Система газораспределения двигателя: Зачем менять фазы газораспределения — ДРАЙВ

Зачем менять фазы газораспределения — ДРАЙВ

Качество работы двигателя — его КПД, мощность, крутящий момент и экономичность зависят от многих факторов, в том числе и от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

В обычном четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания клапаны приводятся в действие кулачками распределительного вала. Профиль этих кулачков определяет момент и продолжительность открытия (то есть ширину фаз), а также величину хода клапанов.

В большинстве современных двигателей фазы меняться не могут. И работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Дело в том, что характер поведения газов (горючей смеси и выхлопа) в цилиндре, а также во впускном и выпускном трактах меняется в зависимости от режимов работы двигателя. Постоянно изменяется скорость течения, возникают различного рода колебания упругой газовой среды, которые приводят к полезным резонансным или, наоборот, паразитным застойным явлениям.

Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.

Фазы газораспределения в поршневых двигателях внутреннего сгорания — это моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов (окон). Фазы газораспределения обычно выражаются в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов.

Так, например, для работы на холостом ходу уместны узкие фазы газораспределения с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия фаз (время, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Почему? Потому что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу.

Тюнеры часто мудрят со сдвигом фаз при помощи таких сборных звёздочек. Заменив штатный распредвал на «спортивный» с другими фазами, можно добиться существенной прибавки мощности.

При работе на максимальной мощности ситуация сильно меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов закономерно сокращается, но для обеспечения высоких крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать куда больший объём газов, нежели на холостом ходу. Как решить столь непростую задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими. При этом для лучшей продувки цилиндров фазу перекрытия обычно делают тем шире, чем выше обороты.

Хондовская VTEC (Variable Valve Timing and Electronic Control) так же, как и тойотовская VVT-I (Variable Valve Timing with intelligence), позволяет плавно изменять фазы газораспределения фазовращателем с гидравлическим управлением. Это достигается путём поворота распределительного вала впускных клапанов относительно вала выпускных клапанов в диапазоне 40—60° (по углу поворота коленчатого вала).

Так что при разработке и доводке двигателей конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на сложные компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фиксированными фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. И плюс ко всему устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным и экологичным. Вот так задачка!

Но конструкторы такие задачи уже давно щёлкают как семечки и способны при помощи сдвига и изменения ширины фаз газораспределения менять характеристики двигателя до неузнаваемости. Поднять момент? Пожалуйста. Повысить мощность? Не вопрос. Снизить расход? Не проблема. Правда, подчас получается так, что при улучшении одних показателей приходится жертвовать другими.

Doppel-VANOS (Doppel Variable Nockenwellen Steuerung) от BMW умеет двигать фазы плавно от начального до конечного значения. При помощи гидравлики система заведует как процессами впуска, так и выпуска.

А что если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя? Запросто. Благо способов для этого придумана масса. Один из них — применение фазовращателя — специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. Наиболее часто такая система устанавливается на впуске. С повышением оборотов муфта проворачивает вал по ходу вращения, что ведёт за собой более раннее открытие впускных клапанов и как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.

Механизм газораспределения 3,2-литровой «шестёрки» FSI от Audi приводится цепями со стороны маховика. У каждого распределительного вала свой фазовращатель.

Но неуёмные инженеры не остановились на этом и разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но и расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами. Например, в тойотовской системе VVTL-i после достижении определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обычного кулачка в работу начинает вступать дополнительный — с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт иной закон движения клапана, более широкие фазы и, кстати, обеспечивает больший ход. При раскрутке коленчатого вала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000—6500 об/мин у двигателя словно открывается второе дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.

Система Valvetronic позволила отказаться от дроссельной заслонки, система меняет и степень открытия клапанов и фазы. Применяется она на моторах BMW с 2001 года. Ход клапана меняется при помощи электродвигателя и сложной кинематической схемы и пределах 0,2–12 мм.

Изменять момент и продолжительность открытия — это замечательно. А что если попробовать изменять высоту подъёма? Ведь такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм (ГРМ).

Аналогичная система от немецкой компании Mahle.

Чем вредна заслонка? Она ухудшает наполнение цилиндров на низких и средних оборотах. Ведь во впускном тракте под прикрытым дросселем при работе двигателя создаётся сильное разрежение. К чему оно приводит? К большой инертности разреженной газовой среды (топливовоздушной смеси), ухудшению качества наполнения цилиндра свежим зарядом, снижению отдачи и уменьшению скорости отклика на нажатие педали газа.

Система Variable Valve Event and Lift System (VEL), разработанная Ниссаном, напоминает баварский Valvetronic. Специальный эксцентрик, который приводится от электродвигателя, смещает точку опоры коромысла, и за счёт этого изменяет ход клапана. Высота подъёма варьируется в пределах 0,5–2 мм.

Поэтому идеальным вариантом было бы открывать впускной клапан только на время, необходимое для достижения нужного наполнения цилиндра горючей смесью. Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и, соответственно, продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. По разным данным, экономия от применения системы бездроссельного управления может составлять от 8% до 15%, прирост мощности и момента в пределах 5—15 %. Но и это не последний рубеж.

Так работает «трёхступенчатый» i-VTEC (Intelligent Variable Valve Timing and Lift Electronic Control). На низкой частоте вращения топливо экономится благодаря тому, что половина впускных клапанов практически дезактивирована. При переходе на средние обороты ранее «дремавшие» клапаны включаются в работу, но их амплитуда не максимальна. На мощностных режимах впускные клапаны начинают работать от единственного центрального кулачка. Он обеспечивает максимальный подъём клапанов, кроме того, его профиль специально заточен под мощностные режимы. Управление режимами осуществляется гидравликой и электроникой.

Несмотря на то что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать ещё выше. За счёт чего? За счёт скорости открытия клапанов. Правда, механический привод здесь сдаёт позиции электромагнитному.

Осенью 2007 года Toyota запустит в производство моторы с газораспределительным механизмом Valvematic, который будет изменять не только фазы газораспределения, но и высоту подъёма впускных клапанов. Не секрет, что многие производители достаточно давно применяют подобные системы. Но Toyota в серию такую систему запускает впервые. Мощность двухлитрового атмосферника 1AZ-FE, благодаря новому газораспределительному механизму, удалось поднять со 152 до 158 сил, а момент — с 194 до 196 Нм.

В чём ещё плюс электромагнитного привода? В том, что закон (ускорение в каждый момент времени) подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия клапанов позволяется менять в очень широких пределах. Электроника согласно прописанной программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Зачем? В целях экономии, например, на холостом ходу, при движении в установившемся режиме или при торможении двигателем. Да что режимы — прямо во время работы электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный. Интересно, скоро ли появятся такие системы на конвейере?

А это схема работы механизма VVTL-i, предложенная компанией Toyota. Здесь высота подъёма и продолжительность открытия обоих впускных клапанов изменяются скачкообразно. При работе двигателя на частотах вращения коленчатого вала до 6000 об/мин высота подъёма и продолжительность открытия обоих клапанов задаются кулачком (1), который через рокер (5) воздействует на оба клапана. На оборотах выше 6000 закон движения клапанов задаётся более высоким кулачком (2). Чтобы ввести его в строй, нужно переместить сухарь (3) вправо (сухарь перемещается под давлением масла, которое в нужный момент повышается в управляющей магистрали). После того как сухарь переместился вправо, кулачок (2) через шток (4), который до этого времени свободно качался, начинает воздействовать на клапаны через рокер.

Опытный образец четырёхцилиндрового мотора с электромагнитным приводом клапанов и непосредственным впрыском был создан компанией BMW. Здесь количество воздуха, поступающего в цилиндр, регулируется продолжительностью открытия клапана, ход при этом не регулируется. Якорь подпружиненного клапана помещён между двумя мощными электромагнитами, которые призваны удерживать его только в крайних положениях. Чтобы предотвратить ударные нагрузки, каждый раз при приближении к крайнему положению клапан тормозится. Положение и скорость перемещения клапана фиксируются специальным датчиком.

Пожалуй, дальнейшее увеличение эффективности работы мотора за счёт ГРМ уже невозможно. Выжать ещё больше мощности и момента с того же объёма при меньшем расходе можно будет только с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия, других видов топлива. Но это — уже совсем другой разговор.

Газораспределительный механизм

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

Различают клапанные и золотниковые механизмы газораспределения. В четырехтактных двигателях газообмен осуществляется с помощью клапанов. В двухтактном двигателе газообмен происходит под действием поршня, открывающего и закрывающего впускные и перепускные каналы, или посредством смешанной системы газораспределения.

Клапанные механизмы газораспределения (ГРМ) разделяют:

• по месту установки клапанов  — верхнее расположение клапанов в головке блока цилиндров и нижнее — в блоке цилиндров;
• по месту установки распределителыюго вала — верхнее и нижнее;
• по виду привода распределительного вала  — зубчатый (шестеренчатый), цепной и ременный.

Механизм газораспределения включает в себя привод, распределительный вал, толкатели, штанги, коромысла и клапанный механизм.

Клапанный механизм состоит из клапанов, направляющих втулок, седел, клапанов, возвратных пружин с нижней и верхней опорными тарелками, сухарей, механизмов поворота клапана.

Распределительный вал предназначен для своевременного открытия клапанов. Также он осуществляет привод (в карбюраторных двигателях) топливного насоса, масляного насоса, прерывателя тока низкого напряжения и датчика ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала.

Распределительный вал имеет: коренные (опорные) шейки; кулачки, расположение которых на валу обусловлено числом клапанов на цилиндр и последовательностью их открытия в зависимости от порядка работы двигателя, схемы привода, фазы газораспределения; зубчатое колесо привода прерывателя-распределителя и масляного насоса; эксцентрик привода топливного насоса. На переднем конце вала имеется шейка со шпоночным пазом под зубчатое колесо и резьбой для ее крепления.
Для восприятия осевых усилий от косозубых зубчатых колес при нижнем расположении распределительного вала используются стальные упорные фланцы. С одной стороны во фланец упирается ступица зубчатого колеса привода, а с другой — торец передней опорной шейки распределительного вала. Необходимый осевой зазор при этом обеспечивается распорным кольцом, установленным между ступицей зубчатого колеса и шейкой вала. Ширина кольца на 0,1-0,2 мм больше толщины фланца.

Притирка клапанов Притирка клапанов обеспечивают лучшую герметичность. Как проводится притирка клапанов

Толкатели передают усилия от кулачков распределительного вала к штангам или непосредственно к клапанам и воспринимают возникающие при этом боковые усилия. Толкатели изготовляются в виде круглых стержней или стаканов, совершающих осевое возвратно-поступательное движение, а также в виде рычагов, совершающих качательные движения вокруг своей оси.
Толкатели изготовляются из стали с низким и средним содержанием углерода и из чугуна.
Цилиндрические толкатели выполняются пустотелыми с плоской или сферической поверхностью днища радиусом 700—1000 мм., а кулачок распределительного вала — коническим с углом при вершине конуса 6—12 градусов. При этом кулачок смещается относительно оси толкателя в сторону основания конуса на 2—3 мм, что обеспечивает проворачивание толкателя вокруг его оси, с целью предотвращения неравномерного износа его боковой направляющей поверхности при работе.
В двигателях марки «ЯМЗ»  применяют подвесные рычажные толкатели, свободно установленные на разрезной оси. На одном конце рычага выполнено гладкое отверстие пол ось качания на другом, в вилке на игольчатых подшипниках, установлен ролик, сверху вилки запрессована стальная пята со сферической поверхностью, на которую опирается штанга.

Штанга передает усилие от толкателя к коромыслу и должна обладать определенной продольной жесткостью. Штанги изготовляются трубчатыми или сплошными из стали или дюралюминия. На штанги из дюралюминиевых прутков напрессовывают стальные термообработанные наконечники. При использовании стальных трубок наконечники запрессовывают в трубках или получают путем высадки и завальцовывания торцов у трубки.
Коромысло представляет собой разноплечий рычаг таврового или двутаврового сечения, что повышает его жесткость. Оно передает усилия от штанги к клапану. Коромысла отливают из чугуна или стали метолом точного литья.
В коротком плече коромысла имеется резьбовое отверстие под регулировочный винт и канал для полвода масла к сферической поверхности штанги и винта. На другом плече коромысла имеется сферическая поверхность (боек коромысла), которая опирается на стержень клапана. В средней части выполнено гладкое отверстие под ось качения коромысла. От осевого смешения коромысло удерживается упорной шайбой и стопорным пружинным кольцом.

Система газораспределения

Для осуществления в двигателях рабочих циклов, непрерывно следующих один за другим, необходимо в определенные моменты подавать в рабочий цилиндр свежий заряд и удалять из него отработавшие газы.

Эти функции выполняют органы газораспределения. В четырехтактных двигателях газораспре­деление состоит из клапанов (впуск­ных и выпускных), клапанных рыча­гов и толкателей, распределительного вала с сидящими на нем кулачковыми шайбами, передаточных зубчатых колес и промежуточных валов. В боль­шинстве двухтактных двигателей органами газораспределения явля­ются окна в цилиндровой втулке (вы­пускные и продувочные), закрытие и открытие которых производится поршнем. Могут применяться вспо­могательные клапаны, расположен­ные по пути воздуха к каким-либо окнам, или же клапаны в крышке цилиндра, заменяющие собой выпуск­ные окна. При наличии клапана в крышке двухтактный двигатель должен быть снабжен и соответствую­щим клапанным приводом.

Общее понятие о работе клапанов было дано выше. Они работают в условиях периодической ударной нагрузки, а также высоких темпера­тур (особенно выпускные клапаны). Поэтому обычно клапаны отковыва­ются из высококачественной жаро­упорной стали (хромоникелевой, вольфрамовой, ванадиевой и др.).

На фиг. 96 представлен впускной клапан в собранном виде, вставленный в цилиндровую крышку. Он состоит из корпуса 11 с направляющей втулкой 4, штока 3 с тарел­кой 1, гнезда 13 и пружины 10. При такой конструкции клапан в соб­ранном виде вставляется в отверстие крышки 12 и крепится к ней при помощи фланца и шпилек.

Клапаны открываются внутрь рабочих цилиндров. Этим дости­гается большая плотность клапанов, прижимаемых рабочими газами. Гнезда для возможности замены в случае коробления иногда выполняют отдельно от корпуса клапана. Съемное гнездо прижи­мается корпусом к кольцевому выступу крышки цилиндра.

Особенностью указанного на фиг. 96 клапана является наличие козырька 2, назначение которого для бескомпрессорного дизеля рассматривалось выше. Козырек может быть установлен в наивыгоднейшее положение даже во время работы двигателя следующим образом: отпускается гайка 9, приподнимается рычажок 8 и шток клапана поворачивается ключом за квадрат на его конце. По дости­жении требуемого положения рычажок 8 опускается и прижимается гайкой 9; клапан более не может повернуться, так как рычажок своим хвостом 7 входит в выточку в рычаге 6, открывающем клапан при работе дизеля.

Для облегчения выемки клапанов иногда применяются отжимные винты 5, которые, будучи ввинчены во фланец со сквозным отвер­стием, упираются в верхнее днище крышки и отжимают клапанный корпус.

Выпускной клапан по своей конструкции мало чем обличается от впускного. Высокая температура отработавших газов, с которыми соприкасается выпускной клапан, вызывает коробление тарелки с плоским основанием. Поэтому нижнее основание выхлопного кла­пана выполняется утолщенным посредине с утонением к краям. В маломощных двигателях тарелка клапанов изготовляется заодно со шпинделем. В больших двигателях тарелки клапанов иногда изго­товляют отдельно от шпинделя. Тарелка может, например, навинчи­ваться на шпиндель, после чего последний расклепывается. Для устранения прогорания выпускных клапанов может быть применено водяное охлаждение корпуса, а в некоторых случаях и самих выпу­скных клапанов (фиг. 97).

Обычно в цилиндре устанавливаются два клапана — впускной и выпускной. У быстроходных двигателей устанавливаются для увеличения суммарного проходного сечения обычно по два впускных и выпускных клапана. В некоторых двигателях клапаны попеременно служат для впуска и выпуска. Это хотя и усложняет конструкцию клапанов и их привод, но облегчает условия работы клапанов вслед­ствие периодического охлаждения их засасываемым воздухом; кроме того, обдуваемое гнездо очищается от нагара.

У некоторых двухтактных двигателей требуется установка кла­пана, регулирующего подачу продувочного воздуха. Это автомати­чески действующий пластинчатый клапан (фиг. 98), состоящий из чугунного корпуса, который крепится шпильками к цилиндру в ресивере 1, чугунных или бронзовых фигурных коробок 2, стянутых двумя крышками 3 и болтами. На фиг. 98 справа показана нижняя часть клапана. Каждая коробка имеет пластинчатый диск 4. Действие клапана основано па разности давлении в цилиндре и ресивере. Когда давление в цилиндре меньше, чем в ресивере, пластинчатые диски приподымаются; когда же давление в цилиндре превзойдет давление продувочного воздуха или когда поршень закроет про­дувочные окна, диски опустятся на свои гнезда фигурных коро­бок и ресивер будет разобщен от цилиндра.

Для нормальной работы дви­гателя моменты открытия и за­крытия клапанов, окон, дей­ствия приборов зажигания или топливо подач и, иначе — фазы газораспределения, устанавливают таким образом, чтобы обеспечить наилучшую очистку цилиндра от продуктов сгорания и наиболее полное за­полнение его свежим зарядом. Взаимосвязь между фазами (мо­ментами) газораспределения обычно для наглядности изображается спирально построенной круговой диаграммой. Она представляет собой графи­ческое изображение пути оси шейки мотыля с показом тех положений радиуса мотыля, ко­торыми характеризуются фазы газораспределения. Отсчет уг­лов поворота мотыля производят от или до ближайшей мертвой точки.

На фиг. 99 дана круговая диаграмма четырехтактного ди­зеля.

а) Открытие впускного кла­пана (О. вп.) устанавливают с опережением, т. е. до прихода поршня в в.м.т. Это делается для того, чтобы к началу хода поршня вниз клапан был уже достаточно открыт и не создавал боль­шого сопротивления проходу всасываемого воздуха. На круговой диаграмме видно, что начало впуска воздуха совпадает с концом выпуска отработавших газов, при котором, как говорилось, эти газы своей инерцией создают некоторое разрежение над поршнем. Поэтому начавший открываться еще до прихода поршня в в. м. т. впускной клапан создает условие для частичного подсоса воздуха, который несколько продувает пространство над поршнем, умень­шая количество остаточных газов, а следовательно, обеспечивая луч­шее наполнение цилиндра свежим воздухом.

Опережение впуска устанавливается от 5 до 30° пово­рота мотыля до в. м. т. (угол а на диаграмме).

б) Закрытие впускного клапана (3. вп.) делается с запаздыванием, т. е. после прохода поршнем н. м. т. Нужно это для того, чтобы к концу всасывающего хода поршня кла­пан был достаточно открыт и не создавал большого сопротивления проходу воздуха в цилиндр. По­мимо этого, к концу хода всасы­вания и в начале хода сжатия дав­ление в цилиндре продолжает быть меньше атмосферного, почему за­полнение цилиндра воздухом про­должается и тогда, когда поршень начнет уже двигаться вверх. Таким образом, при запаздывании закрытия впускного клапана в цилиндр может поступать дополни­тельная порция воздуха, чему также способствует инерция воздуха во всасывающей трубе. Угол запаздывания ? впускного клапана составляет 18—50° после н. м. т.

в)  Подача форсункой распыленного топлива в цилиндр двигателя (О. Ф.) производится с опережением, т.е. до в.м.т., с учетом периода задержки воспламенения. Предварение начала впрыскивания регулируется с таким расчетом, чтобы сгорание развивалось к моменту прохода поршнем в.м.т. Слишком большое предварение впрыска может вызвать начало интенсивного сгорания ранее прихода поршня в в.м.т., что вызовет преждевременное резкое повышение давления, а чрезмерно малое предварение впрыска может вызвать слишком позднее начало сгорания, что снизит эффективность рабочего хода. Угол опережения впрыска ? топлива подбирается опытным путем и находится примерно в пределах 15—30° до в. м. т.

