – колпачок

Рисунок 2.4 – Газораспределительный механизм с нижним расположением рас-

пределительного вала

Механизм включает в себя распределительный вал 1, привод распреде- лительного вала, толкатели 9, штанги 8 толкателей, регулировочные винты 7, ось 6 коромысел, коромысла 5, клапаны 2, направляющие втулки 3 клапа- нов и пружины 4 с деталями крепления.

Распределительный вал стальной, кованый, имеет пять опорных шеек 13, кулачки 15 (впускные и выпускные), шестерню 12 привода масляного насоса и распределители зажигания, а также эксцентрик 14 привода топлив- ного насоса. Вал установлен в блоке цилиндров двигателя на запрессован- ных биметаллических втулках, изготовленных из стали и покрытых изнутри слоем свинцовистого баббита.

Привод распределительного вала осуществляется через прикрепленную к его переднему концу ведомую шестерню 10, изготовленную из текстоли- та. Она находится в зацеплении с ведущей стальной шестерней 11, установ- ленной на коленчатом валу. Обе шестерни выполнены косозубыми для

21

уменьшения шума и плавной работы. Передаточное отношение шестерен- ного привода – отношение числа зубьев ведущей шестерни к числу зубьев ведомой шестерни – равно 1:2, т.е. ведомая шестерня 10 имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня 11. Это необходимо для того, чтобы

за два оборота коленчатого вала распределительный вал совершал один оборот, обеспечивая за полный цикл двигателя открытие впускного и выпу- скного клапанов каждого цилиндра по одному разу.

Толкатели 9 служат для передачи усилия от кулачков распределитель- ного вала к штангам 8. Они изготовлены из стали, и их торцы, соприкасаю- щиеся с кулачками, выполнены сферическими и наплавлены отбеленным чугуном для уменьшения изнашивания. Внутри толкатели имеют сфериче- ские углубления для установки штанг. Толкатели перемещаются в направ- ляющих отверстиях блока цилиндров.

Штанги 8 передают усилие от толкателей к коромыслам 5. Они изго-

товлены из алюминиевого сплава и на их концы напрессованы стальные наконечники.

Коромысла 5 предназначены для передачи усилия от штанг к клапанам. Коромысла стальные, имеют неравные плечи для уменьшения высоты подъ- ема толкателей и штанг, в их короткие плечи ввернуты винты 7 для регули- ровки теплового зазора. Коромысла установлены на втулках на полой оси 6, закрепленной в головке цилиндров.

Клапаны 2 изготовлены из легированных жаропрочных сталей. Для лучшего наполнения цилиндров двигателя горючей смесью диаметр голов- ки у впускного клапана больше, чем у выпускного.

Пружины 4 изготовлены из рессорно-пружинной стали. Деталями их крепления являются шайбы 77 и 19, сухари 16 и втулки 20. Резиновые мас- лоотражательные колпачки 18, установленные на впускных клапанах, ис- ключают проникновение масла через зазоры между направляющими втул- ками и стержнями клапанов.

Газораспределительный механизм работает следующим образом. При

вращении распределительного вала его кулачки поочередно набегают на толкатели 9 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Уси- лие от толкателей через штанги 8 передается к коромыслам 5, которые, по- ворачиваясь на оси 6, воздействуют на стержни клапанов 2, преодолевают сопротивление пружин 4 и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с толкателей, которые вместе со

22

штангами и коромыслами возвращаются в исходное положение под дейст- вием пружин, закрывающих также клапаны.

Фазы газораспределения. Продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов, выраженная в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называется фазами газораспределения.

Наивысшие мощностные показатели работы двигателя могут быть дос- тигнуты при наилучшем наполнении цилиндров горючей смесью и наибо- лее полной их очистке от отработавших газов. Поэтому продолжительность фаз впуска и выпуска установлена больше 180° из-за того, что моменты от- крытия и закрытия клапанов не совпадают с положениями поршня в верх- ней и нижней мертвых точках. Так, впускной клапан открывается в конце такта выпуска до прихода поршня в ВМТ с опережением на 12° у двигате- лей заднеприводных автомобилей ВАЗ и 33° у двигателей переднепривод- ных автомобилей ВАЗ, а закрывается в начале такта сжатия после прихода поршня в НМТ с запаздыванием соответственно на 40 и 79° (рисунок 2.5 [5]). Продолжительность впуска горючей смеси в цилиндры двигателей со- ставляет соответственно 232 и 292°, что обеспечивает наилучшее их напол- нение.

