Газораспределительный механизм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого»

Политехнический институт

Кафедра автомобильного транспорта

Отчет

"Газораспределительный механизм"

Выполнил:

Студент гр.5061

Белов И. А.

Принял: Бойко А.Д.

Великий Новгород 2017 год

1. Механизм газораспределения

газораспределение клапан двигатель

Служит для открытия и закрытия клапанов, обеспечивая наполнение цилиндров двигателя горючей смесью (карбюраторные двигатели) или воздухом (дизели), выпуск отработавших газов и надежную изоляцию камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода.

Типы механизмов газораспределения

В зависимости от расположения клапанов механизмы ГРМ различают: с нижним расположением клапанов (в блоке цилиндров); с верхним расположением клапанов(подвесным, в головке блока цилиндров); со смешанным расположением клапанов(впускной и выпускной - сверху и снизу соответственно).

Преимущества и недостатки верхнего расположения клапанов

Верхнее расположение распределительного вала применяют в быстроходных двигателях, так как в этом случае движение передается от кулачка через коромысло на клапан. Нет штанги и других деталей, имеющих большую инерцию.

При верхнем расположении распределительного вала привод клапанов упрощается, но усложняется передача вращения к распределительному валу от коленчатого вала.

Увеличивается высота головки цилиндров, а следовательно, и высота (при вертикальном расположении цилиндров) или ширина (при горизонтальном расположении цилиндров) двигателя.

Улучшается вентиляция отработавших газов и наполнение цилиндра рабочей смесью.

Фазы газораспределения

Опережение открытия или запаздывание закрытия клапанов, выраженное в градусах угла поворота коленчатого вала по отношению к мертвым точкам поршня, называется фазами газораспределения.

Например, в двигателе автомобиля ГАЗ-53А (рис.1) впускной клапан открывается за 24° до прихода поршня в ВМТ и закрывается после прохождения поршнем НМТ за 64°. Следовательно, такт впуска длится в течение 24° + 180° + 64° = 268°, а не 180°.

Выпускной клапан открывается за 50° до прихода поршня в НМТ и закрывается после прохождения поршнем ВМТ за 22°. Такт выпуска длится 50° + 180° + 22° = 252° вместо 180°.

Рис. 1 Диаграмма фаз газораспределения двигателя автомобиля ГАЗ-53А

Из диаграммы видно, что в момент нахождения поршня в ВМТ оба клапана приоткрыты (впускной открывается, выпускной закрывается). Следовательно, в этот момент осуществляется продувка цилиндра свежей горючей смесью. Фактически поступающая горючая смесь вытесняет отработавшие газы из цилиндра и в момент, когда она начала бы выходить в выхлопную трубу, выпускной клапан закрывается. Это способствует более полной очистке цилиндра от отработавших газов и лучшему его наполнению свежей горючей смесью, что позволяет получить большую мощность двигателя при тех же размерах цилиндров, клапанов и других деталей.
Для двигателя ГАЗ-53А перекрытие клапанов будет 24° + 22° = 46°.

Правильность установки фаз газораспределения

Правильность установки фаз газораспределения определяется по зацеплению распределительных шестерен в соответствии с имеющимися на них метками.

Перекрытие клапанов

Момент, когда оба клапана в цилиндре двигателя приоткрыты, называется перекрытием клапанов.

2. Способы привода распределительного вала

На двигателях легковых автомобилей привод распределительного вала осуществляется с помощью шестеренной(ввиду громоздкости и повышенного шума перестала применяться), цепной(Рис.2б) или ременной(Рис.2а) передачи. Данные виды привода на равных используются как в бензиновых двигателях, так и дизелях.

Цепной привод объединяет металлическую цепь, которая обегает звездочки на коленчатом и распределительном валу. Помимо этого в приводе используются натяжитель и успокоитель. Цепь состоит из звеньев, соединенных шарнирами. Одна цепь может обслуживать два распределительных вала.

Цепной привод распределительного вала достаточно надежный, компактный, может использоваться на больших межосевых расстояниях. Такой привод является дорогим в производстве ввиду того, что цепь должна быть защищена от внешнего абразива(песок), чтобы увеличить срок её службы, а так же нужно обрабатывать поверхности крышки и двигателя, для лучшей циркуляции масла и смазки цепи. Вместе с тем, износ шарниров при эксплуатации, приводит к растяжению цепи, последствия которого могут быть самые печальные для ГРМ. Поэтому цепной привод требует регулярного контроля состояния.

В ременном приводе распределительного вала используется зубчатый ремень, который охватывает соответствующие зубчатые шкивы на валах. Приводной ремень оборудуется натяжным роликом. Ременный привод компактный, почти бесшумный, дешевый в производстве, что делает его популярным у производителей. Современные зубчатые ремни имеют значительный ресурс - до 100 тыс. км пробега.

3. Детали клапанной группы

К деталям клапанной группы относятся впускные и выпускные клапаны, сёдла клапанов, направляющие втулки клапанов со стопорными кольцами и уплотнениями клапана (сальниками клапана), клапанные пружины, тарелки, шайбы и конические разрезные «сухари» (рис. 3).

Клапаны. Основными элементами клапана являются головка и стержень. Клапаны изготавливаются из прутковой стали способом её высадки. Для изготовления впускного клапана применяют хромистую или хромокремнистую сталь.

Выпускные клапаны работают в условиях высоких температур, и во избежание быстрого выгорания производятся из жаропрочных сильхромовых или хромоникельмарганцовистых сталей. При этом стержень и головка выпускных клапанов может изготавливаться из разных сталей и соединяться между собой сваркой. Стержень выпускного клапана иногда делается полый. Полость заполняется жидким металлическим натрием, который при работе клапана способствует переносу тепла от сильно нагретой головки клапана в стержень. Поверхность стержня шлифуют и иногда хромируют для повышения износоустойчивости. Рабочей поверхностью тарелки (фаской) клапан плотно прилегает к седлу, запрессованному в головку блока цилиндров.

Сёдла клапанов для алюминиевых головок блока выполняются из жаропрочного чугуна (реже стали) и устанавливаются в головку с натягом 0,09 - 0,12 мм с последующей завальцовкой материала головки на седло. Неплотная посадка клапана в седле, является основной причиной его выхода из строя (прогорания) и разгерметизации камеры сгорания.

Направляющие втулки клапанов изготавливаются из чугуна, бронзы или металлокерамики и запрессовываются в головку цилиндров блока (или в блок цилиндров, при нижнем размещении клапанов) с натягом 0,04 - 0,08 мм. Через направляющую втулку проходит стержень клапана. Втулка может иметь посадочный поясок для установки сальника клапана (маслосъёмного колпачка), уплотняющего стержень клапана и предотвращающего попадание излишек масла по стержню клапана в камеру сгорания. При этом для улучшения смазки стержня клапана, по внутренней поверхности направляющей втулки выполняют спиральную канавку («резьбу») с шагом 2 - 3 мм, в которой удерживается масло. Зазор между стержнем клапана и втулкой регламентируется изготовителем и для большинства двигателей устанавливается в пределах 0,04 - 0,08мм у впускных клапанов и 0,06 - 0,12мм у выпускных.

Пружины клапанов возвращают клапан на седло после снятия с него нагрузки от кулачка распределительного вала, удерживают клапан в закрытом положении, обеспечивая его плотную посадку в седле, и предотвращают разрыв кинематической связи между передаточными деталями и клапаном. На один клапан устанавливается одна или две пружины (внутренняя - малая, и наружная - большая). Витки большой и малой пружин имеют противоположную навивку. Пружина надевается на стержень клапана и закрепляется на его конце через опорную тарелку с помощью разрезных конических сухарей.

4. Регулировка теплового зазора

Чтобы обеспечить плотное прилегание головки клапана к седлу, необходим определенный тепловой зазор между стержнем клапана и носком (влитом) коромысла или болтом толкателя.

Тепловые зазоры в клапанах изменяются в следствии их нагрева, изнашивания и нарушения регулировок. Когда зазор в клапанах увеличен, они открываются не полностью, в результате чего ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания, также повышаются ударные нагрузки на детали клапанного механизма.

При недостаточном зазоре они плотно садятся на седла, вследствие чего происходят утечки газов, образование нагара с обгоранием рабочих поверхностей седла и клапана. Из - за неплотной посадки клапанов, при такте сжатия рабочая смесь может попадать в выпускной газопровод, а в процессе такта расширения газы имеющие высокую температуру, могут прорываться во впускной газопровод, вследствие чего в этих газопроводах возможны хлопки или вспышки, что является признаком неплотной посадки клапанов. Для плотного прилегания головки клапана к седлу тепловой зазор устанавливают между носком коромысла и торцом стержня клапана при нижнем распределительном вале. Для регулировки зазора в клапанах служит регулировочный винт с контргайкой, ввернутый в коромысло либо шайбы, которые следует заменять с учётом создания нужного зазора.

Размещено на Allbest.ru