Лабораторная работа №2 Исследование износов рабочих поверхностей распределительного вала и его дефектация

2.1 Цель работы

1. Исследовать характер и величину износа опорных шеек и кулачков распределительного вала.

2. По техническим условиям на контроль и сортировку деталей изучить возможные дефекты распределительного вала и установить имеющиеся дефекты на контролируемом валу.

3. Овладеть техникой дефектации распределительных валов.

4. Разработать рекомендации по восстановлению распределительного вала.

2.2 Теоретические сведения

1. Внешний осмотр одного распределительного вала с целью выявления таких дефектов, как откол по торцам вершины кулачков, забоины, глубокие риски, помятость и срыв резьбы, состояние изношенной канавки.

2. Измерение диаметров опорных шеек, определение их износа и искажения геометрических форм.

3. Измерение кулачков по высоте, профилю, и определение их износа.

4. Определение прогиба распределительного вала

Основными дефектами распределительных валов автомобильных двигателей являются: износ кулачков по высоте, изменение профиля кулачков, износ опорных шеек и прогиб вала. Все перечисленные дефекты распределительного вала вызывают стуки в клапанном механизме, уменьшение мощности двигателя, а увеличение зазоров в подшипниках, кроме того, вызывает падение давления масла в системе смазки.

Износ кулачков, шеек, а также изгиб распределительного вала вызывается нагрузками в результате резкого открытия и закрытия клапанов. Особенно сильно изнашивается сбегающая часть профиля кулачков. В результате этого зазор у клапанов не будет постоянным.

Работа газораспределительного механизма теоретически оценивается по параметру, называемому «время-сечение» и характеризуемому площадью, ограниченной изменением проходного сечения клапана по времени.

Н а рис. 2.1 приведены кривые изменения «время-сечение» при износе газораспределительного механизма. На рисунке отмечены заштрихованные зоны: нижняя характеризует уменьшение площади в результате износа сопряжения «толкатель-клапа»; верхняя - в результате износа кулачка по профилю. Уменьшение «время-сечение» клапана в результате износа указанных сопряженных деталей приводит к уменьшению степени наполнения цилиндров, очистки цилиндров от продуктов сгорания как результат этого к падению мощности двигателя.

Надлежащие зазоры в подшипниках распределительного вала восстанавливаются либо путем перешлифовки шеек под ремонтный размер, либо путем восстановления шеек до номинального размера. При износе кулачков по высоте (выше допустимого по техническим условиям) последние следует перешлифовать по всему профилю. Допустимость перешлифовки кулачка по всему профилю обосновывается тем, что если снять с кулачка одинаковый (по отношению к неизношенному кулачку) слой металла кругом, то величины подъема клапана «h» и моменты открытия и закрытия клапана не изменяются (рис. 2.1) при нормальной величине зазора клапан-коромысло. Изгиб вала устраняется правкой распределительного вала.

Кулачки распределительного вала можно измерять с целью выявления нарушения высоты кулачка или с целью сопоставления темпа износа носика кулачка () с темпом износа противоположной части кулачка (), очерченной диаметром d₁ (рис. 2.2).

Проверка изменения высоты кулачка. Изменение высоты подъема клапана связано с износом кулачка и тыльной его части. Чтобы определить износ кулачка, его измеряют в трех сечениях: а-а, б-б и в-в.

Измерения можно вести двумя методами. Наиболее простой метод заключается в том, что распределительный вал устанавливают в центрах и к кулачку подводят измерительный стержень индикатора, соединенного с универсальным штативом. В процессе поворота вала кругом замечают наибольшее и наименьшее показания по индикатору. Разность наибольшего и наименьшего показаний индикатора дает высоту кулачка h. Этот метод измерения может быть осуществлен только в том случае, если высота кулачка h будет меньше предела измерения индикатора. В противном случае прибегают к другому методу, который заключается в раздельном измерении высоты кулачка Н и диаметра d. Разность этих размеров дает высоту кулачка

h = H - d

Рис 2.2. Геометрические параметры кулачка

Наибольший износ кулачка будет на рабочей части профиля, соответствующей открытию клапана, остальная же часть профиля будет изнашиваться меньше. Если измерения Н и d провести через какие-то установленные промежутки времени, то можно найти изменение высоты подъема клапана вследствие неравномерного износа по размерам H и d.

Это изменение может быть определено по формуле

Так как в разных сечениях кулачка износ может быть различным, то в формулу подставляют такое значение Н, которое является наименьшим в трех сечениях.

Измерение износа носика кулачка. Чем больше h₁ отличается от h₂, тем больше уменьшается время открытия клапана. Это влияет на степень заполнения цилиндров рабочей смесью, а также на величину остаточных газов в цилиндре, т. е. сказывается на работе двигателя.

Измерение износа носика кулачка (), если H значительно отличается от d, может быть осуществлено только косвенно - путем использования последовательно двух приборов, применяемых раздельно для измерения H и d.

Износ носика кулачка равен

где, H₁ и d₁ - значения измеряемых величин до работы, а Н₂ и d₂ - после работы. Обычно Н и d измеряют микрометрами (в соответствии с ), но только различными по пределам измерения и по классу. Поэтому точность измерения величины h будет лежать в границах .