Тема 4: Газорозподільний механізм

Газорозподільний механізм забезпечує наповнення циліндрів двигуна свіжим зарядом пальної суміші і випуск відпрацьованих газів, у відповідності з вимогами робочого процесу в кожному з циліндрів двигуна.

На двигунах сучасних легкових автомобілів застосовуються слідуючі типи газорозподільних механізмів:

- механізм з верхнім розташуванням вала і верхнім розташуванням клапанів;

- механізм з нижнім розташуванням вала і верхнім розташуванням клапанів.

Також на двигунах застосовуються різні типи приводів механізму, а саме: шестеренчатий, ланцюговий і пасовий.

На двигунах автомобілів ВАЗ застосовуються механізми з верхнім розташуванням розподільного вала і верхнім розташуванням клапанів, з ланцюговим приводом або з приводом від гумового зубчатого паса.

Мал.4.1 – Газорозподільний механізм двигуна ВАЗ-2108

1. Шків на колінчатому валу для приводу генератора;

2. Зубчатий шків на колінчатому валу для приводу розподільного вала;

3. Зубчатий ремінь приводу розподільного вала;

4. Шків насоса охолодної рідини;

5. Натяжний ролик;

6. Ексцентрикова вісь натяжного ролика;

7. Установча мітка (вусик) на задній кришці зубчатого ременя;

8. Установча мітка на шківі розподільного вала;

9. Шків розподільного вала;

10. Мітка випередження запалювання на 5' на передній кришці зубчатого ременя;

11. Мітка випередження запалювання на 00;

12. Мітка ВМТ на шківі приводу генератора;

13. Установча мітка на кришці масляного насоса;

14. Мітка ВМТ на зубчатому шківі колінчатого вала:

15. Передній корпус підшипників розподільного вала;

16. Задній корпус підшипників розподільного вала;

17. Ексцентрик на розподільному валу для приводу паливного насоса;

18. Розподільний вал:

19. Сухарі клапана;

20. Тарілка клапана;

21. Зовнішня пружина клапана;

22. Внутрішня пружина клапана;

23. Опорна шайба пружин;

24. Впускний клапан;

25. Направляючі втулки клапана;

26. Випускний клапан;

27. Стопорне кільце;

28. Масловідбивальний ковпачок;

29. Штовхач клапана;

30. Регулювальна шайба;

31. Головка циліндрів;

32. Сідло клапана;

33. Дистанційне кільце;

І. Перевірка натягу паса;

ІІ. Порядок затягування болтів кріплення головки циліндрів;

III. Порядок затягування гайок кріплення корпусів підшипників розподільного вала

Газорозподільний механізм двигуна ВАЗ-2108 (мал. 4.1) характеризується верхнім рядним розташуванням клапанів і верхнім розташуванням розподільного вала .

Розподільний вал , що керує відкриттям і закриттям клапанів, розташований у головці циліндрів і приводиться в обертання від колінчатого вала зубчатим пасом . Клапани приводяться в дію безпосередньо кулачками розподільного вала через циліндричні штовхачі без проміжних важелів. У гнізді штовхача знаходиться шайба , підбором якої регулюється зазор у клапанному механізмі.

Еластичний зубчатий пас приводить в обертання і шків водяного насоса системи охолодження. Натяжний ролик служить для натягу паса. Він обертається на ексцентричній осі , прикріпленій до головки циліндрів. Повертаючи вісь відносно шпильки кріплення, змінюють натяг паса. Натяг паса вважається нормальним, якщо в середній між шківами розподільного і колінчатого валів ремінь прогинається зусиллям пальців у 1,5-2 кгс. Завдяки точному розміщенню шпонкових пазів у ведучому і веденому шківах щодо зубів і відповідного зачеплення їх із зубчатим пасом забезпечуються необхідні фази газорозподілу.

Перевірка правильного взаємного розташування шківів приводу здійснюється в такий спосіб: колінчатий вал повертається у положення, при якому поршень першого циліндра знаходиться у ВМТ такту стиску (обидва клапани закриті, а мітка на шківі колінчатого вала сполучена з міткою на кришці масляного насоса). При цьому мітка повинна збігатися з міткою на задній кришці зубчатого паса, а мітка на маховику повинна знаходитися проти середньої поділки шкали на картері зчеплення. Якщо мітки не збігаються, то послабляють ремінь натяжним роликом, знімають зі шківа розподільного вала, коректують положення шківа, знову надягають пас на шків і злегка натягають натяжним роликом. Знову перевіряють збіг установочних міток, провернувши колінчатий вал на два оберти по годинниковій стрілці. Не допускається провертати колінчатий і розподілильний вали двигунів 2108 і 21081, якщо не встановлений ремінь приводу розподільного вала, тому що поршні у ВМТ упруться в клапани, і деталі двигуна будуть ушкоджені. Крім того, колінчатий вал допускається провертати тільки за борт кріплення шківа приводу генератора і тільки убік затягування болта (по годинниковій стрілці). Не допускається провертати колінчатий вал за шків розподільного вала або за болт його кріплення.

Розподільний вал, відлитий з чавуну, має п'ять опорних шийок, котрі обертаються в гніздах, виконаних у головці циліндрів і в корпусах підшипників розподільного вала. На валу є ексцентрик для приводу паливного насоса. Задній торець розподільного вала має паз для з'єднання з датчиком-розподільником запалювання двигуна. Від осьових переміщень розподільний вал утримується упорним буртиком вала, розташованим між торцем задньої опори вала і корпусом допоміжних агрегатів. Для підвищення зносостійкості робочі поверхні кулачків, ексцентрика і поверхня під сальник гартуються струмами високої частоти. Глибина гартованого шару не менше 0,2 мм.