г) Открытие выпускного клапана (О. вып.) назначается до прихода поршня в н. м. т. Это опережение выпуска составляет ? ? = 40 ? 60° поворота мотыля до н.м.т. Делается это для того, чтобы к началу хода выпуска (с н.м.т.) давление в цилиндре успело почти урав­няться с атмосферным и открытие клапана уже было бы полным. Этим предотвращается создание слишком большого противодавления при выталкивающем ходе поршня. В конечном счете, опережение открытия выпускного клапана имеет целью уменьшить работу, затра­чиваемую па выталкивание отработавших газов из цилиндра.

д) Закрытие выпускного клапана (3. вып.) обычно делают с запаздыванием, т. е. после прохождения поршнем в. м. т. Это осуществляют для того, чтобы в конце выпуска открытие клапана было еще достаточным и не создавало большого сопротивления выпуску. Однако запаздывание закрытия является не столь важным, как опережение открытия выпускного клапана. Объясняется это тем, что к моменту прихода поршня в в. м. т. скорость его быстро замедляется, а газы в выхлопной трубе продолжают по инерции двигаться со столь большой скоростью, что в пространстве над поршнем может полу­читься даже разрежение; таким образом создаются благоприятные условия для очистки цилиндра от отработавших газов.

Угол запаздывания ? берется 0—25° после в.м.т. Закрывать выхлопной клапан ранее прихода поршня в в.м.т. нельзя, так как при этом получится сжатие остатках отработавших газов и они устре­мятся в открывающийся в это время впускной клапан.

Все фазы газораспределения не могут быть одинаковыми для всех типов двигателей. Они подбираются опытным путем и зависят главным образом от быстроходности двигателей, величины проход­ного сечения клапанов и объема рабочего цилиндра. Все углы опе­режения и запаздывания, открытия и закрытия клапанов, вообще говоря, берутся тем больше, чем быстроходнее двигатель и чем меньше сечение клапанов.

Круговая диаграмма газовых и карбюраторных двигателей (а следовательно, и фазы их газораспределения) в основном сходна с только что рассмотренной. Однако момент начала открытия впу­скного окна может здесь происходить с запаздыванием (за в.м.т.). Объясняется это тем, что при наличии опережения открытия впуск­ного клапана начало его открытия совпадает с движением поршня к в.м.т. В случае ненормального состава смеси, или если двигатель быстроходный, процесс догорания иногда продолжается и в период выпуска; пламя догорания через начавшийся открываться с опере­жением впускной клапан попадает в трубопровод горючего газа, или смесительный клапан, или в кар­бюратор и вызывает взрыв, мо­гущий произвести разрушения.

Кроме этого отличия, в круго­вой диаграмме указанных двига­телей вместо момента начала дей­ствия форсунки будет указан мо­мент зажигания смеси.

Фазы газораспределения двух­тактных двигателей могут также быть изображены на круговой диа­грамме. Они зависят от принятого типа продувки и расположения окон.

На фиг. 100 дана примерная круговая диаграмма двухтактного дизеля без наддува. Здесь начало подачи топлива осуществлено с опережением на 17° поворота мо­тыля до прихода поршня в в. м. т.. За 68° до н. м. т. поршень, дви­гаясь вниз, открывает выпускные окна, и расширившийся отработавший газ начинает выпускаться; продолжающий опускаться поршень на 52° до п. м. т. открывает впускные (продувочные) окна, и происходит продувка с заполне­нием цилиндра свежим воздухом. При движении поршня вверх впускные окна закрываются через 52° после п. м. т., выпускные — через 68° после и. м. т.

Клапаны газораспределения получают движение от привода. Основной частью приводного механизма является распределительный вал, на котором закреплены шайбы с выступами — кулаки. Работа распределительного вала основана на периоди­ческом воздействии на клапаны посредством качающихся рычагов или толкающих штанг.

На фиг. 101 дан один из вариантов взаимосвязи распределитель­ного вала с клапаном. При вращении распределительного вала 1 сидящий жестко па нем кулак 2 своим выступом 3 набегает на ролик 4 двуплечего рычага 5; вследствие этого ролик приподнимается, а другой конец рычага опускается на шток клапана и, преодолевая натяжение пружины 6, открывает клапан. При дальнейшем повороте распределительного вала ролик сходит с выступа кулака, правый конец рычага опустится, а левый поднимается, и под действием пру­жины клапан закроется. Ось рычага крепится в кронштейнах крышки цилиндра и смазывается через специальное отверстие.

Число оборотов всякого распределительного вала четырехтакт­ных двигателей должно быть вдвое меньше, чем коленчатого, так как цикл осуществляется за два оборота коленчатого вала. У двухтакт­ных двигателей, имеющих выпускные клапаны в крышках цилин­дров, число оборотов распределительного вала должно быть равно числу оборотов коленчатого вала, так как цикл соответствует одному обороту этого вала.

В дизелях распределительный вал приводит также топливные насосы, что значительно увеличивает нагрузку на вал. Для удобства монтажа распределительный вал часто изготовляют разъемным. Материалом обычно служит сталь, идущая на изготовление колен­чатого вала.

Кулачки на распределительном валу должны устанавливаться соответственно расположению клапанов. Количество их для четырехтактных двигателей должно быть равным числу клапанов: впускных, выпускных, форсуночных (у компрессорных дизелей) и числу при­водов топливных насосов (у бескомпрессорных дизелей). Кулаки
(фиг. 102, а) на распределительный вал насаживаются на шпонках, а для предотвращения осевого смещения имеют установочные болты. Кулачки отковывают из малоуглеродистой стали и после механиче­ской обработки подвергают поверхностной закалке для повышения износоустойчивости.

В крупных тихоходных двигателях кулаки изготовляют из отбеленного чугуна. Иногда (у быстроходных дви­гателей) кулаки отковываются вместе с распределительным ва­лом, составляя с ним одно целое.

Профиль выступающей части кулака зависит от необходимых фаз газораспределения, передаточного числа клапанного привода и делается по специальному расчету. Высота выступа кулака должна соответствовать величине хода клапана с учетом соотношения плеч рычага. Чаще всего выступы делаются как одно целое с цилиндри­ческой частью кулака, но иногда, например, для привода форсунки компрессорного дизеля или топливного насоса некоторых бескомпрессорных дизелей, выступы делаются съемными (фиг. 102, б).

В зависимости от расположения распределительного вала и конструкции двигателя передача движения к клапанам может осуществляться от рычагов или, при низком расположении распределитель­ного вала, от рычагов с толкателями (фиг. 103). Рычаги изготовляются из стали или чугуна и в сечении чаще всего имеют двутавровую форму.

В некоторых двигателях с клапанами, открывающимися вверх, толкателями служат штоки, являющиеся продолжением стержня клапана и опирающиеся на кулаки распределительного вала (фиг. 104).

Сам распределительный вал при­водится в движение от коленчатого вала различными способами в зави­симости от конструкции двигателя, его мощности, числа оборотов, места расположения распредели­тельного вала и пр. Чаще всего привод распределительного вала осуществляется посредством ше­стеренчатой передачи, размещен­ной в торцовой части двигателя. Высокая техника обработки зубчатых колес в последнее время позво­лила значительно повысить коэффициент полезного действия зубчатых передач. На фиг. 105 показано расположение приводных шестерен распределительного вала у четырехтактного дизеля. На коленчатом валу жестко сидит шестерня 1, соединенная с большой передаточной шестерней 3, вращающейся на оси 2, закрепленной при помощи фланца к цилиндровому блоку. К этой шестерене бол­тами 4 крепится малая передаточная ше­стерня (на фигуре ее не видно), приводящая в движение шестерню 5 распределительного вала 6 и шестерню 7; последняя соединена болтами с конической шестерней 8, служащей для передачи вращения центробежному регу­лятору. Вся эта передача закрыта общим кожухом.

Недостатком шестеренчатой передачи яв­ляется значительный шум при работе. В крупных тихоходных двигателях при вы­соком расположении распределительного вала иногда применяется бесшумная передача движения роликовыми цепями; при этом для увеличения угла охвата звездочек цепью и натяжения ее при вытяжке требуется на­тяжное устройство.

На фиг. 106 дана схема передачи от ко­ленчатого вала к распределительному с по­мощью промежуточного, часто называемого регуляторным, вала. Число его оборотов обычно равно числу оборотов коленчатого вала, что позволяет его использовать для установки регулятора.

Система газораспределения OHC

На чтение 6 мин. Просмотров 1.6k.

Главной темой данной статьи будет система газораспределения OHC. Механизм газораспределения OHC считается видом газораспределительной системы автомобильных двигателей внутреннего сгорания, которая руководит впускными и выпускными клапанами двигателя транспортного средства.

Система газораспределения руководит впускными и выпускными клапанами двигателя транспортного средства. Благодаря системе газораспределения или как ее еще называют ГРМ, обеспечивается выпускание воздушно-топливной смеси в цилиндры двигателя автомобиля, а после этого удаление из камеры сгорания отработанных газов. Механизм газораспределения OHC считается видом газораспределительной системы автомобильных двигателей внутреннего сгорания. В данной статье размещены ответы на такие довольно распространенные вопросы:

1. Что собой представляет газораспределительная система OHC?
2. Конструкция OHC;
3. Назначение газораспределительного механизма OHC;
4. Как функционирует система газораспределения?
5. Часто встречаемые неисправности механизма газораспределения OHC и методы их решения.

Основная информация о ГРМ

Сегодня в продаже есть огромное количество полезного оборудования, оснащенного двигателями внутреннего сгорания или как его еще называют ДВС, причем не только бытовых, но и профессиональных. К ним также относятся мотопомпы, мотокультиваторы, мини-электростанции, снегоочистители и газонокосилки. Причем в большей их части устанавливаются одноцилиндровые бензиновые четырехконтактные двигатели внутреннего сгорания с охлаждением воздуха. Немного меньше, но все же встречаются дизельные двигатели. Двигатель считается довольно сложным и дорогим элементом представленных устройств, поэтому в данном разделе статьи мы рассмотрим характеристики, которые немаловажны при выборе двигателя.

Почти все бензиновые двигателя оснащаются карбюраторной системой питания. В большей их части используется электрическая система зажигания, но бюджетные варианты двигателей оснащаются системой зажигания магнето. Естественно лучше всего приобретать двигателя с электронной системой зажигания, так как она гарантирует хороший запуск двигателя при различных условиях.

На одноцилиндровых двигателях в большинстве случаев используется воздушный метод охлаждения. Для более быстрого отхождения тепла в поршнях устанавливаются цилиндры, которые изготавливаются из сплавов алюминия и чугуна или же полностью выливаются из чугуна. Полностью вылитые из чугуна цилиндры считаются самым лучшим вариантом, потому как они сильно повышают моторесурс двигателя. Но использование цилиндров вылитых из алюминия и чугуна тоже возможно в случае использования двигателей в домашних условиях, то есть на коротких промежутках времени.

Профессиональное использование, то есть использование на протяжении длительного времени, предполагает исключительное использование литых чугунных цилиндров, так как без них качественное функционирование не будет гарантированно.

Также довольно существенным условием считается использование датчика уровня масла. Использование двигателя внутреннего сгорания на низком уровне масла или без масла может привести к полной поломке двигателя. Если вы будете использовать представленный датчик, то недостаток масла просто не даст завестись двигателю. К тому же во всех инструкциях по использованию рекомендуется постоянно перед началом движения проверять уровень масла, но не все автолюбители прислушиваются к этим рекомендациям.

Больше всего на стоимость и характеристики автомобильных двигателей влияет использование в нем газораспределительной системы. На сегодняшний момент представленные одноцилиндровые двигателя оснащаются тремя газораспределительными системами SV, OHC и OHV. Представленные 3 типа систем газораспределения применяются сегодня на автомобильных двигателях.

Сегодня двигатели с системой газораспределения OHC считаются самыми распространенными. OHC расшифровывается — OverHeadCamshaft, что переводится с английского языка, как верхнее расположение распределительного валика. Привод от коленчатого к распределительному валику обычно происходит при помощи цепки или зубчатого ремня.

Основные преимущества такого типа двигателей:

• Четкость функционирования;
• Большой диапазон оборотов;
• Экономия;
• Высокое качество и надежность работы;
• Низкий уровень шума;
• Большой моторесурс.

Двигатель, оснащенный системой газораспределения OHC может довольно быстро набирать обороты и также быстро их сбрасывать, поэтому представленный тип двигателя достаточно быстро приспосабливается к часто меняющимся нагрузкам, но при этом не происходит снижение мощности автомобиля. По сравнению с газораспределительной системой типа OHV данная система газораспределения намного легче и не оснащается деталями, теряющими жесткость на больших оборотах или при резкой перемене оборотов.

Часто встречаемые неисправности механизма газораспределения

Для начала давайте поговорим об устройстве газораспределительного механизма. К основным элементам газораспределительной системы относятся:

1. Распределительный валик;
2. Механизм привода распределительного валика;
3. Клапанный механизм.

Газораспределительный механизм оснащен такими основным элементами:

1. Распредвал. Распредвал дает возможность открывания и закрывания клапанов ГРМ в установленной очередности, которая согласовывается с функционированием каждого цилиндра двигателя автомобиля;
2. Толкатели. Благодаря толкателям выполняется передача усилий от кулаков распредвала к каждой штанге. Для того чтобы толкатель изнашивался равномерно они находятся в постоянном движении вокруг себя, а выполняется это благодаря выпуклой поверхности нижних головок и скошенной поверхности распределительного валика;
3. Клапаны. С помощью клапанов выполняется периодическое открывание и закрывание отверстий впускного и выпускного клапанов, которое напрямую зависит от очередности функционирования автомобильного двигателя и расположения поршня в цилиндре;
4. Коромысло. Обеспечивают передачу усилия от штанги к клапану;
5. Штанги. С их помощью обеспечивается передача усилий из толкателя к коромыслу.

Теперь рассмотрим внешние признаки поломок системы распределения газа типа OHC. Понизилась компрессия, появились хлопки впускного и выпускного трубопроводов, уменьшение мощности автомобильного двигателя и стуки металла. Все перечисленные признаки являются свидетельством того, что клапаны плохо прилегают к седлам, а это обычно происходит из-за накопления гари на седлах и клапанах.

Также данные признаки могут свидетельствовать о поломке пружин клапана, заедании стойки клапанов во втулке или же в случае отсутствия зазоров между стойкой клапана и рычагом. Еще одной причиной может быть неполное открытие клапана, а это в свою очередь происходит из-за немаленького теплового зазора или же поломки гидро-компенсаторов. Также могут износиться шестеренки распределительного или коленчатого валика, направляющие втулки клапана, оси и втулки коромысла, увеличение смещения оси распределительного валика.

Процесс замены ремня на газораспределительном механизме

В процессе снятия изношенного ремня и установления вместо него нового может легко измениться взаиморасположение коленвала и распредвала. В таком случае сменяются фазы распределения газа автомобильного двигателя, а это может привести к каким-либо нарушениям функционирования, даже доходя до полной поломки. Пометки, которые располагаются на шестеренках механизма привода, выполняют функцию визуального контролирования настроек газораспределительного механизма. Поэтому после снятия старого ремня нужно совместить пометки шестеренок коленвала и распредвала с прорезами, которые находятся в кожухе механизма привода.

Представленное действие просто необходимо для установления, так называемого условного нуля, так как именно с него начинается функционирование автомобильного двигателя. После выполнения данного действия необходимо осторожно установить дополнительный ремень, при этом старайтесь не сместить пометки на шестеренках.

Дальше нужно осмотреть и отрегулировать усилия натяжного ролика, а предназначается данный узел для удержания ремня на шестеренках механизма привода. Проверка на правильность проведения регулирования ролика проводится при помощи поворачивания ремешка. Если вам удастся провернуть ремешок на 90⁰, то механизм отрегулирован правильно. Если вам удалось провернуть ремень большой угол, то он недотянут. Если ремень проворачивается на маленький угол, то он перетянут. Обратите внимание на то, что ремень ни в коем случае нельзя брать руками в масле, так как это приведет к проскальзыванию механизма привода на шестеренках.

Принцип работы системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания (ГРМ)

Система ГРМ служит для обеспечения своевременного открытия или закрытия клапанов головки блока цилиндров.

При открытии впускного клапана в камеру сгорания двигателя поступает топливно-воздушная смесь, которая воспламеняется при сжатии поршня. При открытии выпускного клапана из камеры сгорания выходят отработанные газы.

 

Вовремя открывать необходимые клапана и предназначен весь газораспределительный механизм. В механизм ГРМ можно отнести: распредвал, клапана (впускные, выпускные), приводной ремень или цепь, натяжители, направляюшие, успокоители, шестерни и т.д.

Распределительный вал (он же распредвал) представляет собой металлический вал с кулачками разной формы, который при вращение нажимает кулачками на клапана,  тем самым открывая или закрывая их.

Распредвал приводится в действие от вращения коленчатого вала (коленвала) посредством привода. Распределительный вал вращается со скоростью в два раза меньшей, чем коленчатый вал.

 В современных двигателях используются ременные или цепные приводные механизмы. Все они обеспечивают передачу крутящего момента от коленвала к распределительному валу. Каждый из перечисленных приводов ГРМ имеют свои положительные и отрицательные качества.

Ременный привод менее долговечный, но более дешев в обслуживании и установки. В среднем срок службы оригинального ремня или качественного не оригинального ремня около 80 000 км. пробега. И как правило не возникает особых трудностей заменить “уставший” ремень на новый.

Цепной привод ГРМ гораздо долговечнее, в среднем срок службы цепи около 200 000 км. (у разных производителей данные рознятся, некоторые говорят от 300 тыс.км, а некоторые рекомендует менять уже на пробеге в 150 тыс.км). Не редки случаи, когда цепные системы газораспределения “переживают” другие детали двигателя, такие как поршня, вкладыши, гильзы. И при разборе “стукнувшего” мотора можно увидеть цепи и шестерни в отличном состоянии и при пробеге за 250 тыс. км. Но в связи с более высоким весом цепи по сравнению с ремнем, требуются дополнительные устройства натяжения (успокоительные, натяжители, балансиры, башмаки, направляющие и т.д.) и смазки. Как следствие замена цепи представляет собой достаточно дорогостоящее занятие

Как определить, что пора поменять привод ГРМ?

У ремня все просто! Желательно осматривать (при возможности) ремень  на наличие трещин в процессе эксплуатации и менять его согласно нормативным срокам замены! При замене ремня ГРМ желательно сразу поменять ролики и водяную помпу на новые.

В интернет-магазине запчастей на иномарки Arparts.ru вы найдете широкий ассортимент комплектов для замены ремней ГРМ с роликами и помпами!

С цепью все немного сложнее

Ремкомплекты цепей ГРМ представленные в интернет-магазине автозапчастей ARparts.ru

Механизм газораспределения двигателя

92RUSFIAT › Блог › Газораспределительный механизм (ГРМ) обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов. Он включает в себя элементы привода, распределительную шестер

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм (ГРМ) обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов. Он включает в себя элементы привода, распределительную шестерню, распределительный вал, детали привода клапанов, клапана с пружинами и направляющие втулки.

Устройство ГРМ

Распределительный вал служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя. Распредвалы отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Трущиеся поверхности распределительных валов для уменьшения износа подвергнуты закалке при помощи нагрева токами высокой частоты.

Распредвал может располагаться в картере двигателя либо в головке блока цилиндров. Существуют двигатели с двумя распредвалами в головке цилиндров (в многоклапанных ДВС). Один используется для управления впускными клапанами, второй – выпускными. Такая конструкция называется DOHC (Double Overhead Camshaft). Если распредвал один, то такой ГРМ именуется SOHC (Single OverHead Camshaft). Распредвал вращается на цилиндрических шлифованных опорных шейках.

Привод клапанов осуществляется расположенными на распределительном валу кулачками. Количество кулачков зависит от числа клапанов. В разных конструкциях двигателей может быть от двух до пяти клапанов на цилиндр (3 клапана – два впускных, один выпускной; 4 клапана – два впускных, два выпускных; 5 клапанов – три впускных, два выпускных). Форма кулачков определяет моменты открытия и закрытия клапанов, а также высоту их подъема.

Привод распределительного вала от коленчатого вала может осуществляться одним из трех способов: ременной передачей, цепной передачей, а при нижнем расположении распредвала — зубчатыми шестернями. Цепной привод отличается надежностью, но его устройство сложнее и цена выше. Ременной привод существенно проще, но ресурс зубчатого ремня ограничен, а в случае его разрыва могут наступить тяжелые последствия.

При обрыве ремня распредвал останавливается, а коленвал продолжает вращаться. Чем это грозит? В простых двухклапанных моторах, где, как правило, поршень конструктивно не достает до головки открытого клапана, ремонт ограничивается заменой ремня. В современных многоклапанных двигателях при обрыве ремня поршни ударяются о клапана, «зависшие» в открытом состоянии. В результате сгибаются стержни клапанов, а также могут разрушиться направляющие втулки клапанов. В редких случаях разрушается поршень.

Еще тяжелее при обрыве ремня приходится дизелям. Так как камера сгорания у них находится в поршнях, то в ВМТ у клапанов остается очень мало места. Поэтому при зависании открытого клапана разрушаются толкатели, распредвал и его подшипники, велика вероятность деформирования шатунов. А если обрыв ремня произойдет на высоких оборотах, возможно даже повреждение блока цилиндров.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленвала. За это время должны последовательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра. Поэтому распредвал должен вращаться в два раза медленнее коленвала, а, следовательно, шестерня распредвала всегда в два раза больше шестерни коленвала. Клапаны в цилиндрах должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан должен быть открыт, а при тактах сжатия, рабочего хода и выпуска – закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, для правильной установки на шестернях ГРМ делают метки.

Привод клапанов может осуществляться разными способами. При нижнем расположении распредвала, в картере двигателя, усилие от кулачков передается через толкатели, штанги и коромысла. При верхнем расположении возможны три варианта: привод коромыслами, привод рычагами и привод толкателями.

Коромысла (другие названия – роликовый рычаг или рокер) изготавливают из стали. Коромысло устанавливают на полую ось, закрепленную в стойках на головке цилиндров. Одной стороной коромысла упираются в кулачки распредвала, а другой воздействуют на торцевую часть стержня клапана. В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. От продольного перемещения коромысло удерживается при помощи цилиндрической пружины. Во время работы двигателя в связи с нагревом клапанов их стержни удлиняются, что может привести к неплотной посадке клапана в седло. Поэтому между стержнем клапана и носком коромысла должен быть определенный тепловой зазор.

Во втором варианте распредвал располагается над клапанами, и приводит их в действие посредством рычагов. Кулачки распределительного вала действуют на рычаги, которые, поворачиваясь на сферической головке регулировочного болта, другим концом нажимают на стержень клапана и открывают его. Регулировочный болт ввернут во втулку головки цилиндров и стопорится контргайкой. Существуют ГРМ, в которых между рычагом и клапаном устанавливается гидрокомпенсатор. Такие механизмы не требуют регулировки зазора.

И, наконец, при третьем варианте привода распределительный вал при вращении воздействует непосредственно на толкатель клапана. Существует три варианта исполнения толкателей – механические (жесткие), гидротолкатели (гидрокомпенсаторы) и роликовые толкатели. Первый тип в современных моторах практически не используется, в связи с большой шумностью работы и необходимостью частой регулировки зазора клапанов. Второй тип наиболее широко применяется, так как не требует настройки и регулировки теплового зазора, а работа отличается мягкостью и гораздо меньшим шумом. Гидрокомпенсатор состоит из цилиндра, поршня с пружиной, обратного клапана и каналов для подвода масла. Работа гидрокомпенсатора основана на свойстве несжимаемости моторного масла, которое постоянно заполняет его внутреннюю полость и перемещает поршень при появлении зазора в приводе клапана.

Роликовые толкатели чаще всего применяются в спортивных и форсированных двигателях, так как позволяют улучшить динамические характеристики автомобиля за счет снижения трения. В месте контакта с кулачком распредвала у них находится ролик. Поэтому кулачок не трется, а катится по толкателю. Вследствие этого роликовые толкатели выдерживают более высокие нагрузки и обороты, а также позволяют обеспечить более высокий подъем клапанов. Недостатки – большая стоимость и вес, а, значит, и большие нагрузки на детали ГРМ.

Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов. Клапан состоит из головки и стержня. Головка клапана имеет узкую, скошенную под определенным углом, фаску. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла. Для этой цели их взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше. Клапаны во время работы двигателя нагреваются неодинаково. Выпускные клапаны, контактирующие с отработанными газами, нагреваются больше. Поэтому их изготавливают из жароупорной стали.

Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержень выпускного клапана — полый, с натриевым наполнением для лучшего охлаждения. Стержни клапанов помещают в направляющих втулках, изготовленных из чугуна или металлокерамики. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.

Клапан прижимается к седлу при помощи цилиндрической стальной пружины. Кроме того, пружина не дает возможности клапану отрываться от коромысла. Пружина имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения ее вибрации. Другой вариант борьбы с вибрацией — установка двух пружин меньшей жесткости, имеющих противоположную навивку. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой – в упорную тарелку. Упорная тарелка удерживается на стержне клапана при помощи двух конических сухарей, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана. Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя на стержни клапанов надеты маслоотражательные колпачки.

🔎 Фазы газораспределения

В теории открытие и закрытие клапанов должно происходить в моменты прихода поршня в мертвые точки. Однако в связи инерционностью процесса, особенно при больших оборотах коленвала, этого периода времени недостаточно для впуска свежей смеси и выпуска отработанных газов. Поэтому впускной клапан открывается до прихода поршня в в.м.т. в конце такта выпуска, т.е. с опережением в пределах 9-24 градусов поворота коленчатого вала, а закрывается в начале такта сжатия, когда коленвал пройдет положение н.м.т на 51-64 градусов. Таким образом, продолжительность открытия впускного клапана составит 240-270 градусов поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси.

Выпускной клапан открывается за 44-57 градусов до прихода поршня в н.м.т. в конце рабочего хода и закрывается после прихода поршня в в.м.т. такта выпуска на 13-27 градусов. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240-260 градусов поворота коленчатого вала.

В двигателе бы

www.drive2.ru

Газораспределительный механизм

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

Различают клапанные и золотниковые механизмы газораспределения. В четырехтактных двигателях газообмен осуществляется с помощью клапанов. В двухтактном двигателе газообмен происходит под действием поршня, открывающего и закрывающего впускные и перепускные каналы, или посредством смешанной системы газораспределения.

Клапанные механизмы газораспределения (ГРМ) разделяют:

• по месту установки клапанов  — верхнее расположение клапанов в головке блока цилиндров и нижнее — в блоке цилиндров;
• по месту установки распределителыюго вала — верхнее и нижнее;
• по виду привода распределительного вала  — зубчатый (шестеренчатый), цепной и ременный.

Механизм газораспределения включает в себя привод, распределительный вал, толкатели, штанги, коромысла и клапанный механизм.

Клапанный механизм состоит из клапанов, направляющих втулок, седел, клапанов, возвратных пружин с нижней и верхней опорными тарелками, сухарей, механизмов поворота клапана.

Распределительный вал предназначен для своевременного открытия клапанов. Также он осуществляет привод (в карбюраторных двигателях) топливного насоса, масляного насоса, прерывателя тока низкого напряжения и датчика ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала.

Распределительный вал имеет: коренные (опорные) шейки; кулачки, расположение которых на валу обусловлено числом клапанов на цилиндр и последовательностью их открытия в зависимости от порядка работы двигателя, схемы привода, фазы газораспределения; зубчатое колесо привода прерывателя-распределителя и масляного насоса; эксцентрик привода топливного насоса. На переднем конце вала имеется шейка со шпоночным пазом под зубчатое колесо и резьбой для ее крепления.
Для восприятия осевых усилий от косозубых зубчатых колес при нижнем расположении распределительного вала используются стальные упорные фланцы. С одной стороны во фланец упирается ступица зубчатого колеса привода, а с другой — торец передней опорной шейки распределительного вала. Необходимый осевой зазор при этом обеспечивается распорным кольцом, установленным между ступицей зубчатого колеса и шейкой вала. Ширина кольца на 0,1-0,2 мм больше толщины фланца.

Притирка клапанов Притирка клапанов обеспечивают лучшую герметичность. Как проводится притирка клапанов

Толкатели передают усилия от кулачков распределительного вала к штангам или непосредственно к клапанам и воспринимают возникающие при этом боковые усилия. Толкатели изготовляются в виде круглых стержней или стаканов, совершающих осевое возвратно-поступательное движение, а также в виде рычагов, совершающих качательные движения вокруг своей оси.
Толкатели изготовляются из стали с низким и средним содержанием углерода и из чугуна.
Цилиндрические толкатели выполняются пустотелыми с плоской или сферической поверхностью днища радиусом 700—1000 мм., а кулачок распределительного вала — коническим с углом при вершине конуса 6—12 градусов. При этом кулачок смещается относительно оси толкателя в сторону основания конуса на 2—3 мм, что обеспечивает проворачивание толкателя вокруг его оси, с целью предотвращения неравномерного износа его боковой направляющей поверхности при работе.
В двигателях марки «ЯМЗ»  применяют подвесные рычажные толкатели, свободно установленные на разрезной оси. На одном конце рычага выполнено гладкое отверстие пол ось качания на другом, в вилке на игольчатых подшипниках, установлен ролик, сверху вилки запрессована стальная пята со сферической поверхностью, на которую опирается штанга.

Штанга передает усилие от толкателя к коромыслу и должна обладать определенной продольной жесткостью. Штанги изготовляются трубчатыми или сплошными из стали или дюралюминия. На штанги из дюралюминиевых прутков напрессовывают стальные термообработанные наконечники. При использовании стальных трубок наконечники запрессовывают в трубках или получают путем высадки и завальцовывания торцов у трубки.
Коромысло представляет собой разноплечий рычаг таврового или двутаврового сечения, что повышает его жесткость. Оно передает усилия от штанги к клапану. Коромысла отливают из чугуна или стали метолом точного литья.
В коротком плече коромысла имеется резьбовое отверстие под регулировочный винт и канал для полвода масла к сферической поверхности штанги и винта. На другом плече коромысла имеется сферическая поверхность (боек коромысла), которая опирается на стержень клапана. В средней части выполнено гладкое отверстие под ось качения коромысла. От осевого смешения коромысло удерживается упорной шайбой и стопорным пружинным кольцом.

www.autoezda.com

Тема 13:»Газораспределительный механизм» — Автомеханик. Персональный сайт преподавателя Добровольского Е.И.

Подробности

Автор: Добровольский Е.И.

Опубликовано: 27 Октябрь 2013

 

Основные типы механизмов газораспределения

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси (у карбюраторных двигателей) или воздуха (у дизелей) и для выпуска отработавших газов. При тактах сжатия и рабочего хода газораспределительный механизм надежно изолирует камеры сгорания от окружающей среды.

Все четырехтактные карбюраторные двигатели и дизели имеют клапанные газораспределительные механизмы. У этих двигателей впуск горючей смеси или воздуха происходит через впускные клапаны, а выпуск отработавших газов — через выпускные клапаны.

У двухтактных двигателей роль клапанов выполняют три окна: выпускное, впускное и продувочное. Процесс газораспределения у двухтактных двигателей реализуется с помощью кривошипно-шатунного механизма, который при возвратно-поступательном движении поочередно открывает и закрывает окна, осуществляя впуск в цилиндр горючей смеси или выпуск отработавших газов, а также сжатие рабочей смеси и рабочий ход.

Газораспределительные механизмы могут иметь нижнее или верхнее расположение клапанов.

Газораспределительные механизмы с нижним расположением клапанов и распределительного вала (рис. 1). В настоящее время они встречаются редко (двигатели автомобилей ЗИЛ-157КД и ГАЗ-52-04). Распределительный вал  в этом случае расположен в блоке цилиндров  и на его кулачки 10 непосредственно опираются толкатели 9, в которые ввернуты регулировочные болты 7 с контргайками 8. Гнездо 1 клапана 2 запрессовано в блок цилиндров, а сам клапан помещен в направляющей втулке 3. Закрывается клапан пружиной 4, одним концом упирающейся в блок цилиндров, а другим — в тарелку пружины 6. Тарелка пружины удерживается на нижнем конце стержня клапана при помощи сухарей 5, вставленных в кольцевую проточку. Преимуществом такого механизма является простота устройства, небольшое количество деталей и низкая стоимость.

К недостаткам относят сложность регулировки тепловых зазоров между стержнем клапана и регулировочным болтом толкателя. Наполнение цилиндров при нижнем расположении клапанов недостаточное, так как горючей смеси для поступления в цилиндр нужно проделать сложный путь, проходя горизонтальные участки и подъемы.

 

Рис.1. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов и распределительного вала

Современные двигатели обычно имеют газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов, так как в этом случае камера сгорания получается компактной, улучшается наполнение цилиндров, упрощается регулировка клапанов и значительно уменьшаются потери теплоты с охлаждающей жидкостью (двигатели автомобилей ЗИЛ-431410, КамАЗ-5320, ГАЗ-3110 «Волга». ВАЗ-2108 «Спутник»).

Газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала (рис. 2). Такие механизмы имеют более сложное устройство и применяются на двигателях автомобилей ЗИЛ-433100, -5301, «ГАЗель», «Волга», ГАЗ-3307. У этих двигателей распределительный вал 10 расположен в блоке цилиндров 19. На кулачки вала опираются толкатели 9, которые при помощи штанг 18 через регулировочные винты 16 передают усилие на коромысло 15, а с него на стержень клапана 2. Седло клапана 1 запрессовано в головку блока цилиндров. Механизм более сложный и дорогой по сравнению с механизмом с нижним расположением клапанов, но процесс регулировки тепловых зазоров намного проще, так как подготовительная работа заключается в снятии крышки головки блока 14. При таком механизме улучшается наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом, а также очистка цилиндров от отработавших газов.

 

Рис.2. Газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала

При верхнем расположении распределительного вала  отсутствуют толкатели и штанги, вследствие чего уменьшаются масса и инерционные силы клапанного механизма, что дает возможность увеличить частоту вращения коленчатого вала и уменьшить уровень шума при работе двигателя.

Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов и распределительного вала (рис. 3). Он проще по устройству, так как у него отсутствуют толкатели и штанги. Коромысла 10 устанавливаются на осях коромысел 9 и одним концом опираются на кулачки распределительного вала 11. В другой конец ввернут регулировочный винт 6, который и передает усилия на стержень клапана 2.

 

Рис.3. Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов и распределительного вала

Недостатком этого механизма является более сложное устройство привода распределительного вала.

Верхнее расположение распределительного вала применяют в быстроходных двигателях, так как в этом случае движение передается от кулачка распределительного вала через коромысло на клапан и можно отказаться от промежуточных деталей механизма газораспределения (толкателей и штанг), имеющих возвратно-поступательное движение и большую инерцию.

В двигателях заднеприводных автомобилей ВАЗ (рис.4) распределительный вал расположен в отдельном картере на головке 1 блока цилиндров и вращается в подшипниках скольжения. Привод к клапанам 2, размещенным в один ряд, осуществляется непосредственно от кулачков 6 распределительного вала через одноплечие рычаги (рокеры) 4. Одним концом одноплечий рычаг опирается на стержень клапана, другим — на сферическую головку болта 7 и удерживается на ней при помощи шпилечной пружины.

 

Рис. 4. Газораспределительный  механизм  двигателей с верхним расположением распределительных валов автомобилей  ВАЗ-2105, -2107 «Жигули»: 1 – головка цилиндров;   2 – клапан;  3 – маслоотражательный колпачок;   4 – рычаг клапана;   5 – корпус подшипников распределительного вала;  6 – распределительный вал;   7 – регулировочный болт;   8 – контргайка болта;  А – зазор между рычагом и кулачком распределительного вала

В двигателях автомобилей «Москвич» (рис. 5) клапаны 1 расположены в два ряда и приводятся в действие коромыслами 3 от кулачков 2 распределительного вала. Для регулировки теплового зазора в клапанах служит регулировочный болт 5 с контргайкой 6, который связан со сферическим наконечником 4.

В двигателях переднеприводных автомобилей ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109 верхний распределительный вал установлен в отдельном корпусе 4 (рис. 6), расположенном на головке блока цилиндров 1, в которую запрессованы чугунные седла клапанов и направляющие втулки клапанов 2. Верхняя часть втулок уплотняется металлорезиновыми маслоотражательными колпачками 7.

  

Рис.5. Газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением распределительного вала автомобиля «Москвич-21412»: 1 — клапаны; 2 — кулачки; 3— коромысла; 4 — сферический наконечник;  5 — болт; 6 — контргайка; h — тепловой зазор

Клапаны 2 приводятся в действие непосредственно кулачками 5 через цилиндрические толкатели 3 без промежуточных рычагов. В гнездах толкателей находятся шайбы 6 для регулировки зазора 8 в клапанном механизме.

    

 

Рис. 6. Газораспределительный механизм двигателей с верхним расположением распределительных валов автомобилей  ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109: 1 — головка цилиндров; 2 — клапан; 3 — толкатель; 4 — корпус распределительного вала; 5 — кулачок; 6 — регулировочная шайба; 7 — маслоотражательный колпачок; 8 — тепловой зазор

 

 

Рис. 7. Газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением распределительных валов автомобиля ГАЗ-3110 «Волга»

Во время сжатия и рабочего хода клапаны неподвижны и пружинами плотно прижаты к гнездам, закрывая впускные и выпускные каналы. При вращении коленчатого вала вращение через шестерни передается на распределительный вал, который, вращаясь, кулачками набегает на толкатели и поднимает их вместе со штангами. Штанга поворачивает на оси коромысло, которое бойком нажимает на стержень клапана и опускает его, открывая впускной или выпускной трубопроводы. При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок выходит из-под толкателя, освобождая толкатель и коромысло, и клапанный механизм под действием пружин возвращается в первоначальное положение. Затем весь процесс повторяется.

Механизм газораспределения V-образного двигателя

На V-образных восьмицилиндровых двигателях применяют верхнее расположение клапанов (рис. 8). Нижний распределительный вал таких двигателей, установленный в развале блока, является общим для клапанов правого и левого рядов цилиндров.

Открытие клапанов  впускного 6 и выпускного 2, перемещающихся в направляющих втулках, происходит под действием усилия, передаваемого от кулачков и через толкатели 8 штанги 7 и коромысла 4, установленные на осях 5 коромысел. Закрытие клапанов осуществляется под действием пружин, нижние концы которых упираются в шайбы. При наличии у выпускных клапанов механизма вращения их пружины опираются на опорные шайбы этих механизмов. Верхними концами пружины обоих клапанов упираются в тарелки. За два оборота коленчатого вала впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра открываются один раз, а распределительный вал за этот период делает один оборот. Следовательно, распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому зубчатое колесо распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня коленчатого вала.

 

 

Рис. 8. Газораспределительный механизм V-образного двигателя: 1 — выпускной трубопровод;

 2 — выпускной клапан; 3 — впускной трубопровод; 4 — коромысло; 5 — ось коромысла; 6 — впускной клапан; 7 — штанга; 8 — толкатель; 9 — распределительный вал

Распределительный вал. Распределительный вал изготавливают из стали или специального чугуна и подвергают термической обработке. Профиль его кулачков, как впускных, так и выпускных, у большинства двигателей делают одинаковым.

 

Рис.9. Распределительный вал

Одноименные (впускные и выпускные) кулачки располагаются в четырехцилиндровом двигателе под углом 90°, в шестицилиндровом — под углом 60°, а в восьмицилиндровом — под углом 45°. При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей 19 с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы.

Начиная с передней опорной шейки, диаметр шеек уменьшается, что облегчает установку распределительного вала в картере двигателя. Число опорных шеек обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки  опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом.

Привод распределительного вала. Распределительный вал приводится от коленчатого вала зубчатой, цепной передачей или посредством зубчатого ремня. На двигателях ЗИЛ-508 автомобилей семейства ЗИЛ ведущая шестерня 1 (рис. 10) установлена на переднем конце коленчатого вала, а ведомое колесо 8 — на переднем конце распределительного вала и закреплено гайкой.

Зубчатые колеса привода должны входить в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов, что обеспечивает правильность заданных фаз газораспределения и порядка работы двигателя. Поэтому при сборке двигателя зубчатые колеса вводятся в зацепление по меткам (метка «а» на рис.10) на их зубьях (на впадине между зубьями колеса и на зубе шестерни).

 

Рис. 10. Установочные метки на распределительных шестернях:

1- ведущая шестерня; 2 – ведомая шестерня; а – метки

Чтобы уменьшить уровень шума зубчатых колес, их изготавливают с косыми зубьями и из различных материалов. На коленчатом валу устанавливают стальную шестерню, а на распределительном — чугунное (двигатели автомобилей ЗИЛ-431410, МАЗ-5335) или текстолитовое колесо (двигатели автомобилей ГАЗ-3307, -3302. -2705 «ГАЗель»).

В двигателях автомобилей ВАЗ (с приводом на задние колеса) газораспределительный механизм приводится в действие от коленчатого вала двухрядной втулочно-роликовой цепью 4 (рис. 11), которая соединяет ведущую звездочку 1 коленчатого вала со звездочкой 5 распределительного вала и звездочкой 2 валика привода масляного насоса и распределителя зажигания. При резком изменении частоты вращения коленчатого вала появляются колебания ветви цепи, для гашения которых служит пластмассовая колодка 3 (успокоитель). С противоположной стороны колодки 3 размещается башмак 7 натяжного устройства. Один конец башмака закреплен на оси, а другой соединяется с регулировочным механизмом 6, прижимающим башмак к цепи. Цепь натягивают при помощи гайки  регулировочного механизма.

 

Рис.11.Цепной привод распределительного вала

В двигателях переднеприводных легковых автомобилей ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109 и других привод газораспределительного механизма (рис.12) состоит из двух зубчатых шкивов 1 и 4, установленных на коленчатом и распределительном валах 5, натяжного ролика 3 и зубчатого ремня 2. Этим же ремнем приводится во вращение и шкив насоса охлаждающей жидкости.

 

Рис.12.Ременной привод распределительного вала

Основной особенностью такого привода является зубчатый эластичный ремень с зубьями полукруглой формы. Его изготавливают из маслостойкой резины, армированной кордом из стекловолокна. Зубья для повышения износостойкости покрыты эластичной тканью.

Детали клапанного привода

В газораспределительном механизме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коромысла).

Толкатели. Они предназначены для передачи усилия от распределительного вала через штанги к коромыслам. Изготавливают их из стали или чугуна. Толкатели (рис.13) бывают цилиндрические и рычажно-роликовые. В дизелях ЯМЗ-236М2 и -238М2 применяют рычажно-роликовые толкатели качающегося типа (рис. 13, а), установленные на оси 1 над распределительным валом. Ролик 2 толкателя 3 опирается на кулачок распределительного вала. Ось ролика вращается на игольчатых подшипниках, поэтому при перекатывании ролика по кулачку трение скольжения заменяется трением качения, что повышает срок службы толкателя. Сверху на толкатель опирается штанга 4.

В двигателях ЗИЛ-508, ЗМЗ-511 и КамАЗ-740, Д-245.12 применяют цилиндрические толкатели 7(рис. 13, б), установленные в специальных отверстиях — направляющих. В дизеле КамАЗ-740 применяют съемные направляющие. Внутренняя полость толкателя имеет сферическую поверхность 8 под штангу и отверстие 9 для слива масла. Для повышения работоспособности торцовую поверхность 10 стальных толкателей в месте соприкосновения с кулачком наплавляют специальным износостойким чугуном.

Штанги. Для передачи усилия от толкателей к коромыслам служат штанги, которые изготавливают из стального прутка с закаленными концами (двигатели ЗИЛ-508) или стержня из алюминиевого сплава (двигатели ЗМЗ-511 и -4022) со стальными сферическими наконечниками.

В дизелях ЯМЗ и КамАЗ, Д-245.12 штанги 4 (рис. 13, б) делают обычно из стальной трубки. На концах штанг напрессовывают стальные сферические наконечники 11, которыми они с одной стороны упираются в сферические поверхности регулировочных винтов 5 (рис. 13, а), ввернутых в коромысла 6, а с другой — в толкатели.

Коромысла. Для передачи усилия от штанги к клапану служит коромысло, представляющее собой неравноплечий рычаг, изготовленный из стали или чугуна. Плечо а коромысла примерно в 1,5 раза больше плеча b. Наличие длинного плеча коромысла не только уменьшает ход толкателя и штанги, но и снижает силы инерции, возникающие при их движении, что способствует повышению долговечности деталей привода клапанов.

Коромысла карбюраторных двигателей расположены на общей полой оси 5 (рис. 8), в конце которой запрессованы заглушки, что позволяет подводить масло к бронзовым втулкам коромысел и сферическим наконечникам регулировочных болтов 15. Оси 13 в сборе с коромыслами устанавливают на каждой головке цилиндра с помощью стоек 16. На дизелях оси коромысел выполнены как одно целое со стойками и каждое коромысло качается на своей оси.

 

Рис. 13. Детали привода клапанов дизелей: а — ЯМЗ; б — КамАЗ; 1 — ось; 2 — ролик; 3, 7 — толкатели; 4 — штанги; 5 — регулировочный винт; 6 — коромысло; 8 — сферическая поверхность под штангу; 9 — отверстие для слива масла; 10 — наплавленная поверхность толкателей; 11 — наконечник; а и b — плечи коромысла

Клапаны. Открытие и закрытие впускных и выпускных каналов, соединяющих цилиндры с газопроводами системы питания, происходят при помощи клапанов. Клапан (рис. 14, а) состоит из плоской головки 16 и стержня 1, соединенных между собой плавным переходом. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают значительно больше, чем диаметр выпускного.

Так как клапаны работают в условиях высоких температур, их изготавливают из высококачественных сталей. Впускные клапаны делают из хромистой стали, выпускные — из жаростойкой, так как последние соприкасаются с горячими отработавшими газами и нагреваются до температуры 600…800°С. Высокая температура нагрева клапанов вызывает необходимость установки в головке цилиндров специальных вставок 15 из жаропрочного чугуна, которые называются седлами. Применение вставных седел повышает срок службы головки цилиндров и клапанов.

Для плотного прилегания к седлам рабочие поверхности головок клапанов делают коническими, в виде тщательно обработанных фасок (под углами 45 или 30°).

Стержни 1 клапанов имеют цилиндрическую форму. Они перемешаются в чугунных или металлокерамических направляющих втулках 2, запрессованных в головку блока. На конце стержня проточены цилиндрические канавки под выступы конических сухариков 10, которые прижимаются к конической поверхности тарелки 9 под действием пружины 8.

В дизелях ЯМЗ, КамАЗ и двигателях автомобилей ГАЗ, «Москвич», ВАЗ для улучшения резонансной характеристики и повышения работоспособности газораспределительного механизма клапаны прижимаются к седлам не одной, а двумя пружинами. В этом случае направление витков пружин делается различным, чтобы при поломке одной из пружин ее витки не попали между витками другой и не нарушилась безотказная работа клапанного механизма.

На впускных клапанах под опорные шайбы или в верхней части направляющих втулок (у двигателей ЗИЛ, КамАЗ, ЗМЗ) устанавливают резиновые манжеты или колпачки, которые при открытии клапанов плотно прижимаются к его стержню и направляющей втулке, вследствие чего устраняется возможная утечка (подсос) масла в цилиндры через зазор между втулкой и стержнем клапана (при такте впуска).

 

Рис. 14. Выпускной клапан двигателя автомобиля ЗИЛ-431410 с механизмом вращения:

а — выпускной клапан, установленный на головке цилиндров; б, в — соответственно начальное и конечное рабочие положения механизма вращения клапана; 1 — стержень клапана; 2 — направляющая втулка; 3 — замочное кольцо; 4 — корпус механизма вращения; 5 — шарики; 6 — опорная шайба; 7 — замочное кольцо; 8 — пружина; 9 — тарелка; 10 — сухарики; 11 — дисковая пружина; 12 — возвратная пружина; 13 — металлический натрий; 14— головка цилиндров; 15 — седло; 16 — головка клапана

В двигателях ЗИЛ-508 и -511 для лучшего отвода теплоты от выпускных клапанов введено натриевое охлаждение. С этой целью клапан делают полым и его полость заполняют на 3/4 объема металлическим натрием 13 (рис. 14, а). Натрий имеет высокую теплопроводность и плавится при температуре 98 °С. Во время работы двигателя расплавленный натрий омывает внутреннюю полость клапана, при этом теплота от его головки передается к стержню и через направляющую втулку и головку цилиндров отводится к охлаждающей жидкости.

Выпускные клапаны V-образных карбюраторных двигателей ЗИЛ имеют механизм принудительного вращения. Он состоит из корпуса 4 (рис. 14, а), который расположен в углублении головки цилиндра 14 на направляющей втулке 2, закрепленной замочным кольцом 3; пяти шариков 5, установленных вместе с возвратными пружинами 12 в наклонных пазах корпуса; опорной шайбы 6 и конической дисковой пружины 11. Пружина 11 и шайба 6 свободно надеты на выступ корпуса и закреплены на нем замочным кольцом 7.

При закрытом клапане, когда усилие пружины 8 невелико (рис. 14, б), дисковая пружина 11 выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечики корпуса 4 механизма вращения. При этом шарики 5 в конических пазах корпуса отжаты возвратными пружинами 12 в крайнее положение.

Когда клапан начинает открываться, усилие пружины 8 возрастает, в результате чего дисковая пружина 11 (рис. 14, в) выпрямляется и передает усилие пружины 8 на шарики 5, которые, перекатываясь по наклонным пазам корпуса, поворачивают дисковую пружину 11, опорную шайбу 6, клапанную пружину 8 и сам клапан относительно его первоначального положения.

Во время закрытия клапана усилие клапанной пружины 8 уменьшается. При этом дисковая пружина 11 прогибается до своего исходного положения и освобождает шарики 5, которые под действием возвратных пружин 12 возвращаются в первоначальное положение, подготавливая механизм вращения к новому циклу поворота клапана.

При частоте вращения коленчатого вала около 3000 об/мин частота вращения выпускного клапана достигает 30 об/мин.

Чтобы обеспечить плотное прилегание головки клапана к седлу, необходим определенный тепловой зазор между стержнем клапана и носком (винтом) коромысла. Тепловые зазоры в клапанах изменяются вследствие их нагрева, изнашивания и нарушений регулировок. Когда зазор в клапанах увеличен, они открываются не полностью, в результате чего ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания, а также повышаются ударные нагрузки на детали клапанного механизма.

При недостаточном зазоре клапаны неплотно 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 в впускной газопровод, вследствие чего в этих газопроводах возможны хлопки или вспышки, что является признаком неплотной посадки клапанов.

Фазы газораспределения

Под фазами газораспределения понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала. Фазы газораспределения изображаются круговыми диаграммами, их подбирают экспериментальным путем при доводке опытных образцов двигателей.

При рассмотрении рабочих процессов ДВС в первом приближении было принято, что открытие и закрытие клапанов происходят в мертвых точках. Однако в действительности открытие и закрытие клапанов не совпадают с положением поршней в мёртвых точках. Это связано с тем, что время, приходящееся на такты впуска и выпуска, очень мало, и при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя оно составляет тысячные доли секунды. Поэтому если открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов будут происходить точно в мертвых точках, то наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания будут недостаточными. В связи с этим моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях происходят с определенным опережением или запаздыванием относительно положения поршней в ВМТ и НМТ.

 

Рис. 15. Диаграмма фаз газораспределения двигателя ЗИЛ-508:

1 — впускной клапан; 2 — выпускной клапан

Из диаграммы фаз газораспределения двигателя ЗИЛ-508 (рис. 15) видно, что впускной клапан открывается за 31° до прихода поршня в ВМТ, а выпускной клапан закрывается при угле 47° поворота коленчатого вала после прохождения ВМТ, следовательно, угол перекрытия клапанов составляет 78°. Открытие выпускного клапана происходит с опережением на 67° до прихода поршня в НМТ, а закрытие выпускного клапана — с запаздыванием на 83° после прохождения поршнем НМТ. Таким образом, общая продолжительность открытия каждого клапана составляет 294° по углу поворота коленчатого вала двигателя.

Моменты, когда оба клапана одновременно открыты, называют перекрытием клапанов. В это время происходит продувка цилиндров от отработавших газов свежей горючей смесью.

Рассмотренные фазы газораспределения двигателя ЗИЛ-508 получены при зазоре в обоих клапанах 0,3 мм (между носком коромысла и торцом стержня клапана). При уменьшении зазора продолжительность открытия впускного и выпускного клапанов возрастает, а при увеличении зазора — уменьшается.

Для закрепления полученных знаний просмотрите видеоролик » Газораспределительный механизм «

Просмотр доступен только для авторизованных пользователей сайта.

 

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Пузанков А.Г.   Автомобили: устройство и техническое обслуживание: учебник для студ. Учреждений сред.проф. образования/ — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 640 с.

2. Морозов Н.Д. и др. Устройство и ремонт автомобилей. Учебник, Изд.2-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1972.-304с.

3.Иллюстрации, находящиеся в сети Интернет в свободном доступе.

4. Материалы, размещенные на сайтах:

www.youtube.com/   

tezcar.ru

www.autoprospect.ru

autoustroistvo.ru/

ru.wikipedia.org/

 

Подробности

Просмотров: 2044

dobrovolskij.ru

принцип работы, устройство, неисправности, регулировка фаз ГРМ

Основа нормального функционирования двигателя – это слаженная работа всех его механизмов и систем. Одним из таких важных составляющих силового агрегата является газораспределительный механизм, который отвечает за подачу воздуха во все цилиндры машины и вывод выхлопных газов.

Назначение и принцип действия ГРМ

Газораспределительный механизм в двигателе внутреннего сгорания предназначается для своевременной подачи воздушно-топливной смеси или воздуха в цилиндры и выпуска оттуда отработанных газов. Работа механизма осуществляется за счет своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

Рабочий процесс ГРМ основывается на синхронном движении распределительного и коленчатого вала, что обуславливает открытие и закрытие клапанов в нужный момент моторного цикла. Во время вращательного движения распредвала, кулачки надавливают на рычаги, а те на стержни клапанов, открывая их. Следующий поворот распредвала поворачивает кулачек, который занимает исходную позицию и закрывает клапан.

Классификация газораспределительных механизмов

Двигатели на современных автомобилях оснащаются разными газораспределительными механизмами, которые имеют следующую классификацию:

1. В зависимости от расположения распределительного вала – нижнее или верхнее.
2. В зависимости от числа распределительных валов – один или SONC (Single OverHead Camshaft), либо два вала – DOHC (Double OverHead Camshaft).
3. В зависимости от количества клапанов – от 2 до 5.
4. От разновидности привода вала – шестеренчатый, цепной или с зубчатым ремнем.

Двигатели с верхним расположением вала считаются наиболее эффективными, и получили самое широкое распространение. В них клапана приводятся в движение распредвалом через рычаги толкателей. Это упрощает всю конструкцию, снижает массу двигателя и уменьшает силу инерции. В такой компоновке вал монтируется в головке, рядом с клапанами. Движение с коленчатого вала передается при помощи роликовой цепи или зубчатого ремня.

При нижнем положении вала ГРМ, он монтируется рядом с коленчатым валом в блоке цилиндров. Передача усилия на клапана происходит при помощи толкателей через коромысла. Распредвал входит в зацепление с коленвалом при помощи шестерни. Такая конструкция двигателя считается усложненной, к тому же инерция двигающихся частей механизма возрастет.

Количество распределительных валов механизма и клапанов на каждый цилиндр зависит от варианта двигателя. Чем больше в нем клапанов предусмотрено, тем лучше цилиндры заполняются воздухом или горючей смесью, и очищаются от газов. Благодаря этому, двигатель в состоянии развить больший крутящий момент и мощность. Нечетное количество клапанов означает большее число впускных в сравнении с выпускными.

Устройство ГРМ

Газораспределительный механизм имеет следующие основные элементы:

1. Распределительный вал. Открывает клапаны в определенной последовательности в зависимости от порядка работы цилиндров. Его изготавливают из чугуна или стали, и подвергают закалке токами высокой частоты трущиеся поверхности. Он может быть смонтирован в головке блока цилиндров или в картере. В многоклапанных двигателях расположено два распределительных вала, один из которых управляет впускными клапанами, а другой выпускными. Вращение вала происходит на цилиндрических опорных шейках. Прямое или непрямое воздействие на клапана осуществляется кулачками, расположенными на валу. Каждый кулачек соответствует одному клапану.

2. Привод клапанов. Клапаны приводятся в движение различными способами: при расположении распредвала в картере, усилие от кулачков передается на толкатели, штанги и коромысла.

Коромысло (рокер или роликовый рычаг) выполнено из стали, его устанавливают на полую ось, зафиксированную в стойках головки цилиндров. Одна его сторона упирается в кулачек вала, а другая давит на торец стержня клапана. При работе двигателя клапаны нагреваются и удлиняются, что грозит им неполной посадкой в седло. Поэтому между клапаном и коромыслом обязательно соблюдают тепловой зазор.

Также кулачек может воздействовать на клапан через рычаг или непосредственно на его толкатель. Толкатели могут быть выполнены в механическом (жестком), роликовом варианте или в виде гидрокомпенсатора. Первый вид из-за шумности почти не используется, а последний отличается мягкостью и отсутствием необходимости осуществления регулировок. Роликовые толкатели используют в форсированных и спортивных двигателях.

3. Механизм привода распределительного вала. Осуществляется цепной, ременной или шестеренной передачей. Цепная отличается надежностью, до сложна в устройстве и дорога, ременная дешевле, но менее надежна, и в случае порыва ремня может повлечь за собой повреждение двигателя за счет удара клапанов о поршни.

4. Клапаны. Предназначены для открытия и закрытия впускного и выпускного канала. Состоят из стержня и головки, на которой имеется узкая, скошенная под углом фаска, плотно прилегающая к фаске седла, для чего их взаимно притирают. Головки впускных клапанов делают большими, чем выпускных. Но выпускные сильнее нагреваются, поэтому изготавливаются из жаропрочной стали и внутри наполнены натрием для лучшего охлаждения.

Цилиндрический стержень клапана сверху выточен для крепления пружины, не дающей ему оторваться от коромысла, которая упирается в шайбу на головке, и фиксируется упорной тарелкой. Стержень помещается в направляющую втулку, запрессованную в головку цилиндров, чтобы масло не попадало в камеру сгорания, на него надевают маслоотражающий колпачок.

Фазы газораспределения

Фазами газораспределения принято считать начало открытия и момент закрытия клапана, выраженный в градусах угла поворота коленвала относительно мертвых точек. Лучшая очистка цилиндра от выхлопных газов достигается при открытии выпускного клапана до наступления нижней мертвой точки (НМТ), и закрытии после ВМТ. Наполнение цилиндров воздухом или горючей смесью происходит при открытии впускного клапана до прохождения им ВМТ, и закрытии после НМТ. Период одновременного открытия обоих клапанов называется их перекрытием.

Фазы подбираются на заводе-изготовителе двигателя экспериментальным путем, и зависят от его конструкции и быстроходности. При этом колебание газов используется таким образом, что перед закрытием впускного клапана перед ним находится волна давления, а перед закрытием выпускного – волна разрежения. Такой подбор фаз обеспечивает одновременное улучшение заполнения цилиндров воздухом или смесью, а также их очистку от выхлопных газов.

Установка механизма газораспределения осуществляется при помощи меток на шестернях. Отклонение от нормы на пару зубов или звездочек может привести к удару клапана о поршень и поломке двигателя. Постоянство фаз сохраняется при наличии теплового зазора в клапанном механизме, нарушения которого вызывают уменьшение или увеличение продолжительности открытия.

Для каждого двигателя завод-изготовитель указывает фазы газораспределения в виде диаграммы, где показаны моменты открытия, закрытия, и перекрытия клапанов.

Возможные неисправности ГРМ

Судить о неисправности газораспределительной системы можно по следующим внешним признакам:

1. Уменьшение компрессии, хлопки в трубопроводах. Происходит по причине неплотного прилегания клапанов к седлам из-за образовавшегося нагара, раковин на рабочей поверхности, при деформации головок клапанов, прогорании клапана, поломке пружин, заедании стержня во втулке или отсутствием зазора между клапаном и коромыслом.
2. Падение мощности и резкие металлические стуки происходят из-за неполного открытия клапанов. Причиной неполадки выступает большой тепловой зазор или отказ гидрокомпенсатора.
3. Износ шестерни распредвала, втулок и осей коромысел, направляющих втулок клапанов, заметное осевое смещение распределительного вала.
4. Выход из строя цепи, зубчатого ремня, а также успокоителя для цепи, и натяжителя для зубчатого ремня.

voditelauto.ru

Назначение, устройство, работа ГРМ. Двигатель внутреннего сгорания: газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм автомобиля – один из самых сложных механизмов в конструкции двигателя. Управление впускными и выпускными клапанами ДВС полностью лежит на ГРМ. Механизм контролирует процесс наполнения цилиндров топливно-воздушной смесью посредством своевременного открытия впускного клапана на такте впуска. Также ГРМ контролирует удаление уже отработанных газов из внутренней камеры сгорания – для этого открывается выпускной клапан на такте выпуска.

Устройство газораспределительного механизма

Детали газораспределительного механизма выполняют разные функции:

• Распределительный вал открывает и закрывает клапаны.
• Механизм привода приводит распределительный вал в движение с определенной скоростью.
• Клапаны закрывают и открывают впускные и выпускные каналы.

Главными частями ГРМ являются распределительный вал и клапаны. Кулачковый, или распределительный, вал представляет собой элемент, на котором располагаются кулачки. Он приводится в движение и вращается на подшипниках. В момент такта впуска или выпуска кулачки, расположенные на вале, при вращении надавливают на толкатели клапанов.

Располагается механизм ГРМ на головке блока цилиндров. В ГБЦ имеются распределительный вал и подшипники от него, коромысла, клапаны и толкатели клапанов. Верхняя часть головки закрыта клапанной крышкой, установка которой осуществляется с использованием специальной уплотнительной прокладки.

Функционирование газораспределительного механизма

Работа ГРМ полностью синхронна с зажиганием и топливным впрыском. Проще говоря, в момент нажатия педали газа открывается дроссельная заслонка, впускающая поток воздуха во впускной коллектор. В результате образуется топливно-воздушная смесь. После этого начинает работать газораспределительный механизм. ГРМ увеличивает пропускную способность и выпускает отработанные газы из камеры сгорания. Для корректного выполнения данной функции необходимо, чтобы частота, с которой открывается впускной и выпускной клапан ГРМ, была высокой.

Клапаны приводятся в действие распределительным валом двигателя. Когда повышается частота вращения коленвала, начинает быстрее вращаться и распредвал, что и повышает частоту открытия и закрытия клапанов. В результате возрастают обороты двигателя и отдача от него.

Объединение коленчатого и распределительного валов дает возможность ДВС сжигать именно то количество воздушно-топливной смеси, которое необходимо для функционирования двигателя в том или ином режиме.

Особенности привода ГРМ, цепь и ремень

Шкив привода распределительного вала находится за пределами ГБЦ. Для того чтобы не происходили утечки масла, на шейке вала расположен сальник. Цепь ГРМ приводит весь механизм газораспределения в действие и надевается с одной стороны на ведомую звездочку или шкив, а с другой передает усилие от коленчатого вала.

От ременного привода клапанов зависит корректное и неизменное расположение коленчатого и распределительного валов относительно друг друга. Даже небольшие отклонения в положении могут стать причиной того, что ГРМ, двигатель выйдут из строя.

Наиболее надежной считается цепная передача, использующая ролик ГРМ, однако существуют некоторые проблемы с обеспечением необходимого уровня натяжения ремня. Главной проблемой, с которой сталкиваются водители и которая характерна для цепи механизма, становится ее обрыв, нередко являющийся причиной загиба клапанов.

К числу дополнительных элементов механизма можно отнести ролик ГРМ, используемый для натяжения ремня. К минусам цепного привода газораспределительного механизма, помимо риска обрыва, относят еще и высокий уровень шума во время работы и необходимость его смены каждые 50-60 тысяч километров пробега.

Клапанный механизм

Конструкция клапанного механизма включает в себя седла клапанов, направляющие втулки, механизм вращения клапана и другие элементы. Усилие от распределительного вала передается на шток либо на промежуточное звено – коромысло клапана, или рокер.

Нередко можно встретить модели ГРМ, требующие постоянной регулировки. Такие конструкции имеют специальные шайбы и болты, вращением которых выставляются необходимые зазоры. Иногда зазоры поддерживаются в автоматическом режиме: регулировка их положения производится гидрокомпенсаторами.

Управление этапами газораспределения

Современные модели двигателей претерпели значительные изменения, получив новые управляющие системы, в основе которых лежат микропроцессоры – так называемые ЭБУ. В сфере моторостроения основной задачей стало не только увеличение мощности, но и экономичность выпускаемых силовых агрегатов.

Повысить эксплуатационные показатели двигателей, снизив при этом расход топлива, удалось только с использованием систем контроля ГРМ. Двигатель с такими системами не только потребляет меньше топлива, но и не теряет в мощности, благодаря чему их стали использовать повсеместно при производстве автомобилей.

Принцип работы таких систем заключается в том, что они контролируют скорость вращения распределительного вала ГРМ. По сути, клапаны открываются немного раньше за счет того, что распредвал проворачивается в направлении вращения. Собственно, в современных двигателях распределительный вал больше не вращается относительно коленчатого вала с неизменной скоростью.

Основной задачей остается максимально эффективное наполнение цилиндров двигателя в зависимости от выбранного режима его работы. Такие системы отслеживают состояние двигателя и корректируют подачу топливной смеси: к примеру, при холостом ходе ее объемы сводятся практически к минимуму, поскольку топливо в больших количествах не требуется.

Приводы ГРМ

В зависимости от конструктивных особенностей двигателя автомобиля и газораспределительного механизма в частности количество приводов и их тип могут меняться.

• Цепной привод. Нескольким ранее данный привод был самым распространенным, однако и сейчас используется в ГРМ дизеля. При такой конструкции распределительный вал располагается в головке блока цилиндров, а в движение приводится посредством цепи, ведущей от шестерни. Минус такого привода – сложный процесс замены ремня, поскольку находится он внутри двигателя с целью обеспечения постоянной смазки.
• Шестеренчатый привод. Устанавливался на двигатели тракторов и некоторых автомобилей. Очень надежный, но при этом крайне сложен в обслуживании. Распределительный вал такого механизма находится ниже блока цилиндров, благодаря чему шестерня распредвала цепляется за шестерню коленчатого вала. Если привод ГРМ такого типа приходил в негодность, двигатель меняли практически полностью.
• Ременной привод. Самый популярный тип, устанавливается на бензиновые силовые агрегаты в легковых автомобилях.

Плюсы и минусы ременного привода

Ременной привод получил свою популярность за счет своих преимуществ по сравнению с аналогичными видами приводов.

• Несмотря на то что производство таких конструкций сложнее, чем цепных, стоит она значительно дешевле.
• Не требует постоянной смазки, благодаря чему привод был вынесен на внешнюю сторону силового агрегата. Замена и диагностика ГРМ в результате этого значительно облегчились.
• Поскольку в ременном приводе металлические части не взаимодействуют друг с другом, как в цепном, то уровень шума в процессе его работы снизился в разы.

Несмотря на большое количество плюсов, есть у ременного привода и свои минусы. Срок эксплуатации ремня в несколько раз ниже, чем цепи, что становится причиной частой его замены. В случае обрыва ремня с большой вероятностью придется делать ремонт всего двигателя.

Последствия обрыва или ослабления ремня ГРМ

В случае если цепь ГРМ рвется, повышается уровень шума во время работы двигателя. В целом такая неприятность не становится причиной чего-то невыполнимого в плане ремонта, в отличие от ремня газораспределительного механизма. При ослаблении ремня и его перескакивании через один зуб шестерни происходит небольшое нарушение нормального функционирования всех систем и механизмов. В результате это может спровоцировать снижение мощности двигателя, увеличения вибрации при работе, затрудненный запуск. В случае если ремень перескочил сразу через несколько зубов или вовсе порвался, последствия могут быть самыми непредсказуемыми.

Самый безобидный вариант – это столкновение поршня и клапана. Силы удара будет достаточно для изгиба клапана. Иногда ее хватает для изгиба шатуна или полного разрушения поршня.

Одной из самых серьезных поломок автомобиля является обрыв ремня ГРМ. Двигатель в таком случае придется либо подвергать капитальному ремонту, либо полностью менять.

Обслуживание ремня ГРМ

Уровень натяжения ремня и его общее состояние – один из самых часто проверяемых при техническом обслуживании автомобиля факторов. Периодичность проверки зависит от конкретной марки и модели машины. Процедура контроля натяжения ремня ГРМ: двигатель осматривается, снимается защитный чехол с ремня, после чего последний проверяется на скручивание. Во время этой манипуляции он не должен проворачиваться более чем на 90^{градусов. В противном случае ремень натягивается при помощи специального оборудования.}

Как часто проводится замена ремня ГРМ?

Полная замена ремня производится каждые 50-70 тысяч километров пробега автомобиля. Ее могут проводить и чаще в случае повреждения или появления следов расслоения и трещин.

В зависимости от типа ГРМ меняется и сложность процедуры замены ремня. На сегодняшний день в автомобилях используются два типа механизма газораспределения – с двумя (DOHC) или одним (SOHC) распределительными валами.

Замена газораспределительного механизма

Для того чтобы провести замену ремня ГРМ типа SOHC, достаточно иметь под рукой новую деталь и набор отверток и ключей.

Сперва снимается защитный чехол с ремня. Крепится он либо на защелки, либо на болты. После снятия чехла открывается доступ к ремню.

Прежде чем ослаблять ремень, выставляются метки ГРМ на шестерне распредвала и коленвале. На коленчатом вале метки размещаются на маховике. Вал проворачивают до тех пор, пока метки ГРМ на корпусе и на маховике не совпадут друг с другом. Если все метки совпали друг с другом, приступают к ослаблению и снятию ремня.

Для того чтобы снять ремень с шестерни коленчатного вала, необходимо демонтировать шкив привода ГРМ. С этой целью автомобиль поднимается домкратом и с него снимается правое колесо что дает доступ к болту шкива. На некоторых из них находятся специальные отверстия, через которые можно зафиксировать коленвал. Если их нет, то вал фиксируют на одном месте, устанавливая в венец маховика отвертку и упирая ее в корпус. После этого снимается шкив.

Доступ к ремню ГРМ полностью открывается, и можно приступать к его снятию и замене. Новый одевается на шестерни коленвала, затем цепляется за водяной насос и одевается на шестерни распредвала. За натяжной ролик ремень заводят в самую последнюю очередь. После можно возвращать все элементы на место в обратном порядке. Останется только натянуть ремень при помощи натяжителя.

Прежде чем запускать двигатель, желательно провернуть несколько раз коленчатый вал. Делают это для проверки совпадения меток и после проворачивания вала. Только после этого запускается двигатель.

Особенности процедуры замены ремня ГРМ

На автомобиле с системой DOHC ремень ГРМ заменяется немного по-другому. Сам принцип смены детали аналогичен вышеописанному, однако доступ к ней у таких машин сложнее, поскольку имеются закрепленные на болтах защитные чехлы.

В процессе совмещения меток стоит помнить о том, что распределительных валов в механизме два, соответственно, метки на обоих должны полностью совпасть.

У таких автомобилей, помимо направляющего ролика, имеется и опорный ролик. Однако, несмотря на наличие второго ролика, ремень заводится за направляющий ролик с натяжителем в самую последнюю очередь.

После того как новый ремень будет установлен, проверяется соответствие меток.

Одновременно с заменой ремня меняются и ролики, поскольку их срок эксплуатации совпадает. Также желательно проверить состояние подшипников жидкостного насоса, чтобы после проведения процедуры установки новых деталей ГРМ выход из строя помпы не стал неприятной неожиданностью.

fb.ru

Распределительный вал — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 марта 2016; проверки требуют 13 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 31 марта 2016; проверки требуют 13 правок.

Распределительный вал (или распредвал) — вал двигателя внутреннего сгорания, управляющий открытием и закрытием клапанов двигателя. Основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации тактов работы двигателя и впуска-выпуска топливной смеси/воздуха и отработанных газов.

В современных автомобильных двигателях, как правило, расположен в верхней части головки блока цилиндров и соединён со шкивом или зубчатой звёздочкой коленвала ремнём или цепью ГРМ соответственно, и вращается с вдвое меньшей частотой, чем последний (на 4-тактных двигателях). Составной частью распредвала являются его кулачки, количество которых традиционно соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Таким образом, каждому клапану соответствует индивидуальный кулачок, который и открывает клапан, набегая на рычаг толкателя клапана. Когда кулачок «сбегает» с рычага, клапан закрывается под действием мощной

возвратной пружины.

По расположению относительно блока цилиндров двигателя, распредвалы делятся на нижние и верхние:

Нижние расположены в самом блоке и в английской литературе обозначаются как «Cam-in-Block», могут управлять клапанами как с боковым, так и верхним расположением. Применялись широко в прошлом, а также и поныне для ряда тихоходных двигателей, либо там где требуется малая высота мотора.

Верхнее расположение распредвала достигается его размещением в головке блока цилиндров, и в английской терминологии обозначается как «OHC» или «Cam-in-Head». Позволяет создавать моторы с высокими рабочими оборотами и мощностью. Двигатели с единственным верхним распредвалом на головку блока цилиндров в английской терминологии обозначаются «SOHC», с двумя распредвалами — «DOHC». Часть двигателей вовсе лишена распредвала в механизме ГРМ (поршневой либо золотниковое газораспределение). Ниже описаны варианты верхнего расположения распредвала:

Двигатели с рядной конфигурацией цилиндров и 2 клапанами на цилиндр обычно имеют один распределительный вал, с 3 клапанами (как правило 2 впускных и один выпускной) — также один распредвал, с 4 клапанами — как один, так и два распредвала, хотя преобладают решения с двумя валами. V-образные и оппозитные двигатели — либо один распредвал в развале блока, либо два — по одному на каждую головку блока.

Использование одного распредвала упрощает конструкцию, удешевляет её, делает компактнее и дешевле в обслуживании. Применяется как правило в бюджетных моторах, либо там где использование двух распредвалов нерационально или технически затруднено.

Использование двух распредвалов позволяет проще организовать привод 4-х клапанов на цилиндр (это необходимо для увеличения наполнения цилиндров), уменьшить инерционные нагрузки в ГРМ, легко организовать сдвиг фаз газораспределения. Это один из обязательных пунктов в увеличении мощности и эффективности мотора. Современные двигатели всё чаще имеют системы регулировки фаз газораспределения, то есть механизмы, которые позволяют проворачивать распредвал относительно приводной звездочки, тем самым изменяя момент открытия и закрытия (фазу) клапанов, и тем самым увеличить наполнение цилиндров. Также применяются системы изменения хода клапанов, имеющие большее количество кулачков распредвала, чем самих клапанов.

4-цилиндровый двигатель Volkswagen, тип RP, объёмом 1,8 л. со снятой клапанной крышкой. Хорошо виден распределительный вал на 8 клапанов.

ru.wikipedia.org

Обсуждение:Газораспределительный механизм — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Хорошая, добротная статья. Спасибо авторам. Serg 01:23, 1 декабря 2010 (UTC)

Как один из составителей, вижу мало хорошего, вижу неполное раскрытие темы и жуткую мешанину в тексте. Впрочем спасибо. DL24 15:39, 3 декабря 2010 (UTC)

Нет предела совершенству и в данной статье конечно можно много доработать. Просто на мой взгляд она достатлчно сильно отличается от 80% статей в педии кои на мой взгляд просто мусор для количества. Удачи. Serg 21:32, 3 декабря 2010 (UTC)

(С) стараемся… DL24 10:45, 4 декабря 2010 (UTC)

Двухтактный двигатель[править код]

Может быть всё-таки пару слов обмолвиться?—Tucvbif ^?  _* 09:48, 26 апреля 2014 (UTC)

Именно пара слов есть, ссылка на статью. 217.118.93.83 19:26, 3 мая 2014 (UTC)

1) Главный минус нижеклапанной схемы — длина камеры (что эквивалентно большему диаметру цилиндра со снижением степени сжатия, замедлением продувки и другими радостями). Форма входных и выходных патрубков может быть разная, и не она определяет быстротечные процессы в камере сгорания.

2) Камера сгорания верхнеклапанных двигателей также получается литьём в кокиль или под давлением, и точно так же не обрабатывается. Шероховатость и погрешность изготовления не связаны с нижним расположением клапанов, это технологические проблемы.

3) Эластичность двигателя определяется расположением максимума крутящего момента относительно максимума мощности. Она выбирается при конструировании установкой фаз газораспределения, не форма толкателей (шайбы или коромысла) определяют кинематику клапанов. На самом деле, русские конструкторы создали ряд двигателей с чрезмерно широкими фазами газораспределения (такими как ВАЗ-2108, а особенно АЗЛК-412), в погоне за мощностью потеряв эластичность/крутящий момент. В двигателе АЗЛК с объёмом 1,7л применили другой распредвал, момент увеличился в 1,5 раза. Точно также DOHC ПОЗВОЛЯЕТ получить большие числа оборотов, что и делают, и лишь вследствие настройка фаз момент на низах меньше, а не потому что DOHC.Diselist (обс.) 16:24, 27 ноября 2017 (UTC)

К структурированию статьи[править код]

В en-wiki статья эта родительская, и большие разделы (такие как нижне- и верхнеклапанные) разнесены по отдельным, умеренного размера статьям. Также имеется шаблон, в котором эти схемы забиты. То есть, структурировано. Собираюсь в ближайший месяц-два сделать так же (то есть перевести шаблон, перенести материал в дочерние, умеренного размера, статьи). Собственно, эту работу в личном пространстве уже начал. Смысл в том, что слишком большая статья становится неуправляемой, а с другой стороны, на неё ведёт большое кол-во редиректов. Поэтому буржуины делают статьи под каждую схему/деталь, но некрупные.

Поскольку объём изменений велик и связан с изъятием материала в дочерние, прошу консенсуса. Кто за?—Diselist (обс.) 17:11, 28 апреля 2019 (UTC)

ru.wikipedia.org

Система изменения фаз газораспределения CVVT: устройство и принцип работы

Современное законодательство в области экологии заставляет автопроизводителей конструировать более совершенные двигатели, повышать их эффективность и снижать выбросы вредных веществ в отработанных газах. Конструкторы учатся управлять процессами, которые ранее принимались с компромиссными усредненными параметрами. Одной из таких разработок является система изменения фаз газораспределения (CVVT). В этой статье мы не будет подробно описывать про фазы газораспределения, с этой информацией можно ознакомиться здесь.

Устройство системы CVVT

CVVT (Continuous Variable Valve Timing) – это система непрерывного регулирования фаз газораспределения двигателя, обеспечивающая более эффективное наполнение цилиндров свежим зарядом. Это достигается за счёт смещения момента открытия и закрытия впускного клапана.

Система CVVT автомобиля

Система включает в себя гидравлический контур, состоящий из:

• Управляющего клапана-соленоида.
• Фильтра системы VVT.
• Исполнительного механизма (гидравлической муфты CVVT).

Все компоненты системы устанавливаются в головке блока цилиндров двигателя. Фильтр системы VVT подлежит периодической чистке или замене.

Гидравлические муфты CVVT могут быть установлены как на впускном, так и на обоих валах ДВС.

В случае установки фазовращателей на впускном и выпускном распределительных валах эта система газораспределения будет называться DVVT (Dual Variable Valve Timing).

Основные компоненты системы изменения фаз газораспределения

К дополнительным элементам системы также относятся датчики:

• Положения и частоты оборотов коленчатого вала.
• Положения распределительного вала.

Данные элементы подают сигнал на ЭБУ двигателя (блок управления). Последний обрабатывает информацию и формирует сигнал на электромагнитный клапан, регулирующий подачу масла в муфту CVVT.

Муфта CVVT

Гидравлическая муфта (фазовращатель) имеет звёздочку на корпусе. Она приводится в движение ремнем или цепью привода ГРМ. Распределительный вал жестко соединен с ротором фазовращателя. Между ротором и корпусом муфты расположены масляные камеры. За счёт давления масла, создаваемого масляным насосом возможно смещение ротора и корпуса между собой.

Муфта состоит из:

• ротора;
• статора;
• стопорного штифта.

Стопорный штифт необходим для работы фазовращателей в аварийном режиме. Например, при понижении давления масла. Он выталкивается вперед, что позволяет замкнуть корпус и ротор гидравлической муфты в среднем положении.

Муфта и клапан VVT

Как работает управляющий клапан-соленоид VVT

Данный механизм служит для регулирования подачи масла на задержку и опережение открытия клапанов. Устройство состоит из следующих элементов:

• Плунжер.
• Разъём.
• Пружина.
• Корпус.
• Золотник.
• Отверстия для подвода масла, подачи и слива.
• Обмотка.

ЭБУ двигателя формирует сигнал, после чего электромагнит перемещает золотник через плунжер. Это позволяет перепускать масло в разном направлении.

Принцип работы

Принцип работы системы заключается в изменении положения распределительных валов относительно шкива коленчатого вала.

Система имеет два направления работы:

• Опережение открытия клапанов.
• Запаздывание открытия клапанов.

Опережение

Масляный насос при работе ДВС создает давление, которое подается на электромагнитный клапан CVVT. ЭБУ за счёт широтно-импульсной модуляции (ШИМ) управляет положением клапана VVT. Когда необходимо отрегулировать исполнительный механизм на максимальный угол опережения, клапан перемещается и открывает масляный канал к камере опережения гидромуфты CVVT. Из камеры запаздывания жидкость в это же время начинает сливаться. Это позволяет переместить ротор с распределительным валом относительно корпуса в противоположное относительно вращения коленвала направление.

Например, угол положения муфты CVVT на холостых оборотах составляет 8 градусов. И так как угол механического открытия клапана ДВС составляет 5 градусов, фактически он открывается на 13.

Запаздывание

Принцип аналогичен предыдущему, однако клапан-соленоид при максимальном запаздывании открывает масляный канал к ка

techautoport.ru

Газораспределительный механизм. Назначение и устройство ГРМ

Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.

Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.

 

Устройство ГРМ

В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник. Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки». Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).

С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.

Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.

Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.

Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей. Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.

 

Принцип работы ГРМ

Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.

Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед надеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем надевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.

При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.

Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.

В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь надевается на вал совместно со шкивом.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

autoustroistvo.ru

Механизм газораспределения двигателя

Категория:

   Передвижные электростанции

Публикация:

   Механизм газораспределения двигателя

Читать далее:

Механизм газораспределения двигателя

Газораспределительный механизм дизелей Д-40Р и КДМ-100 имеет подвесные клапаны и состоит из клапанно-распределитель-ного механизма, распределительных шестерен и механизма декомпрессора. Клапаны расположены в головках цилиндров дизелей.

Механизм декомпрессора позволяет открывать впускные клапаны и таким образом облегчает прокручивание коленчатого вала при пуске дизеля.

Распределительные валы газораспределительного механизма стальные, имеют по четыре пары кулачков и по три опорные шейки. Один из кулачков каждой пары воздействует на впускной, а другой на выпускной клапаны цилиндров. Подшипниками распределительного вала дизеля Д-40Р служат три втулки из антифрикционного чугуна, а дизеля КДМ-100 — три стальные втулки, залитые баббитом и запрессованные в стенках блок-картера.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Толкатели дизеля Д-40Р изготовлены из стали, их трущиеся поверхности цементированы и закалены. Толкатели дизеля КДМ-100 чугунные с отбеленной рабочей поверхностью. Оси толкателей смещены относительно осей кулачков для обеспечения толкателям при работе вращательного движения, в результате чего достигается равномерный износ их тарелок.

Распределительный вал дизеля КДМ-100 (рис. 1) стальной, с восемью кулачками и тремя опорными шейками. Подшипниками вала служат три стальные втулки, залитые баббитом и запрессованные в гнезда в стенках блок-картера. Для лучшего удержания и распределения масла шейки распределительного вала имеют спиральные канавки. На переднем конце вала насажены на шпонке упорный бронзовый диск и распределительная шестерня с двойным венцом, закрепленные гайкой.

Осевое перемещение распределительного вала в пределах 0,10-0,33 мм обеспечивается упорным диском. Толкатели расположены над кулачками распределительных валов в четырех кронштейнах, прикрепленных к боковой стенке блок-картера.

На конце стержня толкателя имеется кольцевая выточка, в которой устанавливается пружинное кольцо, предохраняющее толкатель от выпадания из кронштейна.

Рис. 1. Клапанно-распределительный механизм дизеля КДМ-100: 1 — толкатель, 2 — пружинное кольцо, 3 — валик коромысел, 4 — заглушка, 5 втулка коромысла, 6 — распорная пружина, 7— упорная шайба, 8 — колпак, 9 — регулировочный винт, 10 — коромысло, 11 — контргайка, 12 — стопор, 13 — стакан клапана, 14 — стойка валика коромысел, 15 наружная пружина клапана, 16 — внутренняя пружина- клапана, 17 — втулка клапана, 18- впускной клапан, 19 — кронштейн толкателя, 20 — штанга, 21 — верхний наконечник штанги, 22 — нижний наконечник штанги

Движение от распределительного вала к коромыслам передается через толкатели и полые стальные штанги. Штампованные стальные коромысла качаются на полых стальных валиках. На каждом из двух валиков установлено по четыре коромысла. Коромысло имеет два плеча — короткое и длинное. В короткое плечо ввернут регулировочный винт, входящий в чашку верхнего наконечника штанги толкателя; длинное плечо упирается в стальной стакан и через него — в торец клапана. Валик коромысел закреплены стопорами на чугунных стойках, установленных на головках цилиндров. Пружины прижимают коромысла к стойкам. Короткое плечо коромысла имеет боковую площадку, в которую упирается наконечник штанги декомпрессора. Для доступа смазки к трущимся поверхностям втулок коромысел на каждом валике имеется пять отверстий. На концах валиков коромысел в отверстиях установлены заглушки. В отверстие, находящееся в средней части валика, ввернут штуцер, по которому масло из масляной магистрали поступает в полость валика.

Боковое давление от коромысел воспринимается стаканами, и таким образом устраняются перекосы стержня клапана и уменьшается его износ. В каждой из двух головок цилиндров установлены в чугунных направляющих втулках четыре клапана: по одному впускному и одному выпускному на каждый цилиндр. Клапаны под действием наружной и внутренней пружин плотно прижаты тарелкой к гнезду в головке цилиндров.

Рис. 2. Шестерни распределения и передачи движения механизмам дизеля Д-40Р: 1 — риска на фланце картера шестерен для установки шестерни привода топливного насоса, 2 — шестерня привода топливного насоса, 3 — промежуточная шестерня, 4 — шестерня распределительного вала, 5 — риска на картере шестерен, 6 — шестерня привода вентилятора, 7 — шестерня коленчатого вала, 8 — риска на картере для установки шестерни коленчатого вала, 9 — промежуточная шестерня привода масляного насоса

Клапаны изготовлены из легированной стали. Диаметры тарелок всех клапанов одинаковы. Выпускной клапан имеет отражатель отработавших газов. На верхнем стержне установлена тарелка, в которую упираются пружины клапана. Со стержнем клапана тарелка соединена при помощи разрезных конических сухариков.

Для согласованной работы клапанно-распределительного механизма, топливного насоса и других агрегатов и узлов вращение от коленчатого вала передается через распределительные шестерни, которые установлены у передней стенки блок-картера.

Рис. 3. Шестерни распределения и передачи движения механизмам дизеля КДМ-100: 1 — шестерня привода масляного насоса, 2- малая промежуточная шестерня, 3 — шестерня генератора, 4 — большая распределительная шестерня, 5 — малая распределительная шестерня, 6 — шестерня привода топливного насоса, 7 — шестерня привода водяного насоса, 8 — большая промежуточная шестерня, 9 — шестерня коленчатого вала

Шестерни распределения и передачи движения механизмам дизеля Д-40Р размещены в специальном картере, закрепленном на передней стенке блок-картера. На шестернях, а также на картере шестерен выбиты метки. Передача вращения от шестерни коленчатого вала к шестерне привода топливного насоса, шестерне распределительного вала и шестерне привода вентилятора осуществляется через промежуточную шестерню. Шестерня коленчатого вала передает вращение промежуточной шестерне привода масляного насоса, которая в свою очередь передает вращение шестерне масляного насоса (на рисунке не показана).

При сборке шестерни вводят в зацепление так, чтобы соответствующие метки на шестернях и на картере совместились. Если шестерни будут зацеплены не по меткам, то двигатель не будет работать или не будет развивать полной мощности. При сборке шестерен необходимо метку на шестерне совместить с риской, метку на шестерне — с риской и метку Д на шестерне с риской. Шестерни устанавливают произвольно.

Рис. 4. Клапанно-распределительный механизм дизелей Д6 и Д12: 1 — распределительный вал выпускных клапанов, 2 — впускной клапан, 3 — крышка головки блока, 4- верхняя тарель клапана, 5 — замок тарели клапана, 6 — внутренняя пружина клапана, 7 — наружная пружина клапана, 8 — направляющая втулка клапана, 9 — седло гнезда клапана, 10-выпускные клапаны, 11 — головка блока цилиндров, 12 и 14 — пружинные кольца, 13 — резьбовой зажим, 15 — регулировочная втулка, 16 — верхняя шестерня наклонного валика, 17 — двойная (коническая и цилиндрическая) шестерня распределительного вала впускных клапанов, 18 — шестерня распределительного вала выпускных клапанов, 19 — крышка подшипника, 20 — форсунка, 21 — основание подшипника распределительных валов, 22 — распределительный вал впускных клапанов

Шестерни распределения и передачи движения механизмам дизеля КДМ-100 устанавливают по меткам на зубьях и впадинах. Метки имеются на шестернях и шестерне привода регулятора.

Клапанно-распределительный механизм дизелей Д6 и Д12 имеет два распределительных пала (у дизеля Д12 по два вала на каждый блок). Каждый цилиндр обслуживают два впускных и два выпускных клапана. Впускные и выпускные клапаны имеют одинаковое устройство, каждый клапан состоит из круглого диска, называемого тарелью, и стержня. На верхнюю полированную плоскость тарели непосредственно нажимает кулачок распределительного вала. В верхней части стержня клапана имеются шлицы для установки в них замка, в который упираются пружины. Стержнями клапаны вставлены в направляющие бронзовые втулки, запрессованные в отверстия в головке блока. При закрытии клапан под действием пружин садится в седло гнезда, установленного в головке блока цилиндров. Для подвода масла к подшипникам распределительных валов и тарелям клапанов валы выполнены полыми. Первая и седьмая опорные шейки распределительного вала имеют по два отверстия для смазки, а остальные шейки и все кулачки — по одному. На каждом распределительном валу расположено двенадцать кулачков.

Распределительный вал имеет правое вращение, а вал — левое. На валу установлена двойная шестерня, закрепленная при помощи регулировочной втулки с внутренними прямоугольными и наружными треугольными шлицами. Прямоугольными шлицами втулка насажена на распределительный вал, а треугольные шлицы входят во внутренние шлицы шестерен вала. В передние торцы распределительных валов ввинчены резьбовые зажимы, прижимающие шестерни через регулировочные втулки к упорному бурту вала. Зажим, ввернутый в передний торец вала, застопорен относительно втулки пружинными кольцами, что позволяет вводить втулку в зацепление с шестернями и распределительным валом и выводить из зацепления поворотом зажима в резьбе. Крышка второго подшипника крепится на трех болтах, а крышка переднего подшипника — на четырех болтах. Цилиндрическая шестерня распределительного вала получает вращение от шестерни. Над каждым цилиндром в головке блока вЬернута форсунка. Сверху головка блока цилиндров закрыта крышкой.

Рис. 5. Механизм передач дизеля Д6

Механизм передач дизеля Д6 состоит из привода топливного насоса (наклонного валика с шестернями и горизонтального валика с шестерней), привода газораспределения (вертикального валика с шестернями и шестерен), привода генератора (наклонного валика с шестернями) и горизонтального валика с конической шестерней, приводов масляного, водяного и топливоподкачивающего насосов.

Привод топливного насоса осуществляется следующим образом: от шестерни, установленной на шлицах хвостовика коленчатого вала, и конических шестерен, изготовленных заодно с наклонным валиком, через коническую шестерню установленную на шлицах наклонного валика, вращение передается конической шестерне (валик и шестерня изготовлены заодно). Коническая шестерня зацеплена с шестерней вертикального валика газораспределения. Шестерня упирается в упорную шайбу, под которой имеется регулировочная шайба. Горизонтальный валик топливного насоса с подшипником размещен в верхнем картере. Вдоль оси и по радиусам в валике просверлены отверстия для подвода смазки к шейкам.

Привод газораспределения осуществляется следующим образом. Коническая шестерня вертикального валика привода газораспределения приводится во вращение от шестерни. На верхнем конце вертикального валика заодно с ним изготовлена-коническая шестерня, которая передает вращение конической шестерне распределительного вала впускных клапанов. Цилиндрическая шестерня приводит во вращение шестерню распределительного вала выпускных клапанов. Шестерни установлены на шлицах распределительных валов.

Привод водяного, масляного и топливоподкачивающего насосов осуществляется от коленчатого вала через нижний вертикальный валик, изготовленный заодно с шестерней, находящейся в зацеплении с шестерней. Валик вращается в бронзовых втулках, запрессованных в нижнюю часть картера. Нижним шлицевым концом валик входит в хвостовик цилиндрической шестерни, а в паз этой шестерни входит кулачок валика водяного насоса. Шестерня находится в зацеплении с промежуточной цилиндрической шестерней, которая в свою очередь зацеплена с шестерней ведущего валика масляного насоса. Валик шестерни вращается в шариковом подшипнике, насаженном на ось, закрепленную в нижней части картера.

В цилиндрическую шестерню привода топливоподкачнваю-щего насоса запрессована коническая шестерня, которая передает вращение конической шестерне, имеющей квадратное отверстие. В это отверстие входит конец промежуточного валика топливоподкачивающего насоса. Смазка к подшипникам и втулкам поступает по трубкам и сверленым каналам в картере блока и затем стекает в нижнюю часть картера.

Рис. 6. Декомирессиоиный механизм дизеля Д-40Р: 1 — впускной клапан, 2 — коромысло, 3 — штанга, 4 — толкатель, 5 — кулачок, 6 — валик с лысками, 7- рычажок, 8 — тяга с вилками, 9 — рычаг валика управления декомпрессионным механизмом. 10 — валик управления декомпрессионным механизмом, 11 — сектор, 12 — рычаг с фиксатором, 13 — тяга

Привод зарядного генератора осуществляется при помощи наклонного валика. Коническая шестерня, изготовленная заодно с валиком, получает вращение от коленчатого вала и передает его через коническую шестерню шестерне горизонтального валика привода генератора. Шестерня установлена на шлицах валика и закреплена гайкой и контргайкой.

Прокручивание коленчатого вала при пуске дизеля затрудняется из-за большой компрессии в цилиндрах. Для устранения компрессии дизели оборудованы декомпрессионными механизмами, позволяющими при пуске открывать и удерживать клапаны в открытом положении. При включении декомпрессионного механизма специальные валики воздействуют своими выступами на толкатели впускных клапанов и открывают их.

Декомпрессионный механизм дизеля Д-40Р (рис. 6) состоит из четырех валиков с лысками на концах, установленных в отверстиях блока, и рычажка, соединенных между собой тягой.

При установке рычага на секторе в положение Работа лыски валиков и валики не касаются толкателей. Толкатели поднимаются кулачками распределительного вала на всю величину хода.

Если переместить рычаг в положение Прогрев, валики первого и второго цилиндров, поворачиваясь, приподнимут толкатели, в результате чего штанги тоже приподнимутся и впускные клапаны при воздействии на них коромысел откроются; воздух в этих цилиндрах сжиматься не будет. При установке рычага в положение Прогрев валики всех цилиндров приподнимают толкатели и удерживают их, а поэтому сжатия воздуха в цилиндрах не происходит.

Декомпрессионный механизм дизеля КДМ-100 (рис. 7) состоит из валика с лысками, четырех штанг с наконечниками, рычага, кронштейна и тяги.

Валик имеет четыре лыски, расположенные в разных плоскостях. Штанги декомпрессора нижними концами упираются в лыски валика, а верхними — в боковые площадки на коротких плечах коромысел впускных клапанов.

На кронштейне имеются три надписи: Рабоч., Полов, и Пуск. Каждому положению рычага с фиксатором соответствует определенное расположение лысок на валике относительно штанг декомпрессора. Если рычаг с фиксатором установить против надписи Рабоч., между наконечниками 3 всех штанг и коромыслами будет зазор и клапаны закроются. При этом положении рычага с фиксатором происходит сжатие воздуха в цилиндрах согласно порядку их работы.

Если рычаг с фиксатором установить в положение Полов., штанги второго и третьего цилиндров, приподнимаясь, надавят на коромысла, которые в свою очередь нажмут на стаканы и впускные клапаны откроются; воздух в этих цилиндрах сжиматься не будет.

При установке рычага с фиксатором против надписи Пуск все четыре штанги станут давить на коромысла и впускные клапаны будут удерживаться в открытом положении. В этом случае воздух в цилиндрах сжиматься не будет. Клапаны не должны подниматься более чем на 3,5 мм, иначе может произойти поломка деталей вследствие ударов поршней о головки клапанов.

Рис. 7. Декомирессионный механизм дизеля КДМ-100: 1 — валик с лысками, 2 — штанга, 3 — регулировочный наконечник, 4 — коромысло, 5 — разгрузочный стакан, 6 — тяга с вилками, 7 — кронштейн, 8 — рычаг с фиксатором, 9 — впускной клапан, 10 — лыска на валике, 11 — регулировочный болт клапанного механизма

—

Этот механизм служит для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры двигателя и выпуска из них отработавших газов. В двигателе «Москвич» он состоит из распределительного вала с цепным приводом, коромысел, впускных и выпускных клапанов с направляющими втулками и седлами, пружин клапанов с деталями их крепления и устройства для регулировки теплового зазора между стержнем клапана и нажимным регулировочным винтом.

Распределительный вал чугунный, вращается непосредственно в теле головки блока цилиндров на трех опорах. На нем расположены восемь кулачков для привода клапанов и эксцентрик привода топливного насоса. От осевого перемещения он удерживается опорным фланцем, помещенным на переднем конце вала и привернутым двумя болтами к головке блока цилиндров. Внутри вала просверлен масляный канал, закрытый с торцов заглушками. В кулачках и опорах вала имеются сверления, соединяющиеся с масляным каналом вала.

Привод вала осуществляется двухрядной втулочно-роликовой цепью от стальной ведущей звездочки, насаженной на переднем конце коленчатого вала. Чугунная ведомая звездочка укреплена на фланце распределительного вала, ее фиксация по отношению к кулачкам производится при помощи установочного штифта. Для постоянного натяжения цепи имеется натяжное устройство, состоящее из натяжной звездочки, устанавливаемой на конце двуплечего рычага, и плунжера с пружиной, упирающегося в плечо рычага. Для гашения колебаний цепи со стороны ее ведущей ветви в приводе имеется пластмассовый успокоитель, укрепленный на переднем торце блока цилиндров.

Рис. 8. Механизм газораспределения двигателя «Москвич»:

Коромысла привода клапанов установлены на двух полых стальных осях, расположенных параллельно по обе стороны распределительного вала в опорных приливах головки блока цилиндров.

Клапаны установлены в металлокерамических втулках, запрессованных в головке блока, и расположены по четыре в каждом ряду под углом 52° между собой. В правом ряду — выпускные, в левом — впускные. Седла клапанов вставные, изготовлены из жароупорного чугуна и запрессованы в головку блока цилиндров. Для лучшего наполнения цилиндра горючей смесью головка впускного клапана имеет больший диаметр, нежели выпускного, каждый клапан прижимается к своему седлу двумя цилиндрическими пружинами. Наружная пружина имеет витки, навитые в левую сторону с переменным шагом, а внутренняя — навитые в правую сторону с равным шагом. Установка двух пружин уменьшает вибрацию клапанов на больших скоростях вращения распределительного вала и предупреждает падение клапана в цилиндр в случае поломки одной из пружин. Опорная шайба пружины удерживается на стержне клапана двумя сухарями, устанавливаемыми в выточку на стержне. При вращении распределительного вала кулачок выпуклой частью набегает на короткий конец коромысла, которое, поворачиваясь на оси, длинным плечом через регулировочный винт нажимает на стержень клапана и открывает его, опуская вниз. Когда кулачок повернется и выпуклой частью не будет нажимать на коромысло, клапан закроется под действием сил упругости пружин.

Между наконечником регулировочного винта и стержнем клапана устанавливают тепловой зазор. Этот зазор обеспечивает плотное закрытие клапана при его удлинении от нагревания во время работы двигателя. При отсутствии и недостаточной величине зазора будет неплотная посадка головки клапана в седло и, как следствие этого, пропуск газов, потеря мощности двигателя и быстрее обгорание кромки головки клапана. Регулировочное устройство для изменения величины теплового зазора состоит из винта с наконечником, установленных в коромысле, и контргайки. Величина зазора изменяется путем поворота регулировочного винта при отвернутой контргайке. Зазор для впускных и выпускных клапанов двигателей «Москвич» и ВАЗ на холодном двигателе должен быть 0,15 мм.

На двигателе ВАЗ механизм газораспределения с верхним расположением распределительного вала и однорядным наклонным расположением клапанов.

Распределительный чугунный вал — пятиопорный с восемью кулачками — установлен в специальном корпусе из алюминиевого сплава, укрепляемого на головке блока при помощи шпилек. Вращение от коленчатого вала к распределительному передается при помощи двухрядной втулочно-роликовой цепи. Одновременно этой цепью осуществляется привод ведомой звездочки к вала масляного насоса. Для постоянного натяжения цепи в заданных пределах имеется специальное устройство с натяжным башмаком. Внутри корпуса натяжного устройства помещается разрезной конус (цанга), затягиваемый гайкой. В конусе зажат регулировочный стержень. На стержень надета предварительно сжатая пружина, которая стремится переместить стержень вправо вместе с плунжером, надетым на его торец. Внутри канала стержня помещается вторая пружина меньшей упругости, которая стремится переместить плунжер вправо относительно стержня. В связи с тем что жесткость наружной пружины стержня больше жесткости внутренней, при упоре плунжера в башмак внутренняя пружина будет полностью сжата, а по мере удлинения цепи плунжер под действием внутренней пружины переместит башмак, сохраняя необходимое натяжение цепи. Для уменьшения колебаний приводной цепи имеется успокоитель, укрепленный на картере двигателя.

Рис. 9. Механизм газораспределения двигателя ВАЗ:
1 — коленчатый вал; 2 — ведущая звездочку; 3 —цепь; 4 — башмак натяжного устройства цепи; 5 — натяжное устройство; 6 — ведомая зваздочка; 7 — кулачок; 8 — рычаг привода клапана; 9 — опорная шейка распределив тельного вала; 10 — пружина рычага; 11, 12 впускной и выпускной клапаны; 13— втулка клапана; 14 — резьбовая втулка регулировочного болта; 15 — регулировочный болт; 16, 17 — наружная и внутренняя пружины; 18 — успокоитель цепи; 19 — звездочка привода масляного насоса и распределителя зажигания; 20 — гайка; 21 — регулировочный стержень; 22 — пружина плунжера; 23 — плунжер; 24 — пружина регулировочного стержня; 25 л разрезной конус (цанга)

Открытие клапанов осуществляется при помощи стальных рычагов со шпилечными пружинами, постоянно прижимающими их концы к стержням клапанов. Рычаг своим сферическим углублением опирается на сферическую головку регулировочного болта, который завернут в стальную втулку головки блока и закреплен контргайкой. Изменение зазора между кулачком и рычагом производится поворотом регулировочного болта при ослабленной контргайке. При вращении распределительного вала его кулачок набегает выпуклой частью на рычаг, который, поворачиваясь на сферической опоре, другим концом нажимает на стержень клапана и открывает его. Когда кулачок выпуклой частью повернется в противоположную сторону, рычаг отойдет в исходное положение, и клапан под действием пружин закрывается.

Механизм газораспределения двигателя МеМЗ с верхним однорядным расположением клапанов и нижним размещением распределительного вала. Распределительный вал стальной трехопорный, на конце третьей опорной шейки нарезана винтовая шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя. От осевого перемещения вал удерживается упорным фланцем, установленным на его переднем конце. Привод распределительного вала осуществляется парой шестерен: на коленчатом валу — стальной, на распределительном — текстолитовой со стальной ступицей. Шестерня на распределительном валу закрепляется гайкой-эксцентриком, от которой получает привод топливный насос.

Внутри распределительного вала помещается вал балансирного механизма с противовесами. Его вращение обеспечивается парой стальных шестерен, установленных на коленчатом и балансирном валах. При вращении распредвала движение от кулачка. передается на толкатель, штангу, винт и короткий конец коромысла, которое другим концом нажимает на стержень клапана и, сжимая пружины, перемещает его вниз. При этом открывается отверстие, соединяющее канал головки имлиндра с камерой сгорания.

Рис. 10. Механизм газораспределения двигателя МеМЗ:
1, 2 — наружная и внутренняя пружины клапана; 3— опорная тарелка пружин; 4 сухари крепления опорной тарелки; 5 — крышка клапанного механизма; 6 — коромысло привода клапана; 7 — валик коромысел; 8 — контргайка регулировочного винта; 9 — регулировочный винт; 10 — головка цилиндров; 11 — клапан; 12 — кожух штанги; 13 — штанга; 14 — пружина; 15 — толкатель; 16 — распределительный вал; 17 — балансирный вал

Толкатели — плунжерного типа, чугунные с отбеленной поверхностью или стальные с наплавленным на торце твердым сплавом.

Штанги — трубчатые, дюралюминиевые с напрессованными стальными наконечниками. Коромысла стальные с регулировочными винтами и контргайками. Каждый клапан в закрытом положении удерживается двумя пружинами, которые верхними концами упираются в опорную тарелку, удерживаемую на стержне клапана при помощи конусных сухарей.

На концы стержней выпускных клапанов надеваются специальные колпачки с высокой твердостью торцовой поверхности, что повышает износостойкость.

—

На всех дизельных двигателях применяют систему газораспределения с верхним расположением клапанов, установленных в головке цилиндров.

У V-образных двигателей распределительный вал устанавливается в развале между цилиндрами. Привод его осуществляется у большинства двигателей посредством пары косозубых шестерен от коленчатого вала двигателя. У двигателя ЯМЗ-740 в привод распределительного вала включен блок из двух промежуточных шестерен, вращающийся на сдвоенном коническом роликовом подшипнике.

У стального распределительного вала поверхность шеек и кулачков цементирована и подвергнута термической обработке токами высокой частоты. Профилю кулачков придана безударная форма. Вращается распределительный вал в подшипниках, выполненных в теле блока с вставленными в них стальными втулками, залитыми антифрикционным сплавом. Корпус подшипника задней опоры (ЯМЗ-740) или упорный фланец в передней части блока (ЯМЗ-236) удерживает распределительный вал от осевого смещения. На рис. 12 показан механизм газораспределения двигателя ЯМЗ-236.

Клапаны изготовлены из высоколегированной стали, обладающей высокой жаропрочностью. Конструктивно впускные и выпускные клапаны выполнены одинаково, но различаются между собой диаметром тарелок: у впускных — диаметр тарелки больше, у выпускных — меньше.

Рис. 11. Механизм газораспределения двигателя ЯМЭ-236:
1 — шестерня привода топливного насоса высокого давления; 2 — упорная пластина; 3 — шестерня привода распределительного вала; 4 — втулка оси толкателей; 5 — клапан; 6 — коромысло; 7 — штанга; 8 — ось толкателей; 9 — толкатели; 10 — направляющая втулка; II — стойка оси коромысел; 12 — ось коромысла; 13 — распределительный вал; 14 — втулка подшипника распределительного вала

Стержень клапана покрыт графитом, что уменьшает его износ, направляющие втулки клапанов металлокерамнческие. Попадание масла через зазор между стержнем клапана и втулкой предотвращается установкой резиновых манжет. Клапаны закрываются под действием двойных пружин, упирающихся с одной стороны в шайбу на головке цилиндров, а с другой — в упорную тарелку, удерживаемую на стержне клапана двумя сухарями.

Толкатели, передающие усилие от кулачков штангам привода клапанов, могут быть различной конструкции. У двигателей ЯМЗ-740 толкатели тарельчатого типа с цилиндрической направляющей частью; изготовлены из стали и наплавлены отбеленным чугуном. Они перемещаются в направляющих, установленных в развале блока цилиндров. У двигателей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238 толкатели качающиеся роликовые: установлены на обшей неподвижной оси.

Устройство толкателя двигателя ЯМЗ-236 показано на рис. 12. В надеваемый на неподвижную ось корпус толкателя запрессованы латунные втулки. Выступ толкателя, опирающийся на кулачок распределительного вала, имеет ролик, установленный на оси. Ось вращается в игольчатых подшипниках. Над роликом в толкатель запрессована пята из высококачественной стали. В сферическую выемку пяты входит штанга, передающая движения коромыслу.

Штанги — стальные трубчатые с запрессованными в них стальными наконечниками.

Коромысла изготовлены в виде двуплечих стальных рычагов, попарно установленных на осях, закрепленных в головках цилиндров и удерживаемых от осевого перемещения пружинами фиксатора. Бронзовые втулки коромысел смазаны маслом, поступающим по сверленым каналам. Длинное плечо коромысла заканчивается носком, действующим на стержень клапана. Короткое плечо коромысла опирается на штангу. Тепловой зазор между носком коромысла и стержнем клапана устанавливается при помощи регулировочного винта с контргайкой. Величина зазора 0,25—0,30 мм.

Рис. 12. Устройство роликового толкателя двигателя ЯМЭ-236:
1 — пята; 2 — ролик; 3 — игольчатый подшипник; 4 — ось; 5 — корпус толкателя; 6 — латунная втулка

Фазы газораспределения. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью и очистки их от отработавших газов открытие и закрытие клапанов не совпадают с приходом поршня в в.м.т. и н.м.т.

В результате закрытия выпускного клапана с запаздыванием, и открытия впускного клапана с опережением по отношению к в.м.т. оба клапана некоторый период открыты одновременно. Большая скорость происходящих процессов, даже при относительно небольшой частоте вращения вала двигателя, исключает смешивание потоков отработавших газов и чистого воздуха. Отработавшие газы продолжают выходить через выпускной клапан, а поступающий воздух способствует лучшей очистке от них полости камеры сгорания в днище поршня. Отсасывание небольшого количества чистого воздуха в выпускной трубопровод обеспечивает продувку верхней части цилиндра, что не отражается на его наполнении свежим зарядом, а приводит к лучшей очистке от отработавших газов.

Рис. 13. Диаграмма фаз газораспределения дизельного двигателя ЯМЗ-740

Диаграмма фаз газораспределения двигателя ЯМЗ-740 показана на рис. 13. Открытие впускного клапана происходит за 10° до в.м.т., а закрытие—при 46° после н.м.т. Выпускной клапан открывается за 66° до н.м.т. и закрывается при 10° после в.м.т.

Рекламные предложения:

Читать далее: Линия подачи топлива низкого давления

Категория: — Передвижные электростанции

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Система синхронизации двигателя

В течение сорока лет после первый полет братьев Райт использовались самолеты двигатель внутреннего сгорания повернуть пропеллеры генерировать толкать. Сегодня большинство самолетов авиации общего назначения или частных самолетов все еще находятся в эксплуатации. с пропеллерами и двигателями внутреннего сгорания, как и ваш автомобильный двигатель. Мы обсудим основы двигатель внутреннего сгорания с использованием Двигатель братьев Райт 1903 года, показанный на рисунке в качестве примера. Дизайн братьев очень прост по сегодняшним меркам, так что это хороший двигатель для студентов, чтобы изучить и изучить основы двигателей и их операция.На этой странице мы представляем компьютерный чертеж системы хронометража Райта Авиадвигатель братьев 1903 года.

Механическое управление

На рисунке вверху показаны основные компоненты системы синхронизации . на двигателе Wright 1903 года. В любом двигателе внутреннего сгорания топливо и кислород объединяются в процесс горения произвести силу, чтобы повернуть коленчатый вал двигателя. Чтобы произвести полезную работу, горение должно происходить в конце ход сжатия двигателя цикл.После рабочий ход выпускной клапан необходимо открыть, чтобы очистить цилиндр от отработанных выхлопные газы. Задача системы хронометража — вызывать различные операции цикл двигателя должен происходить в правильной последовательности в нужное время.

Система ГРМ состоит из нескольких механических компонентов. Главный Ведущая звездочка прикреплена к коленчатому валу двигателя вне картер на передней части двигателя. Ведущая звездочка имеет шесть зубцов, которые входят в зацепление. отверстия на приводной цепи .Цепь проходит вокруг ведущей звездочки. и большая звездочка распределительного вала . Расположение точно так же, как цепь на велосипеде от педалей до заднего колеса. Большая звездочка распредвала имеет двенадцать зубцов, поэтому два оборота Коленвал производят один оборот распределительного вала клапана. Это необходимое соотношение для четырехтактный двигатель, в котором поршень (прикрепленный к коленчатому валу) делает два прохода через цилиндр во время каждого цикла. Чтобы сохранить правильное натяжение цепи, есть небольшое регулируемое натяжение колесо на внешней стороне цепи.

Цепь газораспределительного механизма вращает распределительный вал клапана , который расположен на низ двигателя. На рисунке вверху этой страницы и в этом компьютерная анимация, движок смотрим снизу.

К кулачковому валу клапана прикреплены четыре кулачка . Кулачки вращаются вместе с валом, а Поверхность каждого кулачка опирается на коромысло выхлопной клапан каждого цилиндра. Из-за дизайна поверхности или кулачок, коромысло опускается, а клапан открывается, в определенные моменты времени и в определенные интервалы во время вращения вала.Это движение гарантирует, что клапан открывается только во время такта выпуска. цилиндра. Обратите внимание на анимацию, что четыре рычага-качалки двигаться в разное время. Это движение поддерживает Порядок зажигания цилиндров.

На распредвале клапана рядом с передней частью находится небольшая шестерня. вала, справа на рисунке. Эта шестерня входит в зацепление с другой шестерней на валу распределительного вала зажигания . Вращение этих шестерен вала зажигания вызывает срабатывание кулачка зажигания. вал, чтобы вращаться в противоположном направлении от кулачкового вала клапана, но вращаются с одинаковой скоростью.На валу кулачка зажигания расположены четыре кулачки зажигания , которые включают пружинные выключатели электрическая система. На анимации зажигание кулачки и вал окрашены в зеленый цвет. Комбинация кулачков клапана и зажигания кулачки гарантируют, что клапаны открываются и закрываются в нужное время в двигателе цикл, и воспламенение происходит, когда клапаны закрыты и объем цилиндра самый маленький.

Как это работает?

Чтобы лучше понять действие кулачков, вот диаграмма, описывающая как работают камеры:

Кулачок — это металлический диск, для которого расстояние от центра вращения диска к краю меняется при перемещении по краевой поверхности.Кулачок вращается на валу, и поверхность кулачка движется по объект называется последователем . (Для нашего двигателя коромысло последователь). При повороте кулачка из положения 1 в положение 2 точка на поверхности, которая касается последователя, меняется. Поскольку расстояние от центра вращения меняется между точками на поверхности кулачка, последователь движется. В зависимости от того, как настроен ведомый, ведомый может вращаться или переводить, закрывать переключатель или выполнять различные задачи.Кулачок в конечном итоге возвращается в положение 1, и задача повторяется. Поскольку фактическое сгорание занимает ограниченное время, поджигание система зажигания обычно не происходит точно в верхней части поршня движение. Чтобы можно было варьировать, есть небольшая ручка на ножке двигатель, который соединяется с шестерней вала зажигания. Перемещение этой ручки вызывает шестерню слегка сдвинуть на валу так, чтобы кулачок включал переключатель в немного другое время относительно перемещения клапанов (и поршня).Это называется ignition advance и используется даже на современных автомобильные двигатели. Для самолета Райта аванс был установлен раньше полет и не могли быть изменены пилотом в полете.

---

Действия:

---

Экскурсии с гидом

---

Навигация ..

Руководство для начинающих Домашняя страница

Как работает синхронизация двигателя | Как работает автомобиль

Дистрибьютор

Распределитель направляет ток HT к правильной свече зажигания и обеспечивает его поступление в наилучшее время для максимальной эффективности.

Для двигатель работать в лучшем виде, топливо / воздушная смесь в каждом цилиндр должен стрелять так же, как поршень достигает верхней мертвой точки ( ВМТ ).

Требуется определенное время для свеча зажигания для зажигания смеси и для горение построить. На этот раз примерно то же самое, нет. иметь значение как быстро двигатель бежит.

Механизм синхронизации настроен на срабатывание свечи незадолго до ВМТ. Но поскольку механизм приводится в действие движением двигателя, это время обычно уменьшается по мере того, как двигатель работает быстрее, и свеча срабатывает слишком поздно.

Итак, механическое устройство установлено на продвигать стрельба — сделать это раньше — с увеличением оборотов двигателя.

Нагрузка на двигатель — будь то сильная тяга или крейсерская — также влияет на синхронизацию.

Легконагруженный двигатель лучше всего работает, если зажигание авансируется дополнительная сумма. Второе устройство с вакуумным приводом управляет этим независимо от первого.

Центробежный механизм продвижения

Как работают центробежные гири

центробежный механизм продвижения реагирует на обороты двигателя.Обычно он находится внизу распределитель корпус под опорной пластиной контактного выключателя.

Два стальных груза прикреплены к вращающемуся тарелка на валу распределителя шарнирами и удерживается в закрытом положении прочными пружинами.

Когда двигатель набирает обороты, центробежная сила выбрасывает гири наружу.

Они поворачивают свои оси, поворачивая кулачок выключателя контактов вперед, так что точки открываются раньше, а свеча зажигания срабатывает раньше при увеличении скорости.

Механизм подачи вакуума

Два типа спускового механизма

вакуумное продвижение механизм реагирует на пылесос на входе в двигатель многообразие , что вызвано всасыванием движущихся поршней. Когда двигатель слегка нагружен, разрежение увеличивается.

От коллектора до вакуумной камеры на распределителе проходит узкая труба, внутри которой находится гибкий диафрагма .

По мере увеличения вакуума диафрагма изгибается, перемещая стержень, соединенный с ее центром, что вызывает легкое вращение опорной плиты контактного выключателя.Это перемещает контакт-прерыватель пятка относительно кулачка распределителя и опережает зажигание.

Когда двигатель находится под нагрузкой, разрежение уменьшается, диафрагма возвращается в исходное состояние и зажигание замедляется в соответствии с изменившимися условиями.

Регулировка времени

Обычный способ регулировки фаз газораспределения — ослабить зажимной болт распределителя и слегка повернуть весь блок.

Величина, на которую два механизма подачи изменяют синхронизацию, не регулируется.

Некоторые более ранние распределители имеют гайку с накаткой на механизме подачи вакуума, с помощью которой вы можете изменять синхронизацию в целом (а не только действие механизма).

Как работает электронное зажигание

Многие новые автомобили оснащены электронным система зажигания который раз Искра точнее, чем механическая система.

Кроме того, он меньше изнашивается, поэтому он всегда работает с максимальной эффективностью, и преодолевает одну проблему механической системы: при высоких оборотах двигателя механическая система не работает с максимальной эффективностью.

Электронные системы могут быть индуктивными. увольнять или емкостного типа.

Индуктивная разрядная система обычно устанавливается в качестве оригинального оборудования на автомобилях с электронным зажиганием. Он производит высоковольтные (HT) Текущий обычным способом: путем выключения и включения тока низкого напряжения (НН) в катушка .

В простейшей системе индукционного разряда, типа транзисторных контактов (TAC), есть также нормальный контактный выключатель.

Он пропускает только очень небольшой ток, который подается на источник питания. транзистор который переключатели включение и выключение более тяжелого тока LT на катушке.

Контакты размыкателя не подвергаются эрозии под действием небольшого тока, поэтому они дольше остаются чистыми, а зазор редко требует сброса.

Более совершенные, полностью электронные системы могут не иметь очков. Вместо этого распределитель содержит другой вид пускового устройства для силового транзистора, который использует электрические импульсы, а не механический метод включения и выключения.

В одном типе есть электромагнитная катушка и вращающийся зубчатый ротор с одним стальным стержнем для каждого цилиндра.

Каждый раз, когда пик проходит мимо катушки, создается небольшое напряжение, которое запускает транзистор.

Некоторые другие типы могут иметь оптические или магнитные триггеры — все они выполняют одну и ту же функцию.

Система емкостного разряда (CD) — используется в некоторых наборах для самостоятельного изготовления, вырабатывает ток высокой температуры в катушке, посылая большой импульс от конденсатора через первичная обмотка .

Конденсатор — это электрическое накопительное устройство, которое может очень быстро заряжаться и разряжаться.

вторичные обмотки катушки создают ток НТ как в момент включения тока НТ в первичных обмотках, так и в момент его выключения.

Поскольку конденсатор может очень быстро давать очень большой импульс, всегда есть сильная искра, независимо от скорости двигателя.

Подсистемы синхронизации двигателя и что происходит, когда он выходит из строя

Взаимосвязь между движущимися частями двигателя спроектирована с очень высокими допусками, контролируемыми очень точным синхронизацией двигателя.Вот как все работает

По оценкам, в среднем автомобиле с двигателем внутреннего сгорания находится около 10 000 движущихся частей. Иными словами, это поистине завораживающий инженерный подвиг — заставить все эти компоненты общаться друг с другом и объединяться вместе, чтобы сформировать машины, которые мы знаем и любим.А с точки зрения сердца зверя — двигателя — время является решающим фактором.

Поскольку точное движение распределительных валов, клапанов, поршней и коленчатых валов является неотъемлемой частью процесса внутреннего сгорания, действительно нет права на ошибку, учитывая скорость и интенсивность взаимодействия этих компонентов друг с другом.

Чтобы понять важность синхронизации двигателя, давайте разберемся, что происходит в цилиндрах обычного четырехтактного двигателя.Во-первых, поршень внутри цилиндра прижимается вниз, и топливно-воздушная смесь входит через отверстие впускного клапана. Как только поршень достигает НМТ (нижней мертвой точки), он начинает свой путь обратно в верхнюю часть цилиндра (верхняя мертвая точка) с закрытием впускного клапана, таким образом сжимая топливно-воздушную смесь.

Затем используется искра для воспламенения смеси от свечи зажигания, при этом сгорание заставляет поршень вернуться в НМТ. Наконец, выпускной клапан открывается, позволяя газам, образующимся при сгорании, выходить из цилиндра, чтобы цикл возобновился.

5 МБ

Здесь вы можете увидеть, как коленчатый вал совершает два полных оборота за один цилиндр двигателя.

В четырехтактном цикле коленчатый вал должен совершить два полных оборота (или 720 градусов) для завершения цикла двигателя, поворачиваясь на полные 360 градусов каждый раз, когда поршень переходит из ВМТ в НМТ и обратно.А в автомобиле, способном разгоняться до 7500 об / мин, двигатель совершает это возвратно-поступательное движение примерно 125 раз в секунду.

Чтобы удерживать вместе эту чрезвычайно точную серию событий, используется ремень или цепь ГРМ, соединяющие вместе жизненно важные компоненты двигателя, чтобы все было синхронизировано. Ремень ГРМ представляет собой толстый зубчатый ремень, который проходит вокруг звездочек распределительного вала, шкива водяного насоса и звездочки коленчатого вала, поэтому вращается вместе с коленчатым валом в нижней части блока цилиндров.

6 МБ

Здесь вы можете увидеть цепь привода ГРМ с синхронно вращающимися кулачками и кривошипом.

Это означает, что водяной насос увеличивает и уменьшает скорость потока охлаждающей жидкости одновременно с любыми изменениями скорости двигателя, позволяя большему количеству охлаждающей жидкости циркулировать вокруг блока цилиндров, когда двигатель сильно нагружен.Последним компонентом этой системы ГРМ является натяжитель ремня ГРМ, который действует как подпружиненный стержень сбоку ремня ГРМ, удерживая его с установленным натяжением, чтобы ремень не проскальзывал или не перепрыгивал через зубья звездочек, которые это связано с.

Эта система газораспределения синхронизируется с зажиганием по меткам совмещения или меткам синхронизации на крышке клапана, кулачку и звездочкам кривошипа.Используя маленькие черточки, числа или выступы, расположенные на звездочках, систему газораспределения можно выровнять так, чтобы после запуска двигателя вращение ремня ГРМ синхронизировало распредвалы, открывая соответствующие клапаны, с возвратно-поступательным движением коленчатых валов поршней, вместе с моментом зажигания. Производитель помещает эти временные метки, чтобы установить угол поворота коленчатого вала (в пределах 360 градусов) для возникновения зажигания.

Метка синхронизации на звездочке кулачка правильно совмещена с соответствующей меткой на крышке клапана.

В качестве альтернативы ремню цепи ГРМ считаются гораздо более надежным методом удержания двигателя вовремя, поскольку ремни могут прослужить всего 40 000 миль, прежде чем они начнут изнашиваться и потребуют замены.И следить за пробегом вашего автомобиля по отношению к ремню ГРМ, конечно же, не стоит пренебрегать. Со временем ремень может провисать (или слишком сильно натягиваться), зубья могут изнашиваться или соскальзывать во время работы, что может привести к катастрофическим последствиям.

Допустим, ваш ремень ГРМ прыгает или даже щелкает; распределительные валы неизбежно покинут тот клапан, который был открыт в то время, в его активированном положении внутри цилиндра. Это особенно проблематично в двигателе с натягом, где поршни имеют общую ВМТ с той же площадью, что и клапан.Продолжающееся возвратно-поступательное движение поршней приведет к тому, что головка поршня врежется в открытый клапан, раздавив его и, следовательно, произведя потенциально смертельный счет, как только вас отбуксируют в местный гараж.

Чтобы этого больше не происходило, я бы посоветовал немедленно заменить ремень ГРМ на любом автомобиле с большим пробегом, который вы покупаете, если нет явных доказательств того, что его уже меняли недавно. Последнее, что вы хотите сделать, — это получить пару тысяч миль в собственность, прежде чем ремень выйдет из строя, и вы останетесь с сильно сломанным двигателем и ужасным счетом за труд.В случае с механизмом газораспределения лучше перестраховаться, чем потом сожалеть.

Последствия обрыва ремня ГРМ … Цепи привода газораспределительного механизма

, с другой стороны, никогда не нуждаются в замене, они являются неотъемлемой частью блока цилиндров и требуют подачи масла для смазывания.Хотя изготовление ремня обходится производителям автомобилей дешевле, их замена может быть дорогостоящей в зависимости от их расположения. Например, ремень ГРМ на двигателе Alfa Romeo Twinspark расположен прямо в внутренней части моторного отсека, а не спереди, как в большинстве установок двигателя, что приводит к оплате труда в 400 фунтов стерлингов из-за сложности доступа к нему.

Но цепная система хронометража все же не является пуленепробиваемой, как показал Engineering Explained при своей недавней покупке S2000.Со временем натяжитель может ослабить силу, прилагаемую к цепи, заставляя цепь дребезжать, поскольку она имеет недавно обнаруженную нежелательную свободу слегка колебаться вокруг звездочек.

Alfa Romeo GTV поставлялся с особенно тусклыми ремнями, которые требовали частой замены, чему не помогало их неудобное размещение в моторном отсеке.

После того, как ремень газораспределительного механизма выполнил свою работу, в игру вступают время клапана и зажигания.Каждая из этих областей синхронизации двигателя может легко получить свое собственное полное объяснение, но сейчас я кратко резюмирую, как они могут влиять на синхронизацию двигателя.

Время работы клапана в простейшей форме регулируется профилями лепестков на распределительных валах с целью открытия клапанов в двигателе на определенное время, чтобы впустить как можно больше воздушно-топливной смеси, а затем отвести выхлопные газы для каждого двигателя. цикл, максимизируя эффективность двигателя. Лепестки управляют подъемом (степенью открытия клапана) и продолжительностью (временем, в течение которого он остается открытым), а технология двигателей 90-х годов заставила перейти к изменению фаз газораспределения, чтобы сделать распределительный вал максимально универсальным.

Honda V-TEC — самая известная разновидность системы изменения фаз газораспределения.

Время зажигания, с другой стороны, фокусируется на том, когда искра для воспламенения топливовоздушной смеси возникает в течение цикла двигателя, с возможностью опережения или замедления (задержки) момента зажигания в зависимости от применения.Как правило, угол опережения зажигания увеличивается, когда необходимо его изменить, поскольку это означает, что искра в цилиндре предварительно возбуждается до того, как поршень достигает ВМТ, что дает немного больше времени для воспламенения топливно-воздушной смеси, максимизируя сгорание.

Замедление зажигания означает, что искра возникает немного после ВМТ, что обычно означает, что высокое давление, создаваемое в цилиндре в результате сгорания, тратится впустую, при этом поршень уже направляется вниз в сторону НМТ.Момент зажигания можно проверить с помощью индикатора времени, который, как вы увидите, Эд Чайна из Wheeler Dealer несколько раз использовал, чтобы максимально повысить эффективность двигателя своего последнего проекта.

Хотя вероятность того, что синхронизация двигателя когда-либо выйдет из строя, невелика, всегда стоит следить за тем, чтобы ремень или цепь на вашем автомобиле находились в хорошем состоянии.Хотя это может показаться простой проверкой, она потенциально может спасти ваш большой ежедневный пробег от мусора. Как только ваша основная синхронизация будет проверена, можно будет подумать об изменении фаз газораспределения и зажигания, а также точной настройке вашего двигателя для достижения максимальной эффективности и мощности. Как говорится, время решает все!

Автозапчасть | Что означает синхронизация двигателя?

У среднего автомобильного двигателя много движущихся частей.Разве не удивительно, как все эти части работают вместе?

Двигатель любого автомобиля состоит из сложных компонентов. Эти части по-разному связаны друг с другом, чтобы двигатель работал должным образом. Необходимо точное время, чтобы каждая из этих частей работала без столкновений или задержек.

Работа отдельных компонентов двигателя имеет решающее значение для общей производительности двигателя. Распредвалы, поршни, клапаны и коленчатый вал должны перемещаться точно в указанное время и в определенном диапазоне с точки зрения расстояния.Расчеты производятся, чтобы гарантировать отсутствие права на ошибку.

Таким образом, решающим фактором является синхронизация двигателя. В противном случае поршни будут работать неравномерно или коленчатый вал не будет вращаться должным образом. Прежде чем углубляться в детали и важность синхронизации двигателя, давайте сначала посмотрим, что происходит внутри цилиндров двигателя.

Работа двигателя

Для стандартного четырехтактного двигателя первое движение поршня в этом цилиндре — вниз. Это движение позволяет топливовоздушной смеси попасть в цилиндр через впускной клапан.

Поршень начнет движение вверх, но только после достижения нижней точки, называемой нижней мертвой точкой (НМТ). Впускной клапан закрывается и сжимает «захваченную» смесь. Свечи зажигания генерируют искру, которая воспламеняет топливовоздушную смесь.

Происходит возгорание, которое толкает поршень обратно в нижнюю мертвую точку. На этот раз открываются выпускные клапаны. Газообразный продукт сгорания выходит из цилиндра для завершения цикла.

Цикл начинается снова, и каждый раз он длится четыре хода, т.е.е. Впуск, сжатие, мощность и выпуск.

Коленчатый вал поворачивается дважды (720 °) для завершения четырехтактного цикла. Вращение коленчатого вала на 360 ° позволяет поршню перемещаться из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку. Второе вращение на 360 ° позволяет поршню переместиться из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку.

Ремень ГРМ

Как вы можете представить, для выполнения этих движений требуется точное время, и ремень или цепь ГРМ служат именно этой цели.Ремень ГРМ соединяет некоторые части двигателя, тем самым обеспечивая синхронизацию серии событий.

Ремень двигателя легко заметить в автомобиле. Он вращается вокруг различных компонентов двигателя, в частности, звездочек распределительного и коленчатого валов, а также шкива водяного насоса. Ремень ГРМ имеет зубцы и толстый, поэтому подходит для выполнения своих функций. Он вращается синхронно с коленчатым валом.

Водяной насос регулирует поток охлаждающей жидкости в зависимости от оборотов двигателя, то есть от того, насколько тяжелый или легкий двигатель работает.Если он сильно нагружен, водяные насосы увеличивают скорость потока охлаждающей жидкости, чтобы позволить большему количеству ее циркулировать по блоку двигателя.

Натяжитель ремня газораспределительного механизма поддерживает постоянное натяжение ремня газораспределительного механизма, чтобы ремень не соскользнул и не соскользнул. Он постоянно удерживает зубцы ремня в зацеплении с зубьями звездочек.

Метки времени на крышке клапана и звездочках используются для согласования системы синхронизации с зажиганием.

Цепи ГРМ

Сегодня цепи ГРМ заменили ремни ГРМ.В большинстве современных автомобилей используются цепи привода ГРМ.

Цепи ГРМ имеют преимущество перед ремнями ГРМ с точки зрения долговечности. Цепи ГРМ служат намного дольше, удерживая двигатель вовремя. Ремни ГРМ изнашиваются примерно через 40 000 км пробега и, следовательно, нуждаются в замене. Кроме того, ремень может потерять натяжение или быть слишком натянутым, или его зубцы могут выпасть, когда он не работает, что приведет к повреждению других частей.

В отличие от ремня ГРМ, цепи ГРМ не требуют замены, но должны быть смазаны.Масло гарантирует, что цепь привода ГРМ остается смазанной и хорошо работает. Цепи ГРМ дороже, чем ремни ГРМ, но многократная замена ремней еще дороже.

Нельзя сказать, что цепная система хронометража безупречна. Если натяжитель цепи привода ГРМ снижает силу, прилагаемую к цепи, цепь будет издавать дребезжащие звуки.

Клапан и момент зажигания

Помимо системы газораспределения решающую роль также играют фазы газораспределения и опережения зажигания. Обе эти системы синхронизации влияют на синхронизацию двигателя.Впускной и выпускной клапаны должны открываться в определенное время в течение определенного интервала. Идеальная синхронизация обеспечивает эффективную работу двигателей и необходимую мощность. Профили лепестков на распределительном валу регулировки фаз газораспределения.

Впускные клапаны открываются на определенный промежуток времени. За это время в цилиндр попадает топливовоздушная смесь. Выпускной клапан также открывается для выхода газов, образующихся при сгорании. Лепестки делают это возможным, управляя подъемом и синхронизацией этих клапанов.

Как упоминалось ранее, искра в двигателе воспламеняет топливно-воздушную смесь, что является моментом момента зажигания. Система определения угла опережения зажигания определяет точное время, в течение которого искра воспламеняет смесь. Момент зажигания может задерживать или опережать момент зажигания, чтобы соответствовать требуемым условиям двигателя.

Задержка зажигания возникает, если искры возникают после того, как поршень попадает в верхнюю мертвую точку. Задержка зажигания (замедление) приводит к потере давления, создаваемого в цилиндре.С другой стороны, он продвигается вперед, если искра предварительно возбуждается непосредственно перед тем, как поршень достигает верхней мертвой точки.

Световой индикатор времени используется для контроля угла опережения зажигания. Синхронизация двигателя редко выходит из строя, но рисковать нельзя. Чтобы убедиться, что все в порядке, необходимо регулярно проверять цепь или ремень ГРМ, а также другие компоненты двигателя.

Автор:

Сэм О.

Как работает синхронизация двигателя | YourMechanic Advice

Двигатель вашего автомобиля состоит из ряда быстро движущихся частей, включая коленчатый вал, распределительный вал, поршни, клапаны двигателя, шатуны и шкивы.Когда поршень перемещается вверх и вниз, клапаны перемещаются соответственно внутрь и наружу. Коленчатый вал вращается, а шатуны тянут и толкают. Все это должно работать в полной гармонии.

Различные типы синхронизации

Существует два вида синхронизации: синхронизация кулачка и синхронизация зажигания. ГРМ регулирует клапаны и поршни, и весь процесс контролируется цепью или ремнем ГРМ. Если время не выдержано, может произойти повреждение. В некоторых двигателях, называемых «двигателями с помехами», последствия могут быть особенно тяжелыми.В двигателях этого типа клапаны и поршни фактически занимают одно и то же пространство в цилиндре, но в разное время. Поскольку интервалы между временем, когда поршень владеет пространством, и временем, когда клапан владеет пространством, намного меньше секунды, вы, вероятно, можете представить себе последствия, если время будет отключено. Вам может потребоваться отремонтировать или даже заменить двигатель.

Если время вашей камеры выключено, вы, скорее всего, узнаете, потому что ваша машина не будет работать, если она вообще будет работать.С другой стороны, ваш момент зажигания труднее определить, но его легко отрегулировать. Время зажигания связано с четырьмя циклами двигателя вашего автомобиля. