Газорозподільний механізм

ЛЕКЦІЯ 5 ОКА ТЕМА: МЕХАНІЗМ ГАЗОРОСПОДІЛУ ДВИГУНА

Газорозподільний механізм управляє своєчасним впуском в циліндр робочої суміші і випуском з циліндра відпрацьованих газів. У автотракторних чотиритактних двигунів застосовуються клапанні газорозподільні механізми з нижнім і верхнім розташуванням клапанів.

Верхні клапани отримали переважне поширення, тому що двигун при цьому має більш досконалу камеру згоряння, а також отримують від двигуна більшу потужність при високій економічності.
Механізм газорозподілу складається з клапанів з пружинами і направляючими втулками, штовхачів і розподільного валу. Клапани витримують дію високих температур (випускний – до 800-900 ° С) і динамічних навантажень. Тому вони повинні: зберігати механічні властивості при високих температурах; забезпечувати гарне ущільнення гнізда; протистояти корозії і появі окалини; інтенсивно відводити тепло, щоб уникнути перегріву.
Клапан складається з голівки з ретельно обробленою фаскою і стрижня. Число клапанів на кожний циліндр буває рівним двом (впускний і випускний), трьом (впускний і два випускних) і чотирьом (по два впускних та випускних). Впускні клапани мають більший діаметр. Пропускна здатність клапана оцінюється показником час – перетин, що представляє добуток площі прохідного перерізу клапана на час, протягом якого він відкритий.
Місце посадки клапана називається сідлом. Воно влаштовується в тілі блоку або головки циліндра або робиться вставним. Вставні сідла більш поширені і виготовляються з хромо-молібденового чавуну і запресовуються в гнізда згаданих деталей.

Схеми розміщення і приводу клапанів наведено на рис.1

Рис. 1 – Схеми розміщення і приводу клапанів:

1– привод клапанів за допомогою штанги і коромисла при нижньому розташуванні розподільного вала (РВ); 2 – привод клапанів за допомогою важіля при верхньому розташуванні РВ; 3 – привод клапанів двома коромислами від одного розподільного вала; 4 – привод клапанів двома розподільними валами за допомогою циліндричного штовхача.

Деталі клапанної групи і приводу клапана наведено на рисунку 2.

Рис.2 – Деталі клапанної групи і приводу клапана:

1 – клапан; 2 – стопорне кільце направляючої втулки; 3 – напрввляюча втулка; 4 – сальник клапана; 5,6 – опорні шайби внутрішньої і зовнішньої пружин; 7,8 – внутрішня і зовнішня пружини; 9 – тарілка пружини; 10 – сухарі; 11 – важіль приводу клапана; 12 – пружина важіля; 13 – опорно-регуліровочний болт; 14 – контргайка опорно-регуліровочного болта; 15 – втулка опорно-регуліровочного болта; 16 – стопорна пластина пружини важіля.
Штовхачі передають рух від розподільного вала до клапанів і розвантажують останні від бічних зусиль, що виникають при обертанні кулачків.
Розподільний вал оснащений кулачками, число і характер розташування яких визначаються числом циліндрів і порядком роботи двигуна, а також тим, скільки клапанів має кожен циліндр. Важливе значення для роботи двигуна і надійності газорозподілу має вдалий вибір профілю кулачка. Останній повинен забезпечувати максимальну пропускну здатність клапана і безударну роботу механізму. Розподільний вал, в залежності від кількості циліндрів, спирається на два, три або п'ять опорних підшипників ковзання, для чого має відповідне число шийок. Робочі поверхні шийок і кулачків цементуються. На рис. 3 наведено розподільний вал двигуна з кришками підшипників.

Рис. 3 – Розподільний вал з кришками підшипників:

1 – розподільний вал; 2 – сальник; 3 – кришки підшипників розподільного вала; 4 – ексцентрик приводу паливного насосу; 5 – кулачок; 6 – опорні шийки.

Привід розподільного валу (рис. 4) буває шестерним, ланцюговим, ремінним з передавальним відношенням 1: 2 для чотиритактних двигунів і 1: 1 для двотактних.

Рис 4. – Деталі і схема ремінного приводу РВ

Фази газорозподілу –це моменти початку відкриття і закриття клапанів, що фіксуються кутами повороту колінчастого вала.

Фази газорозподілу вказуються в таблицях характеристик двигунів, але більш наочно вони зображуються на діаграмах газорозподілу (рис. 5).

Рис. 5 – Фази газорозподілу двигуна ЗІЛ-130
Впускний клапан у швидкохідних двигунів відкривається до приходу поршня в положення ВМТ, що на початок впуску забезпечує відкриття його на значну величину. Для двигуна ЗіЛ-130, наприклад, відкриття відбувається за 21 ° до ВМТ. Закриття впускного клапана починається після того, як поршень пройде НМТ. Для ЗІЛ-130 це відбувається з запізненням на 75 ° після НМТ. Інерція газового потоку використовується для кращого наповнення циліндра.
Випускний клапан відкривається завжди до приходу поршня у НМТ, тобто до закінчення такту розширення, щоб зменшити опір витоку газів при подальшому русі поршня вгору. Для ЗІЛ-130 УТЛ випередження відкриття становить 57 ° до НМТ. Закриття випускного клапана відбувається після приходу поршня у ВМТ (у ЗІЛ-130 на 39 °) для забезпечення кращого очищення циліндра від газів.
Перекриттям клапанів називається час, протягом якого одночасно відкриті впускний і випускний клапани.Прослушать

Для правильної установки фаз газорозподілу на шестернях набиті мітки, які повинні бути суміщені (рис.4).
При необхідності фази газорозподілу перевіряють на зібраному непрогрітому двигуні при температурі 15 ... 25 ° С і зазорах в клапанному механізмі 0,45 мм.
V-подібні чотирициліндрові двигуни мають неврівноважений момент від сил інерції першого порядку, для врівноваження якого в конструкції двигуна передбачений балансирний механізм. Вал балансирного механізму 2 розташований всередині розподільного валу. На кінцях балансирного вала на шпонках встановлені ведена шестерня 1 з противагою і противага 3.

Привід балансирного механізму здійснюється від колінчастого вала парою косозубих шестерен із передаточним відношенням 1:1. Вал балансирного механізму обертається в запресованих з торців вала втулках і кульковому підшипнику, розташованому в кришці розподільних шестерен.

Прослушать