Клапани (впускний і випускний ),що призначені для періодичного відкриття і закриття отворів впускних і випускних каналів, розміщені в головці циліндрів похило в ряд. Впускний клапан виготовлений із хромокремнієвої сталі. Його головка має більший діаметр длякращого наповнення циліндра. Випускний клапан виконаний зварним: стержень із хромонікельмолібденової сталі з кращою зносостійкістю на тертя і гарною теплопровідністю для відводу тепла від головки клапана до його направляючої втулки, а голівка з жаростійкої хромонікельмарганцевої сталі. Крім того, робоча фаска випускного клапана, що працює при високих температурах в агресивному середовищі відпрацьованих, має наплавлення з жаростійкого сплаву.

Направляючі втулки клапанів виготовлені з чавуну, запресовані в головку циліндрів і від можливого випадання утримуються стопорними кільцями. Отвори у втулках остаточно обробляються в зборі з головкою циліндрів, що забезпечує вузький допуск на діаметр отвору і точність його розташування по відношенню до робочих фасок сідла і клапана. В отворах направляючих втулок є спіральні канавки для змащення. У втулок впускних клапанівканавки нарізані до половини довжини отвору, а у втулок випускних клапанів - по всій довжині отвору. Зверху на направляючі втулки насаджуються ковпачки із фторкаучукової гуми з сталевим армованим кільцем, що охоплюють стержень клапана і служать для зменшення проникання масла в камеру згоряння через зазори між направляючою втулкою і стержнем клапана.

Пружини (зовнішня і внутрішня ) притискають клапан до сідла і не дозволяють йому відриватися від приводу. Пружини нижніми кінцями опираються на опорну шайбу . Верхня опорна тарілка пружин утримується на стержні клапана двома сухарями , що мають у складеному вигляді форму зрізаного конуса. Сухарі мають три внутрішніх буртики, що входять у виточки на стержні клапана. Така конструкція забезпечує як надійне з'єднання, так і поворот клапанів при роботі, завдяки чому вони зношуються рівномірніше.

Штовхачі призначені для передачі зусилля від кулачків розподільного вала до клапанів. Штовхачі виготовлені у вигляді циліндричних стаканів і знаходяться в напрямних головки циліндрів. У торцевому заглибленні штоахача розміщається регулювальна шайба визначеної товщини, що забезпечує необхідний зазор між кулачком розподільного вала і штовхачем із шайбою. Шайби зроблені зі сталі 20Х і для збільшення твердості їх поверхні піддаються нітроцементації. У запасні частини додаються регулювальні шайби товщиною від 3 до 4,5 мм з інтервалом через кожні 0,05 мм. Товщина шайби маркується на її поверхні. Шайбу необхідно встановлювати в штовхач маркуванням вниз. При роботі двигуна штовхачі увесь час провертаються навколо своїх осей, що необхідно для їхнього рівномірного зношування. Обертання штовхачів досягається за рахунок зсуву осі кулачка щодо осі штовхача на 1 мм.

Фази газорозподілу — це моменти початку відкривання та кінця закривання клапанів, виражені в градусах кута повороту колінчасто­го вала відносно мертвих точок. Фази газорозподілу добирають екс­периментально на заводі залежно від частоти обертання колінчасто­го вала при максимальній потужності двигуна та від конструкції його впускного й випускного газопроводів і зазначають у вигляді діаграм або таблиць.

Коли робочі процеси у двигунах розглядалися в першому набли­женні, вважалося, що відкриття й закриття клапанів відбуваються в мертвих точках. Однак насправді моменти відкриття й закриття кла­панів не збігаються з моментами перебування поршнів у мертвих точках. Це пояснюється тим, що час, який припадає на такти впус­кання й випускання, дуже малий (при максимальній частоті обер­тання колінчастого вала двигуна він становить тисячні частки секун­ди). Тому, якщо впускні й випускні клапани відкриватимуться й за­криватимуться точно в мертвих точках, то наповнення циліндрів пальною сумішшю й очищення їх від продуктів згоряння будуть не­достатніми. Отже, в чотиритактних двигунах впускний клапан має відкриватися до досягнення поршнем ВМТ, а закриватися після про­ходження НМТ.

Рис. 4.2 Діаграма фаз газорозподілу

Із загальної колової діаграми фаз газорозподілу (рис. 4.2) вид­но, що на такті випускання впускний клапан починає відкриватися з випередженням, тобто до підходу поршня у ВМТ. Кут α випередження відкриття впускного клапана для двигунів різ­них моделей становить 10...32°. Закривається впускний клапан із за­пізненням після проходження поршнем НМТ (під час такту стискан­ня). Кут δ запізнення закриття випускного клапана дорівнює 10...50°.

Кути випередження та запізнення, а отже, й час відкривання кла­панів мають бути тим більшими, чим вища частота обертання колін­частого вала, при якій двигун розвиває максимальну потужність. Правильність установлення газорозподілу визначається точним за­чепленням зубчастих коліс за мітками, які є на них, або за розташуванням мітки на ведучій зірочці (двигуни автомобілів ВАЗ) навпроти спеціального приливу на блоці циліндрів.

Загальна колова діаграма показує, що в певний період часу від­криті обидва клапани — впускний і випускний. Кутовий інтервал α обертання колінчастого вала, при якому обидва клапани відкриті, називається перекриттям клапанів. Воно потрібне для своєчасного та якісного очищення циліндрів від продуктів згоряння.

Контрольні запитання

1. Для чого призначений газорозподільний механізм і з яких деталей він складається?

2. Які є типи газорозподільних механізмів?

3.Як здійснюється привод розподільного вала?

Що таке фази газорозподілу?

Поиск по сайту: