Главная Обратная связь

Дисциплины:






Распредели тельные зубчатые колеса.



Распределительный вал приводится во
вращение зубчатыми колесами

(рис. 38, а —в), реже —цепью (рис. 38, г). Отечественные карбюраторные двигате­ли, за некоторым исключением, имеют зубчатый привод распределительного вала, состоящий, как правило, из двух зубчатых колес. Одно колесо установле­но на коленчатом валу, а другое на рас­пределительном. Оба колеса имеют косые зубья для плавного зацепления и уменьшения шума при работе. С этой же целью зубчатые колеса распредели­тельных валов двигателей автомобилей ГАЗ изготовляют из текстолита. Рас­пределительные зубчатые колеса, уста­новленные на коленчатых валах, делают из стали или легированного чугуна. Дизель


 

 


Рис. 37.

Привод клапанов двигателя автомобиля ГАЗ-3102 «Волга»:

/ — головка цилиндров; 2 — впускной клапан; 3 — коромысло основного и дополнительною клапанов; 4 — регулировочный винт дополнительного клапана; 5 — регулировочный винт; 6 — пружина дополнительного клапана; 7 — шпилька; 8 — штанга; 9 — скоба крепления корпуса дополнительного клапана;

10— маслоотражательный колпачок;

11— уплотнительные кольца; 12 - корпус дополнительного клапана; 13 — свеча зажигания: 14 — прокладка; 15 — дополнительный клапан; 16 — форкамера; 17 — основная камера сгорания


 

 


Рис. 38.

Приводы механизма газораспределения двигателей:

а — ЯМЗ-236;бавтомобилей ЗИЛ-130 и ГАЗ-53А; в — КамАЗ-740; .' - автомобиля ВАЗ-2107 «Жигули»; / — зубчатое колесо привода масляного насоса; 2 и // — промежуточные зубчатые колеса; 3 — распределительное зубчатое колесо коленчатого вала; 4. 7 и 10 — мелки; 5 — зубчатое колесо распределительного вала:


б и 9 — зубчатые колеса привода топливного насоса; 8 — зубчатое колесо привода вентилятора;

12— зубчатое колесо привода насоса гидроусилителя рулевого прикола:

13— зубчатое колесо привода компрессора;

14— ведомая ветвь цепи; 15 — башмак натяжного механизма; 16 — натяжной механизм;

17 — распределительный вал; 18 — успокой гель; 19 — ведущая ветвь цепи


КамАЗ-740 (рис. 38, в) имеет пять распределительных зубчатых колес, рас­положенных в задней части блока ци­линдров.

При вращении зубчатого колеса 3 (рис., 38, г) в движение приходит цепь, приводящая в действие распредели­тельный вал и масляный насос. При эксплуатации автомобиля цепь посте­пенно изнашивается и вытягивается. Натяжной механизм позволяет своевре­менно подтягивать цепь, а успокоитель 18 — гасить ее колебания.

В четырехтактном двигателе за рабо­чий цикл в каждом цилиндре по одному разу должны открываться и закрывать­ся впускной и выпускной клапаны, т. е. распределительный вал должен сделать один оборот, а коленчатый вал — два. Для этого зубчатое колесо распредели­тельного вала, если привод состоит из двух зубчатых колес, имеет в 2 раза больше зубьев, чем колесо коленчатого вала. При сборке двигателя необходимо по меткам соединять зубчатые колеса, установленные на коленчатом и распре­делительном валах, а при сборке дизеля также и зубчатые колеса привода то­пливного насоса. Это позволит приве­сти в соответствие вращение коленчато­го вала и перемещение поршней с открытием и закрытием клапанов, подачей топлива из форсунок в ци­линдры двигателя и не нарушать фазы газораспределения.



Распределительный вал. Он передает
движение от коленчатого вала через ку­
лачки клапанам, открывая и закрывая
их. Определенная последовательность
открытия клапанов обусловлена со­
ответствующим расположением кулач-­
ков. Распределительный вал 1 (рис. 39)
вместе с кулачками 8 штампуют из
углеродистой стали 45 (двигатели авто-­
мобилей ГАЗ-24 «Волга», ЗИЛ-130,
ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, МАЗ-5335,

КамАЗ-5320 и др.) или отливают из се­рого чугуна (двигатели автомобилей «Москвич» и «Жигули»).

В четырехцилиндровом двигателе распределительный вал имеет восемь кулачков, в шестицилиндровом — двенадцать,


 

 


 

Рис. 39.

Детали механизма газораспределения дизелей:

а - ЯМЗ-236; 6 - КамАЗ-740; / -распределительный вал; 2 — зубчатое колесо распределительного вала; 3 — ведущее зубчатое колесо привода топливного насоса; 4 — упорный фланец; 5 — передняя опорная втулка; б — задняя втулка; 7 — опорные шейки; 8 — кулачки распределительного вала; 9 — шпонка; 10 — корпус подшипника с фланцем


 

в восьмицилиндровом — шест­надцать, т. е. по два кулачка на цилиндр. Каждый кулачок управляет одним клапаном — впускным или вы­пускным.

На распределительном валу могут на­ходиться также зубчатое колесо приво­да распределителя зажигания и масля­ного насоса (двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗИЛ-130) и эксцен­трик привода топливного насоса. Экс­центрик может быть изготовлен как одно целое с распределительным валом или привернут к нему болтом (двига­тель автомобиля ГАЗ-53А). Рабочие по­верхности кулачков, опорных шеек, экс­центриков и зубчатых колес стальных распределительных валов подвергают термической обработке и шлифованию для повышения их надежности и изно­состойкости. У чугунных валов для этих же целей кулачки и опорные шейки отбеливают.

В качестве подшипников для распре­делительного вала чаще всего приме­няют запрессованные в блок цилиндров втулки, залитые антифрикционным сплавом. Диаметры опорных шеек рас­пределительного вала обычно оди­наковые (двигатели автомобилей

ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12 и ЗИЛ-130), но бы­вают и разные для облегчения сборки (автомобиль ГАЗ-24 «Волга»).

Наличие на распределительном валу колеса с косыми зубьями приводит к возникновению силы, стремящейся сдвинуть вал вдоль его оси. Распредели­тельные валы двигателей автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗИЛ-130 и МАЗ-5335 удерживаются от осевых перемещений упорным фланцем 4 (рис. 39) или 3 (рис. 40), устано­вленным с зазором между ступицей ко­леса 10 и торцом передней опорной шейки вала 4. Зазор обеспечен тем, что толщина упорного фланца меньше тол­щины распорного кольца 5 на 0,1 —0,2 мм (двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12 и ГАЗ-24 «Волга») или на 0,08 — 0,208 мм (двигатель автомобиля ЗИЛ-130). Упорный фланец стальной; рабочие поверхности его термически обработаны и фосфатированы для улуч­шения приработки. Фланец прикреплен двумя болтами 2 к передней стенке бло­ка цилиндров. Корпус 10 заднего под­шипника (см. рис. 39,5) двигателя КамАЗ-740 имеет фланец, который ис­ключает осевые смещения распредели­тельного вала. Колесо 10 (рис. 40) уста­новлено на распределительном валу 4 на шпонке 9. Смещение колеса исклю­чено установкой болта 8, ввернутого в торец распределительного вала.

Толкатели. Усилия от кулачка распре­делительного вала к клапану или штан­ге передает толкатель, изготовленный из стали или чугуна. Рабочую поверх­ность толкателей для повышения их долговечности закаливают и шлифуют. Износ будет меньше, если толкатели чу­гунные, а распределительный вал сталь­ной. Если толкатель и вал стальные, то на тарелку толкателя наплавляют отбе­ленный чугун. Тарельчатые толкатели (рис. 41, а) получили распространение в двигателях с нижним расположением клапанов. Кольцевая канавка на наруж­ной поверхности толкателя необходима для смазывания пары толкатель — от­верстие в блоке цилиндров. В толка­тель 3 ввернут регулировочный болт 4 с контргайкой 5. В двигателях с верхним

 

 


 

 

 


Рис. 40.

Упорный фланец распределительного вала: 1 — крышка блока распределительных зубчатых колес; 2 и 8 — болты; 3 — упорный фланец; 4 — распределительный вал; 5 — распорное кольцо; 6 — втулка подшипника распределительного вала; 7 —шайба; 9 —шпонка; 10 — зубчатое колесо

 

расположением клапанов (автомо­били ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ГАЗ-24 «Во-.11 а», ГАЗ-3102 «Волга», ЗИЛ-130 и др.) применяют цилиндрические толкатели (рис. 41, о) с одними или двумя отвер­стиями для слива масла. Рабочую по­верхность толкателя, соприкасающуюся с кулачком распределительного вала, обрабатывают по сфере. Поверхности толкателя и кулачка изнашиваются меньше и равномернее, если толкатель может повертываться при налегании ку­лачка. Вращение толкателя достигается в результате смещения от его оси точки касания с кулачком. Кулачок распреде­лительного вала имеет небольшую ко­нусность, если толкатель обработан по сфере. Толкатели размещают в отвер­стиях, выполненных в блоке цилиндров или в нижней стенке клапанной короб­ки.

 

Рис. 41.

Толкатели: а — гарельчатый со сферической опорной поверхностью; б — цилиндрический (поршневой); в —рычажный; / — распределительный вал; 2 - кулачок; 3 — толкатель; 4 — регулировочный болт; 5 — контргайка; б — штанга; 7— отверстие для слива масла; # — пята; 9 -~ ролик; 10 — игольчатый подшипник; 11 — ось ролика; /2 —втулка; 13 — вилка толкателя

 

 

В дизеле ЯМЗ-236 применяют под­весные рычажные толкатели 5 (рис. 41, в), свободно установленные на разрезной оси, расположенной на четырех опорах над распределительным валом. Ось // ролика 9 вращается в игольчатых подшипниках 10, устано­вленных в вилке 13 толкателя. Ролик перекатывается по кулачку распредели­тельного вала. Следовательно, трение скольжения заменено трением качения. Сверху в

толкатель запрессована сталь­ная пята 8 со сферической поверх­ностью, на которую опирается пустотелая штанга, передающая движение ко­ромыслу.

Штанги.Усилие от толкателя к ко­ромыслу передают штанги. Их изгото­вляют из алюминиевого прутка (двига­тели автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-3102 «Волга», ГАЗ-53-12, ГАЗ-53А), стального прутка с закаленными конца­ми (двигатель автомобиля ЗИЛ-130) или стальной трубки (дизели ЯМЗ-236 и КамАЗ-740 и др.). Использование штанг из алюминиевого прутка обеспе­чивает постоянство тепловых зазоров в клапанах. Блоки цилиндров и головки блоков указанных двигателей отлиты из алюминиевого сплава. Во время работы двигателя они нагреваются и имеют оди­наковые коэффициенты линейного рас­ширения, что и штанги. На концы штанг б напрессовывают стальные тер­мически обработанные наконечники для шарнирного соединения с толкателем и регулировочным винтом коромысла. Верхний конец штанги движется не пря­молинейно, а описывает дугу, радиус которой равен меньшему (короткому) плечу коромысла.

Коромысла.Усилие от штанги к кла­пану передает коромысло, которое представляет собой стальной неравно­плечий рычаг; длинное плечо располо­жено над клапаном, а короткое — над

штангой. В коротком плече есть отвер­стие, в которое ввернут регулировочный винт 7 (рис. 42, а), удерживаемый от самоотвертывания контргайкой 9. При работе двигателя штанга нажимает на короткое плечо коромысла, а его длин­ное плечо — на стержень клапана. Ко­ромысло выполняют неравноплечим для уменьшения хода толкателя и штан­ги, а также снижения сил инерции. По­верхность конца коромысла, называе­мую бойком, соприкасающуюся со стержнем клапана, и поверхность регу­лировочного винта, соприкасающуюся с наконечником штанги, термически обрабатывают и шлифуют для повыше­ния их надежности и износостойкости. В отверстие ступицы коромысла запрес­совывают бронзовую втулку (двигатели автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗИЛ-130, КамАЗ-5320 и др.) с кольцевой канавкой на внутренней по­верхности для распределения масла и подачи его к регулировочному винту. В коротком плече коромысла есть от­верстие, по которому поступает масло

к винту 7 (рис. 42,6). Винт имеет кольце­вую канавку и канал для подвода масла к наконечнику штанги.

 

 

 

Рис. 42.

Детали и схема механизма газораспределения дизелей:

а - ЯМЗ-236; 6 - КамАЗ-740; / — средняя ось толкателей; 2 — распорная втулка; 3 — крайняя ось толкателей; 4 — толкатель; 5 — промежуточная втулка; 6 —штанга; 7 — регулировочный винт; # — коромысло; 9 — контргайка; 10 — стопорное кольцо; // — упорная шайба; 12 — выпускной клапан; 13 — сухарь; 14 — втулка; 15 — тарелка пружины; /6 — болт; 17 — ось коромысла; 18 — внешняя пружина; /9 — внутренняя пружина; 20 — шайба; 21 — впускной клапан; 22 — пробка;

23— задняя втулка оси толкателей;

24— распределительный вал; 25 — направляющая толкателей; 26 — головка цилиндра; 21 — седло клапана; 28 — направляющая втулка; 29 — наплавка на толкателе; А — тепловой зазор

 

 


 

 

Клапаны. Назначение клапана — открывать и закрывать впускное или выпускное отверстия, расположенные в головке блока (двигатели с верхним расположением клапанов) или в блоке цилиндров (двигатели с нижним распо­ложением клапанов). Основными частя­ми клапана являются головка и стер­жень. Клапан должен надежно изолиро­вать цилиндр во время тактов сжатия и рабочего хода от впускного или вы­пускного трубопровода и оказывать в открытом положении возможно мень­шее сопротивление движению газов. Плавный переход от головки клапана к его стержню уменьшает сопротивле­ние клапана при обтекании его газами. Чтобы клапан плотно прилегал к седлу, на его головке делают фаску, которую шлифуют и притирают к фаске седла. Головки (или тарелки) впускного и вы­пускного клапанов могут быть как оди­накового диаметра, так и разного. Обычно головку впускного клапана де­лают большего диаметра для улучше­ния наполнения цилиндра. Например, размеры клапанов двигателя автомоби­ля ГАЗ-53А: диаметр головки впускно­го клапана 47 мм, а выпускного 36 мм. В дизеле КамАЗ-740 диаметр тарелки впускного клапана 51 мм, а выпускного 46 мм.

Клапаны работают при высокой тем­пературе и подвергаются коррозионно­му действию газов. В особо тяжелых ус­ловиях работают выпускные клапаны. Поэтому металл, применяемый для их изготовления, должен быть коррозионное и износостойким. Этим требова­ниям удовлетворяет высоколегирован­ная сталь.

Если клапан закрыт, то между кон­цом его стержня и регулировочным болтом толкателя или между концом стержня клапана 12 и бойком коромыс­ла 8 (рис. 42,6) должен быть опреде­ленный тепловой зазор А. В двигателях с нижним расположением клапанов для их нормальной работы устанавливают соответствующий тепловой зазор регу­лировочным болтом, ввернутым в тол­катель. В двигателях с верхним распо­ложением клапанов для регулировки теплового зазора служит винт, ввер­нутый в короткое плечо коромысла. Те­пловой зазор для впускных и выпускных клапанов у холодных двигателей автомо­билей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, МАЗ-5335 равен 0,25 — 0,30 мм. Если тепловые за­зоры во время работы двигателя увели­чиваются, то клапаны начинают стучать и ухудшаются наполнение цилиндров свежим зарядом смеси и их очистка от отработавших газов. При уменьшении тепловых зазоров клапаны неплотно прилегают к седлам и их фаски обго­рают. Мощность двигателя в обоих слу­чаях снижается, а также нарушаются фазы газораспределения.

Тепловые зазоры регулируют при
такте сжатая, когда поршень первого
цилиндра находится в ВМТ и оба кла-­
пана закрыты. Регулировку производят
обычно согласно порядку работы ци-­
линдров двигателя (1 — 2 — 4 — 3;
1—3 — 4 — 2 и т. д.) или по рекоменда-­
ции, указанной в заводской инструкции.

Отработавшие газы вызывают корро­зию и повышенный износ седел вы­пускных клапанов, поэтому седла де­лают вставными (см. рис. 42 и 43) из жаростойкого чугуна. 1/Если двигатель имеет механизм газораспределения с верхними клапанами и головку блока, отлитую из алюминиевого сплава, то под все клапаны в головке блока за­прессовывают седла из жаростойкого чугуна (двигатели автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗИЛ-130, КамАЗ-5320 и др.). В дизеле ЯМЗ-236 под выпускные клапаны также запрессо­ваны седла. Стержень клапана перемещается в на­правляющей втулке, обеспечивающей посадку клапана на седло без перекоса. В большинстве двигателей применены пористые порошковые втулки 12 (рис. 43), обладающие хорошими анти­фрикционными свойствами. Стержни клапанов дизеля КамАЗ-740 на длине 120 мм от торца графитизированы. Стержни впускного и выпускного клапа­нов хромируют (двигатель автомобиля ЗИЛ-130). Все эти технологические и конструктивные мероприятия повы­шают надежность клапанного механизма. На конце стержня клапана есть вы­точка для соединения с пружиной 6 (постоянно находящейся в сжатом со­стоянии) и клапаном при помощи суха­рей 8 и тарелки 7. Пружина клапана способствует его плотной посадке на седло и прижимает толкатель к кулачку распределительного вала. Пружина 6 имеет постоянный шаг. Для повыше­ния надежности двигателя автомобиля ГАЗ-24 «Волга» пружину изготовляют из высокопрочной пружинной проволо­ки и термически обрабатывают. Для предотвращения вибрации клапана при большой частоте вращения коленчатого вала шаг витков делают переменным. Конец пружины с меньшим шагом обращен вниз в сторону головки клапа­на. Иногда на клапан устанавливают не одну пружину, а две — с разным напра­влением навивки, чтобы исключить заклинивание (дизели ЯМЗ-236 и КамАЗ-740). При наличии двух пру­жин (см. рис. 42, а и б) уменьшается их длина, повышается надежность двигате­ля (при поломке одной пружины клапан будет удерживаться другой) и улучшает­ся резонансная характеристика клапан­ного механизма.

 


 


 


Рис. 43.


Выпускной клапан двигателя автомобиля

ЗИЛ-130 с механизмом вращения:

а — выпускной клапан и механизм вращения;

6 — г — соответственно начальное, рабочее и конечное положения механизма вращения;

/ — выпускной клапан; 2 — корпус механизма вращения; 3 — шарик; 4 — опорная шайба; 5 — замковое кольцо; 6 — пружина клапана; 7 — тарелка пружины; 8 — сухарь; 9 — дисковая
пружина; 10 — возвратная пружина; 11 — натриевый наполнитель; 12 — направляющая втулка; 13 — седло клапана; 14 — жаростойкая наплавка; 15 — заглушка; 16 — головка блока

 

 


 

В соединении клапана с пружинами при помощи сухарей и тарелки исполь­зуется коническая втулка (двигатели ЯМЗ-236, автомобилей КамАЗ-5320, ГАЗ-53А и др.), плотно охватывающая сухари. Тарелка опирается на торец ко­нической втулки, а во фланец тарелки упираются одна или две пружины. При таком соединении клапана с пружинами уменьшаются силы трения между ними, И клапан может повертываться во время работы двигателя. Вследствие этого значительно возрастает срок службы клапана, его седла и направляющей втулки, гак как уменьшается односто­ронний износ этих деталей. На стержень впускного клапана (например, в двига­теле автомобиля ГАЗ-24 «Волга») наде­вают колпачок из маслостойкой ре­зины для устранения возможного под­соса масла (при тактах впуска) в камеру сгорания через зазор между втулкой и стержнем. Для этих целей на верхней части направляющей втулки (дизель КамАЗ-740) устанавливают уплотнительную манжету.

Выпускной клапан / двигателя авто­мобиля ЗИЛ-130 (рис. 43) имеет жаро­стойкую наплавку 14 на фаске, несмотря на то, что он изготовлен из жаростой­кой стали. В стержне клапана просвер­лено глухое отверстие, заполненное на­половину или на две трети натриевым наполнителем и закрытое заглушкой 15. Во время работы двигателя натрий Пла­вится (температура его плавления равна 98 С) и превращается в жидкость. При возвратно-поступательном движении клапана в направляющей втулке 12 на­трий перемещается, омывает головку клапана и отводит от нее теплоту к стержню и втулке. При охлаждении клапана повышается надежность его ра­боты, а следовательно, и двигателя.





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...