Газораспределительный механизм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Типы механизмов газораспределения

1.1 Назначение ГРМ и его общее устройство

1.2 Требования, предъявляемые к ГРМ

1.3 Различные конструкции ГРМ

2. Воздушные фильтры карбюраторных двигателей

2.1 Назначение и устройство фильтров

2.2 Работа фильтров при очистке воздуха

3. Сцепление автомобиля ГАЗель

3.1 Назначение и устройство сцепления

3.2 Работа сцепления

4. Подвеска автомобиля ВАЗ-2110

4.1 Устройство подвески

4.2 Работа подвески

5. Преимущества и недостатки гидромеханической передачи

5.1 Назначение и преимущества ГМП относительно механической коробки передач

5.2 Недостатки ГМП

6. Бесконтактная система зажигания



1. Типы механизмов газораспределения

1.1 Назначение ГРМ и его общее устройство

Основное назначение газораспределительного механизма (ГРМ) заключается в своевременном открытии-закрытии впускных и выпускных клапанов за что отвечает клапанный механизм.

Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторные двигатели) или очищенного воздуха (дизели), надежной изоляции камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода и выпуска отработавших газов

Устройство газораспределительного механизма

В современных моторах газораспределительный механизм располагается в головке блока цилиндров двигателя. В его состав входят следующие основные элементы:

Рис. 1.1

Распределительный вал. Это сложная по конструкции деталь, которая изготавливается из прочной стали или чугуна с высокой точностью обработки. В зависимости от конструкции ГРМ распредвал может устанавливаться в головке блока цилиндров или в картере двигателя (такая компоновка сейчас не применяется). Это основная деталь, которая отвечает за последовательное открытие и закрытие клапанов.

На валу имеются опорные шейки и кулачки, которые и толкают стержень клапана или коромысло. Форма кулачка имеет строго определенную геометрию, поскольку от этого зависит длительность и степень открытия клапана. Также кулачки выполнены разнонаправленными, чтобы обеспечивать попеременную работу цилиндров.

Привод. Крутящий момент от коленчатого вала передается через привод на распределительный вал. Привод бывает разным в зависимости от конструктивного решения. Шестерня коленвала в два раза меньше шестерни распредвала. Таким образом, коленчатый вал вращается в два раза быстрее. В зависимости от типа привода в его состав входят:

цепь или ремень; шестерни валов; натяжитель (натяжной ролик); успокоитель и башмак.

Рис. 1.2

Впускные и выпускные клапаны. Они расположены в головке блока цилиндров и представляют собой стержни с плоской головкой на одном конце, которая называется тарелкой. Впускные и выпускные клапаны отличаются по конструкции. Впускной изготавливается цельной деталью. Также он имеет больший диаметр тарелки для обеспечения лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом. Выпускной часто изготавливают из жаропрочной стали и с полым стержнем для лучшего охлаждения, так как в работе он подвергается более высоким температурам. Внутри полости находится натриевый наполнитель, который легко плавится и отводит часть тепла от тарелки к стержню.

Впускные и выпускные клапаны с пружинами

На тарелках клапанов сделаны специальные фаски, которые обеспечивают более плотное прилегание к отверстиям в головке блока цилиндров. Это место называется седлом. Кроме самих клапанов, в механизме предусмотрены дополнительные элементы, обеспечивающие его правильную работу.

Пружины. Возвращают клапаны в исходное положение после нажатия.

Маслосъемные колпачки. Представляют собой специальные уплотнители, которые не допускают попадания масла в камеру сгорания по стержню клапана. газораспределение карбюраторный двигатель

Направляющая втулка. Устанавливается в корпус ГБЦ и обеспечивает точное движение клапана.

Сухари. С их помощью пружина крепится на стержне клапана.

Толкатели. Через толкатели передается усилие от кулачка распредвала на стержень. Изготавливаются из высокопрочной стали. Они бывают разных видов (механические (стаканы), роликовые, гидрокомпенсаторы). Тепловой зазор между механическими толкателями и кулачками распредвала регулируется вручную. Гидрокомпенсаторы или гидротолкатели автоматически поддерживают нужный тепловой зазор и не требуют регулировки.

