Типы механизмов газораспределения. Технический уход за механизмом газораспределения сводится к периодическому осмотру наружных деталей

Технический уход за механизмом газораспределения сводится к периодическому осмотру наружных деталей, проверке и установлению нормальных зазоров, обеспечению плотности прилегания клапанов к своим гнездам. Проверять наружные детали и зазоры надо при появлении стуков в клапанно-распределительном механизме, а также при разборке или снятии головок блока. Изношенные стержни клапанов, направляющие втулки и распределительные шестерни, а также ослабленные клапанные пружины заменяют новыми. Зазоры (тепловые) периодически проверяют щупом, а в случае необходимости — регулируют. При нарушении герметичности посадки клапана притирают конусную фаску головки клапана и гнезда.

В случае если двигатель оборудован гидротолкателями необходимо уделять особое внимание чистоте масла. При замене масла необходимо следить за тем, что бы на упаковке был обязательно нанесен допуск WV 500.505, который указывает на то что оно содержит специальные моющие присадки.

Когда двигатель долгое время не работал, стук клапанов не является причиной поломки. При долго не работающем двигателе масло из гидротолкателей стекает. Когда двигатель пускают, гидротолкатели сразу наполняются маслом, и стук пропадает. Если стук клапанов в области головки цилиндров продолжается на прогретом двигателе, это свидетельствует о дефектах одного или нескольких гидротолкателей. Они не подлежат ремонту, поэтому их следует заменить. Причины стука клапанов могут быть следующие: 1. Перед пуском двигателя в нем было заменено масло; 2. Двигатель не работал более суток; 3. Двигатель пускается после замены толкателей.

Если на двигателе используется зубчатый ремень привода распределительных валов необходимо контролировать его состояние, в частности, натяжение. Недопустимо попадание на его поверхность охлаждающей жидкости, масла и других химических веществ. Менять ремень необходимо в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля.

Ресурс деталей механизма газораспределения во многом определяется величиной давления в системе смазки и исправностью масляного фильтра. При понижении давления в системе смазки ниже предельной величины (при загорании аварийной ламы) эксплуатация двигателя недопустима. Замену фильтрующего элемента системы смазки целесообразно проводить в соответствии с рекомендациями зава вода изготовителя.

 

Контрольные вопросы

Какие существуют типы механизмов газораспределения?; 2. Почему нижнеклапанное газораспределение не получило распространения?; 3. К чему приводит чрезмерно малый тепловой зазор в механизме газораспределения?; 4. Преимущества цепного привода распределительного вала?; 5. Какие существуют типы толкателей?; 6. С какой целью используют переменные фазы газораспределения?; 7. Что такое натриевое охлаждение клапанов?; 8. С какой частотой вращается распределительный вал (относительно коленчатого вала)?; 9. Почему на двигателях грузовых автомобилей до сих пор иногда применяют нижний распределительный вал?

 

Глава 4. Механизм газораспределения

Для осуществления рабочего цикла необходимо, согласно чередованию тактов, подавать в цилиндры двигателя горючую смесь (бензиновые двигатели) или очищенный воздух (дизели), обеспечивать герметизацию цилиндров двигателя при процессах сжатия и расширения и выводить из цилиндра отработавшие газы.

Механизм газораспределения служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов двигателя, обеспечивая качественное наполнение цилиндра свежим зарядом, его очистку от отработавших газов и герметизацию цилиндра при сжатии и рабочем ходе.

От объема и состава свежего заряда в большой степени зависят технико-экономические показатели двигателя.

 

Типы механизмов газораспределения

Различают клапанные и золотниковые механизмы газораспределения. В четырехтактных автомобильных двигателях газообмен осуществляется с помощью клапанов, приводимых в действие от распределительного вала.

Клапанные механизмы газораспределения получили наибольшее распространение благодаря сравнительно простому устройству и надежной работе. Кроме того, клапаны обеспечивают хорошую герметизацию цилиндра при тактах сжатия и расширения.

В двухтактном двигателе газообмен может происходить под действием поршня, открывающего и закрывающего впускные, выпускные и перепускные окна, или смешанной системы газораспределения.

Клапанные механизмы газораспределения в зависимости от места установки клапана относительно цилиндров могут быть трех типов: 1) Нижнее расположение распределительного вала и клапанов; 2) Нижнее расположение распределительного вала и верхнее расположение клапанов; 3) Верхнее расположение распределительного вала и клапанов.

Нижнее расположение распределительного вала и клапанов

При нижнем расположении (рис. 4.1) клапаны размещены обычно в один ряд в блоке цилиндров и приводятся в действие через толкатели от одного общего распределительного вала. Впускные и выпускные трубопроводы крепятся к блоку и часто с одной стороны для подогрева смеси, поступающей в цилиндры двигателя, теплом отработавших газов.

Рис. 4.1.Механизм газораспределения с нижним расположением распределительного вала и клапанов:

1 —седло клапана; 2—клапан; 3—направляющая втулка; 4—пружина; 5—сухари; 6—тарелка пружины клапана; 7—регулировочный болт; 8 – Контргайка болта; 9 – Толкатель; 10 – Распределительный вал

К достоинствам данного механизма модно отнести: 1. Малое количество деталей привода клапана, их малая масса и высокая жёсткость; 2. Малая высота всего двигателя (ниже центр тяжести автомобиля, лучше обзор, улучшается аэродинамика автомобиля). К недостаткам следует отнести: 1. Ухудшение наполнения цилиндров горючей смесью вследствие большого суммарного угла поворота потока от карбюратора до цилиндра. По этой причине невозможно форсирование по частоте вращения коленчатого вала; 2. Затруднено форсирование двигателя по степени сжатия в связи с возможностью возникновения детонации, вследствие большого расстояния от электродов свечи зажигания до детонирующего объёма горючей смеси. Несмотря на простоту конструктивного исполнения и компактность привода, такие механизмы имеют ограниченное применение.

 

Нижнее расположение распределительного вала и верхнее клапанов

При верхнем расположении клапанов (рис. 4.2) камеры сгорания имеют обычно компактную форму с малыми относительными поверхностями охлаждения, благодаря чему снижаются тепловые потери и повышается экономичность работы двигателя. Кроме того, в таких камерах значительно сокращается путь пламени от свечи до наиболее удаленных объемов рабочей смеси и улучшаются условия протекания процесса сгорания, в связи с чем создаются возможности повышения степени сжатия. При верхнем расположении клапанов может быть уменьшена длина впускных каналов, что позволяет придать им более выгодные формы, в результате чего снижаются потери на впуске и выпуске, улучшаются наполнение цилиндров свежим зарядом и очистка их от отработавших газов. Это обеспечивает повышение мощности и экономичности двигателей с верхним расположением клапанов.

Рис. 4.2. Схема привода клапана при расположении распределительного вала в блоке цилиндров:

1 – сальниковое уплотнение клапана; 2 – пружина клапана; 3 – тарелка пружины; 4 – сухари; 5 – коромысло; 6 – контргайка; 7 – винт регулировки теплового зазора; 8 – наконечник штанги 9 - штанга; 10 – впускной клапан; 11 – седло впускного клапана; 12 – направляющая клапана

При верхнем расположении клапаны приводятся в действие от распределительного вала, расположенного в блоке. В этом случае передача усилия от распределительного вала на клапаны осуществляется через длинную кинематическую цепь, включающую в себя толкатель, штангу, коромысло. Такой привод клапанов характеризуется значительными инерционными нагрузками, поэтому передаточные звенья должны быть выполнены из качественных материалов.

Верхнее расположение распределительного вала и клапанов

Верхнее расположение распределительного вала применяют для форсированных по частоте вращения двигателей с передачей усилия на клапан через коромысло с криволинейным рабочим профилем — рокером. На современных двигателях клапан приводится в действие непосредственно кулачком, воздействующим на толкатель. Для механизма газораспределения с верхним расположением распределительного вала характерно упрощение привода самих клапанов, но усложнение передачи усилия от коленчатого вала к распределительному.

Рис 4.3. Механизм газораспределения с верхним расположением распределительного вала и клапанов:

а – поперечный разрез головки цилиндров; б – разрез по толкателю; 1 – клапан; 2 – толкатель; 3 – кулачок; 4 – стопорное кольцо; 5 – опорная шайба; 6 – пружинка сальника; 7,8 - внутренняя и наружная клапанные пружины; 9 – сухарь; 10 – тарелка клапана; 11 – толкатель; 12 – шайба; 13 – сальниковое уплотнение