Выпускной клапан открывается в конце такта рабочего хода до прихода поршня в НМТ с опережением на 42 и 47°, а закрывается в начале такта впуска после прихода поршня в ВМТ с запаздыванием соответственно на 10 и 17°. Продолжительность выпуска отработавших газов из цилиндров дви- гателей составляет соответственно 232 и 244°, что обеспечивает наиболее полную их очистку от газов.

Рисунок – 2.5 Фазы газораспределения двигателей

23

Вконце такта выпуска и в начале такта впуска происходит перекрытие клапанов, когда оба клапана (впускной и выпускной) открыты одновремен- но. Продолжительность перекрытия клапанов составляет для рассматривае- мых двигателей соответственно 22 и 50°. Перекрытие клапанов длится не- большой промежуток времени и не оказывает влияния на работу двигате- лей.

Впроцессе эксплуатации необходимо следить за правильной установ- кой фаз газораспределения. Она обеспечивается совмещением специальных меток на шкивах распределительного и коленчатого валов и соответствую- щих меток на двигателе или совмещением меток на шестернях привода.

Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении регулируемых тепловых зазоров в газораспределительном механизме. При увеличении зазоров продолжительность открытия клапанов уменьшается, а при уменьшении – увеличивается.

Основные неисправности газораспределительного механизма двигателя.

Стуки в газораспределительном механизме появляются по причине увеличенных зазоров в клапанном механизме, износе подшипников или ку- лачков распределительного вала, рычагов, а также из-за поломки пружин клапанов.

Для устранения стуков необходимо отрегулировать тепловой зазор, а изношенные детали и узлы следует заменить.

Повышенный шум цепи привода распределительного вала появляется вследствие износа шарнирных соединений звеньев цепи и ее удлинения.

Следует отрегулировать натяжение цепи, а при чрезмерном ее износе заменить на новую.

Потеря мощности двигателя и повышенная дымность выхлопных газов

происходят при нарушении теплового зазора в клапанном механизме, не- плотном закрытии клапанов, износе маслоотражательных колпачков.

Зазор следует отрегулировать, изношенные колпачки поменять, а кла- паны «притереть» к седлам.

Эксплуатация газораспределительного механизма двигателя.

Следует обратить внимание на тепловой зазор (рисунок 2.6 [5]) между рычагом и кулачком распределительного вала. Этот зазор должен быть строго определенного размера. Ведь при нагревании все детали двигателя расширяются, в том числе и детали газораспределительного механизма.

Если тепловой зазор меньше нормального, то клапан будет открываться больше, чем ему положено и не будет успевать вовремя закрываться. А это

24

нарушит рабочий цикл двигателя и, плюс ко всему, в скором времени при- дется менять «подгоревшие» клапаны.

Рисунок 2.6 – Тепловой зазор газораспределительного механизма

Если же зазор между рычагом и кулачком распределительного вала бу- дет очень большим, то клапан не сможет открываться полностью, что есте-

ственно не лучшим образом отразится на процессе заполнения цилиндров горючей смесью или выпуска отработавших газов.

При неправильной установке теплового зазора наблюдается целый «бу- кет» неприятностей. Двигатель начинает работать неустойчиво, глохнуть и преподносить прочие «сюрпризы», поэтому следует периодически контро- лировать правильность «зазора в клапанах».

Причем разговор идет о десятых долях миллиметра! Например, для двигателей ВАЗ, в зависимости от модели, тепловой зазор должен быть в пределах 0,15 - 0,35 мм.

При эксплуатации двигателя необходимо следить за натяжением цепи или зубчатого ремня привода распределительного вала и при необходимо- сти его регулировать. Владельцам ВАЗ - 2108 и 2109 с рабочим объемом двигателя 1,3 литра, следует быть особенно внимательными к состоянию ремня привода распределительного вала и вовремя его менять, не допуская обрыва изношенного ремня при движении. У этих двигателей, при выходе ремня из строя, возможна «встреча поршней с клапанами», за которой по-

следует дорогостоящий ремонт с заменой деталей газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов двигателя.

25

В настоящее время в газораспределительных механизмах двигателей (рисунок 2.7 [20]) легковых автомобилей для привода впускных и выпуск- ных клапанов находят широкое применение гидравлические толкатели.

Гидравлические толкатели автоматически обеспечивают постоянный (беззазорный) контакт кулачков распределительного вала с клапанами, ком- пенсируют износ сопрягаемых деталей (распределительного вала и клапан- ной группы) и исключают необходимость регулировки теплового зазора клапанов в эксплуатации.

Клапаны газораспределительного механизма приводятся в действие не-

посредственно кулачками распределительных валов через цилиндрические гидротолкатели (гидрокомпенсаторы зазора), которые расположены в на- правляющих отверстиях головки цилиндров по оси отверстий под клапана.

Благодаря гидротолкателям уменьшаются стуки, механизм работает бо- лее плавно и четко, устраняются неисправности двигателя, которые могли быть при нарушении зазоров (прогары клапанов, потеря мощности и т.п.). В связи с отсутствием зазора, не изменяются фазы газораспределения при из- носе деталей клапанного механизма. Кроме того, при техническом обслу- живании автомобиля не требуется регулировать зазор в клапанном меха- низме.

Гидротолкатель состоит из корпуса толкателя 1, цилиндра 2, плунжера 5 и обратного шарикового клапана 3, который поджат к отверстию в поршне пружиной. Поршень и плунжер разжимаются возвратной пружиной 4, нахо- дящейся между ними.Масло для работы гидротолкателей подводится из системы смазки по каналу Н, а затем по каналам, выполненным на нижней плоскости корпуса подшипников. По этим же каналам подводится масло и для смазки шеек распределительных валов. Кулачки валов смазываются маслом, находящимся в ваннах головки цилиндров под кулачками. В канале Н расположен обратный шариковый клапан 15, не допускающий слива мас- ла из верхних каналов после остановки двигателя.

Гидравлический толкатель работает следующим образом.

При набегании кулачка распределительного вала на толкатель усилие от кулачка передается на торец его корпуса, который перемещает поршень компенсатора, преодолевая сопротивление пружины. При этом шариковый клапан закрывается и запирает находящееся внутри компенсатора масло,

через которое и передается усилие от распределительного вала к впускному или выпускному клапану, и клапан открывается. При перемещении поршня часть масла из компенсатора через зазор между поршнем и корпусом выте- кает в корпус толкателя, и поршень немного вдвигается в корпус компен- сатора.

26

Рисунок 2.7 – Гидротолкатель:

1 – корпус; 2 – цилиндр; 3 – шариковый клапан; 4 – пружина; 5 – плунжер; 6 – распределительный вал; 7 – жиклер; 8 – разрез головки блока; 9 – кулачок; 10 – гидротолкатель; 11 – клапанная пружина; 12 – направляющая втулка; 13 – клапан; 14

– головка блока; 15 – обратный шариковый клапан; а – накопительная камера; b – поршневая камера; c – рабочая камера; H – канал подачи смазки

При сбегании кулачка распределительного вала с толкателя пружина прижимает поршень к корпусу толкателя, обеспечивая его беззазорный кон- такт с кулачком распределительного вала. При этом шариковый клапан от- крывается, впускает масло в компенсатор, а впускной или выпускной кла- пан закрывается.

Контрольные вопросы

1Каково назначение газораспределительного механизма?

2Какие типы газораспределительных механизмов могут иметь двигатели?

3Назовите детали газораспределительного механизма. Из каких материалов

они изготовлены?

4Опишите способы осуществления привода распределительного вала.

5Какие основные неисправности газораспределительного механизма?

6Как регулируются тепловые зазоры между коромыслами и стержнями кла-

панов?

7Что называется фазами газораспределения? Зачем нужно перекрытие кла-

панов?

8Для чего применяются гидравлические толкатели?

27

28

29