Коромысло или рычаги. Простое коромысло представляет собой двуплечный рычаг, который совершает качательные движения. В различной компоновке коромысла могут работать по-разному.

Рис. 1.3

Системы изменения фаз газораспределения. Данные системы устанавливаются не на все двигатели.



1.2 Требования, предъявляемые к ГРМ

· * хорошее наполнение и очистка цилиндров;

· * наименьшие габаритные размеры и массы деталей;

· * достаточная жесткость деталей;

· * высокая надежность;

· * простота конструкции;

· * минимальные потери на трение;

· * стойкость к изнашиванию контактирующих поверхностей.

1.3 Различные конструкции ГРМ

Двигатели могут иметь различную компоновку газораспределительного механизма. Рассмотрим следующую классификацию.

По расположению распределительного вала

Существуют два типа положения распредвала: 1.нижнее; 2.верхнее.

При нижнем расположении распредвал находится в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Усилие от кулачков передается через толкатели на коромысла, при этом применяются специальные штанги. Они представляют собой длинные стержни и связывают толкатели внизу с коромыслами наверху. Нижнее расположение считается не самым удачным, но имеет и свои плюсы. В частности, более надежное соединение распредвала с коленвалом. Данный тип расположения на современных моторах не применяется.

При верхнем положении распредвал находится в головке блока цилиндров (ГБЦ) непосредственно над клапанами. При таком положении могут быть реализованы различные варианты воздействия на клапаны: через толкатели, коромысла или рычаги. Такая конструкция более простая, надежная и компактная. Верхнее положение распредвала получило более широкое распространение.

По количеству распределительных валов

На рядных двигателях могут быть установлены один или два распределительных вала. Моторы с одним распредвалом имеют аббревиатуру SOHC (Single Overhead Camshaft), а с двумя - DOHC (Double Overhead Camshaft). Один вал отвечает за открытие впускных, а другой за открытие выпускных клапанов. В двигателях c V-образной компоновкой используются четыре распредвала, по два на каждый ряд цилиндров.

По количеству клапанов

От количества клапанов на один цилиндр будет зависеть форма распредвала и количество кулачков на нем. Клапанов может быть два, три, четыре или пять.

Самый простой вариант с двумя клапанами: один работает на впуск, другой на выпуск. В трехклапаном двигателе два работают на впуск и один на выпуск. При четырех клапанах: два на впуск и два на выпуск. Пять клапанов: три на впуск и два на выпуск. Чем больше клапанов на впуске, тем больше объем поступающей топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Повышается мощность и динамика двигателя. Сделать больше пяти не позволят размер камеры сгорания и форма распредвала. Наиболее часто встречается схема с четырьмя клапанами на цилиндр.



2. Воздушные фильтры карбюраторных двигателей

2.1 Назначение и устройство фильтров

Воздушные фильтры очищают поступающий в карбюратор воздух от пыли, что имеет существенное значение для уменьшения износа деталей

Рис. 2.1. Инерционно-масляный воздушный фильтр: 1 -- барашковый винт; 2 -- барашковая гайка; 3 и 9 -- входной и выходной патрубки; 4 -- патрубок отбора очищенного воздуха для компрессора пневматического привода тормозов; 5 -- фильтрующий элемент;6 -- корпус;7 --направляющее кольцо;8 -- масляная ванна

Инерционно-масляный фильтр состоит из корпуса с входным и выходным патрубками и помещенного внутри корпуса фильтрующего элемента с набивкой из смоченного маслом капронового волокна или тонкой металлической проволоки. Входной патрубок и фильтрующий элемент крепят к корпусу фильтра винтом 1 и гайкой 2. Выходной патрубок 9 соединяют с воздушным патрубком карбюратора. Нижнюю часть корпуса 6 фильтра заполняют маслом до метки на корпусе.

Рис. 2.2. Воздушный фильтр с сухим фильтрующим элементом: 1 -- корпус; 2 -- сменный бумажный фильтрующий элемент; 3 -- крышка; 4 -- барашковая шпилька; 5 -- входной патрубок; 6 -- патрубок системы вентиляции картера.

2.2 Работа фильтров при очистке воздуха

Работа воздушного фильтра с сухим фильтрующем элементом .В сухом фильтре воздух очищается от пыли, проходя через фильтрующий элемент, состоящий из сетчатого металлического каркаса, в котором помещен рулон свернутой в несколько слоев специальной пористой бумаги.

Инерционно-масляный фильтр принцип работы

Воздух, поступающий в фильтр, движется вниз между корпусом и фильтрующим элементом. Дойдя до направляющего кольца 7, поток воздуха резко меняет направление и устремляется вверх. При этом воздух очищается от крупных частиц пыли, которые, продолжая по инерции двигаться вниз, оседают в масле. Проходя далее через смоченную маслом набивку фильтрующего элемента, воздух очищается от мелких частиц пыли и через выходной патрубок фильтра направляется в карбюратор.



3. Сцепление автомобиля ГАЗель

3.1 Назначение и устройство сцепления

Сцепление (рис. 3.1) автомобиля «ГАЗель» сухое, однодисковое, постоянно замкнутое, состоит из двух основных частей: ведущего диска в сборе (кожух, нажимной диск, нажимная диафрагменная пружина, соединительные пластины, опорные кольца) и ведомого диска в сборе с фрикционными накладками.

Рисунок 3.1: 1. главный цилиндр выключения сцепления; 2. картер сцепления; 3. маховик; 4. ведомый диск сцепления; 5. опорные кольца; 6. оттяжная пружина педали; 7. опорные кольца; 8. нажимной диск; 9. пружина нажимная диафрагменная; 10. подшипник выключения сцепления; 11. толкатель главного цилиндра; 12. педаль; 13. поролоновые кольца; 14. муфта выключения сцепления; 15. шаровая опора; 16. кожух; 17. вилка выключения сцепления; 18. толкатель рабочего цилиндра; 19. пластины соединительные; 20. рабочий цилиндр; 21. усилитель; 22. блок двигателя

Для передачи крутящего момента ведущим колесам транспортного средства от коленвала мотора предусмотрена трансмиссия, так как прямая передача момента от мотора колесам невыгодна. Автомобиль не сможет поехать без сцепления, а сама работа силового агрегата будет неэффективной.

Для удобной работы силовой установки крутящий момент, снятый с коленвала, предварительно должен измениться в коробке переключения передач (КПП). После этого он переходит на ведущую ось. Поскольку переключение передачи заставляет вращаться шестерни КПП, которые с силой ударяются друг о друга, то сменить передачу можно с трудом. При постоянном подключении коробки к силовому агрегату для полной остановки транспортного средства потребуется остановить и мотор.

Чтобы решить эти проблемы, в автомобиле предусмотрено сцепление, представляющее собой специальный узел трансмиссии. Он способствует временному разобщению мотора и КПП, что приводит к прерыванию крутящего момента. При нажатии педали сцепления можно переключать передачи или производить остановку машины. Сцепление позволяет автомобилю плавно трогаться с места и осуществлять разгон.

3.2 Работа сцепления

Рисунок 3.3:

Рисунок 3.2:

Управление сцеплением осуществляется посредством привода выключения сцепления (подвесная педаль, главный и рабочий цилиндры гидропривода) и механизма выключения (вилка выключения сцепления и муфта выключения с подшипником в сборе).

Располагается сцепление и механизм его выключения в колоколообразном алюминиевом картере, крепящемся к фланцу блока двигателя 10-ю болтами.

Нижняя часть торца картера сцепления закрыта фланцем усилителя, крепящегося одновременно к блоку двигателя и торцу картера сцепления для обеспечения повышенной жесткости системы блок двигателя - картер сцепления. Центрирование картера сцепления относительно оси коленвала двигателя осуществляется с помощью 2-х штифтов, запрессованных во фланец блока двигателя и входящих в отверстия на картере сцепления.

Ведущий диск (рис. 3.2 и 3.3). Кожух сцепления 1 закреплен на маховике коленчатого вала двигателя шестью центрирующими (специальными) болтами.

Усилие нажимной диафрагменной пружины 3 создает необходимую силу трения на поверхностях фрикционных накладок и обеспечивает передачу крутящего момента от маховика через нажимной диск 4, кожух и соединительные пластины 5 на ведомый диск сцепления и первичный вал коробки передач. Нажимная диафрагменная пружина 3 представляет собой тарельчатый усеченный конус, имеющий за счет прорезей в центральной и внутренней части пятнадцать лепестков, выполняющих роль рычажков выключения сцепления. Наружная неразрезанная часть внутренним диаметром зажимается между двумя опорными кольцами 2 за счет загибки 15-ти усиков, выполненных на кожухе. При их загибке нажимная пружина на специальном приспособлении должна быть зафиксирована в плоском состоянии. Опорные кольца выполняют роль шарнира, относительно которого происходит поворот неразрезанной верхней части диафрагменной пружины при нажатии на концы лепестков. Наружным диаметром диафрагменная нажимная пружина опирается на кольцевой выступ нажимного диска и отжимает нажимной диск в сторону маховика. Соединительные пластины (3 группы по 3 пластины в группе) одним концом приклепаны к выступам нажимного диска, а другим - к кожуху сцепления. С их помощью происходит передача крутящего момента от кожуха на нажимной диск и отвод нажимного диска в сторону от маховика при выключении сцепления.

Ведущий диск балансируется в сборе путем установки на фланец кожуха специальных балансировочных грузиков или высверливанием во фланце кожуха на диаметре 273 мм отверстий диаметром 9 мм. Допустимый дисбаланс - не более 15 г·см.



4. Подвеска автомобиля ВАЗ-2110

4.1 Устройство подвески

Рис. 4.1 Устройство передней подвески ВАЗ-2110: нижний рычаг; ступица; шаровая опора; телескопическая стойка с пружиной; тормозной диск; привод колеса; стабилизационная поперечная штанга (на оба колеса); рычаг подвески с растяжкой.

Особую роль здесь играет именно телескопическая стойка. Сейчас их выпускается несколько видов. Жидкостные и газовые стойки. Принцип действия стойки основан на постепенном, а не резком движении рабочего штока в корпусе. Это достигается с помощью перепускных клапанов в цилиндре на внутреннем штоке. В зависимости от среды, которую перепускают клапаны, стойки подразделяются на гидравлические (жидкостные на масле) и газовые.

Рис. 4.2. ЗАДНЯЯ ПОДВЕСКА ВАЗ-2110: 1 - ступица колеса, 2 - кронштейн крепления рычага подвески, 3 - сайлент-блок, 4 - кожух амортизатора, 5 - буфер хода сжатия, 6 - крышка кожуха, 7 - опорная шайба, 8 - подушки амортизатора, 9 - распорная втулка, 10 - амортизатор, 11 - резиновая прокладка, 12 - пружина задней подвески, 13 - соединитель рычагов, 14 - рычаг балки задней подвески, 15 - кронштейн крепления амортизатора, 16 - нижняя опорная чашка пружины, 17 - шток, 18 - верхняя опорная чашка пружины

Задняя подвеска - зависимая, с цилиндрическими пружинами 12 и гидравлическими телескопическими амортизаторами 10 двустороннего действия. Основной несущий элемент подвески - балка, состоящая из продольных рычагов 14 и соединителя 13, сваренных между собой через усилители. Сзади к рычагам подвески приварены кронштейны 15 с проушинами для крепления амортизаторов 10 и фланцы для крепления осей задних колес и щитов тормозных механизмов. Спереди рычаги 14 снабжены приварными втулками с запрессованными в них сайлент-блоками 3. Через центральную втулку сайлент-блока проходит болт, соединяющий рычаг с кронштейном 2. Для крепления кронштейна к лонжерону кузова предусмотрены три приварных болта.

Пружина 12 подвески опирается нижним концом на чашку, приваренную к резервуару амортизатора, а верхним - через резиновую прокладку 11 - на опору, приваренную изнутри к арке кузова.

Нижняя проушина амортизатора крепится болтом к кронштейну 15 рычага подвески, а его шток закреплен на верхней опоре пружины подвески через две резиновые подушки 8 (одна - снизу опоры, другая - сверху) и опорную шайбу 7 (под гайкой).

В ступице установлен двухрядный радиально-упорный шариковый подшипник, аналогичный подшипнику ступицы переднего колеса, но меньшего размера. Посадка подшипника на оси - переходная (с легкими натягом или зазором). В процессе эксплуатации подшипник не требует регулировки и пополнения смазки. Не допускается устранять возникший люфт подтяжкой гайки, подшипник следует заменить. При выпрессовке ступицы подшипник разрушается, поэтому не рекомендуется разбирать ступицу при исправном подшипнике.

4.2 Работа подвески

Подвеска осуществляет упругую связь несущей системы автомобиля с его колесами (или мостами) и при этом:

а) уменьшает динамические нагрузки, действующие на автомобиль, пассажиров и грузы;

б) передает силы и моменты, возникающие от внешних воздействий, как на колеса, так и на кузов;

в) гасит вертикальные и им сопутствующие колебания колес, вертикальные и угловые колебания кузова автомобиля.

Подвеска автомобиля включает в себя упругие элементы, направляющие устройства, гасители колебаний и стабилизаторы поперечной устойчивости.

Упругие элементы смягчают толчки, снижают вертикальные ускорения и динамические нагрузки, передаваемые на несущую систему при движении автомобиля, что улучшает плавность его хода. Направляющее устройство определяет кинематику движения колес и передает на кузов (раму) продольные и боковые реакции дороги, тяговый и тормозной реактивные моменты (если картер главной передачи и опорные элементы тормозного механизма закреплены в этом направляющем устройстве) и в ряде случаев поворачивающий и опрокидывающий моменты колеса от нормальной, продольной и боковой реакций дороги. Гаситель колебаний чаще всего представляет собой отдельное устройство - амортизатор, который гасит взаимные колебания кузова и колес автомобиля; частично эти колебания гасит трение в шарнирах подвески. Для уменьшения поперечного крена кузова автомобиля под действием боковых сил (на повороте, при поперечном уклоне дороги и боковом ветре) в подвеску часто вводится дополнительный упругий элемент - стабилизатор, существенно влияющий на характеристики управляемости автомобиля.



5. Преимущества и недостатки гидромеханической передачи

5.1 Назначение и преимущества ГМП относительно механической коробки передач

Гидромеханическая передача (ГМП) успешно применяется на автомобилях уже более полувека и дает возможность заметно облегчить управление автомобилем.

Применение гидромеханической передачи на автомобиле позволяет получить следующие преимущества:

1. Обеспечение автоматизации переключения передач и отсутствие необходимости иметь пе-даль сцепления.

2. Повышение проходимости автомобиля в условиях бездорожья за счет отсутствия разрыва потока мощности при переключении передач.

3. Повышение долговечности двигателя и агрегатов трансмиссии за счет способности гидротрансформатора снижать динамические нагрузки.

В то же время как недостаток необходимо отметить потерю мощности и повышение расхода топлива за счет более низкого КПД ГМП по сравнению с автомобилем, имеющим механическую коробку передач.

Гидромеханическая передача включает в себя три основные части:

гидротрансформатор;

механическую коробку передач;

систему управления.

Гидромеханическая коробка передач (ГМП) -- это трансмиссия высокой проходимости с автоматическим управлением. ГМП поддерживает необходимую скорость автомобиля в разных режимах движения, упрощая процесс вождения. Подобные коробки используют в легковых автомобилях, грузовиках, автобусах, в тяжёлой технике мощностью до 1000 л. с. Гидромеханическая коробка передач привлекает водителей простым управлением, плавностью переключения, низкой ценой по сравнению с вариаторами или DSG. И это ещё не все достоинства.

Высокая безопасность движения, поскольку водитель больше концентрируется на дороге.

Лёгкая и быстрая обучаемость вождения для новичков.

Защита двигателя от перегрузок, за счёт автоматического переключения скоростей и адаптации к стилю вождения.

КПД гидротрансформатора достигает 97% при включении муфты блокировки

За счёт использования реактора момент на турбинном колесе ГДТ приумножает крутящий момент двигателя. Это повышает ресурс и проходимость автомобиля.

Гидромеханическая коробка передач имеет возможность автоматизации каждого узла, что делает трансмиссию перспективной.

5.2 Недостатки ГМП

Один из них - потеря крутящего момента, вызванная тем, что в состав автоматизированной коробки входит гидротрансформатор.

Дорогой ремонт из-за сложной конструкции и количества электроники.

Высокий расход и стоимость оригинального масла .

При долгих и частых пробуксовках масло в коробке перегревается, поэтому нужно избегать движения по грязи.

Фрикционы истираются, загрязняя и перегревая трансмиссионную жидкость.

В мороз гидромеханику нужно долго прогревать, чтобы масло пришло в рабочее состояние.



6. Бесконтактная система зажигания

Бесконтактная система зажигания представляет собой более совершенную систему по сравнению с контактно-транзисторным зажиганием. Основная особенность - вместо контактного прерывателя использован бесконтактный датчик. Другими словами, конструкция прерывателя распределителя исключает наличие контактов. В результате такие системы получили название бесконтактные.

Рис. 6.1

При этом установка бесконтактного зажигания возможна даже на тех автомобилях, где изначально стоит контактная система.

Бесконтактная система повышает мощность двигателя, уменьшает расход горючего, снижает токсичность выхлопа и т.д. Это становится возможным благодаря тому, что разряд отличается более высоким напряжением (30 тысяч вольт.). В свою очередь, мощная искра позволяет смеси сгорать более эффективно и полноценно.

Если иначе, отсутствие контактов позволяет подать ток на первичную обмотку катушки зажигания через полупроводниковый коммутатор, в результате чего энергия искры больше и удается получить большее напряжение на вторичной обмотке катушки. В среднем, показатель составляет до 10 кВ;

По конструкции бесконтактная система зажигания включает в себя несколько элементов. Если рассматривается схема зажигания данного типа, она включает в себя:

· питание;

· выключатель зажигания,

· датчик импульсов;

· транзисторный коммутатор;

· катушка зажигания;

· распределитель;

· свечи зажигания;

Распределитель зажигания соединяется со свечами посредством ВВ - проводов (высоковольтные свечные провода зажигания). На деле, устройство бесконтактной системы зажигания напоминает схему контактного зажигания, однако есть и отдельные элементы (датчик импульсов, транзисторный коммутатор).

Датчик импульсов (импульсный датчик)создает электрические импульсы. Такие импульсы имеют низкое напряжение. Датчик может быть датчиком Холла, а также индуктивным или оптическим.

При этом самым распространенным в бесконтактной системе зажигания является датчик импульсов на эффекте Холла. В двух словах, датчик работает за счет появления поперечного напряжения в пластине проводника с электрическим током под действием магнитного поля.

Сам датчик Холла включает в себя постоянный магнит, полупроводниковую пластину с микросхемой, а также металлический экран с особыми прорезями. Через прорези в экране проходит магнитное поле, в полупроводниковой пластине возникает напряжение.

Так же экран не позволяет магнитному полю проникать постоянно, в результате чего нет напряжения на полупроводниковой пластине. Получается, благодаря чередованию прорезей в экране создаются импульсы низкого напряжения.

Импульсный датчик соединен с распределителем, образуя единый датчик-распределитель. Датчик напоминает прерыватель-распределитель, приводится в действие от коленвала ДВС.

Еще одним элементом является транзисторный коммутатор. Данный элемент необходим для того, чтобы прерывать ток в цепи первичной обмотки катушки зажигания.

Прерывание осуществляется благодаря сигналам импульсного датчика (за счет чередующегося отпирания, а также запирания выходного транзистора).

Принцип работы бесконтактной системы зажигания.

Прежде всего, когда вращается коленвал двигателя, происходит формирование импульсов напряжения от датчика-распределителя. Импульсы передаются на транзисторный коммутатор.

В свою очередь, коммутатор формирует импульсы тока в цепи первичной обмотки катушки зажигания. В тот момент, когда происходит прерывание тока, осуществляется индуцирование тока высокого напряжения на вторичной обмотке катушки. Далее ток высокого напряжения поступает на центральный контакт распределителя, после чего перераспределяется с учетом порядка работы цилиндров по ВВ-проводам на свечи зажигания. На свечах образуется искра зажигания, которая воспламеняет рабочую топливно-воздушную смесь в цилиндрах.

Когда обороты коленвала увеличиваются, происходит регулировка УОЗ (угол опережения зажигания) за счет центробежного регулятора опережения зажигания. Если меняется нагрузка на мотор, угол опережения зажигания меняется за счет вакуумного регулятора опережения зажигания.

Размещено на Allbest.ru

...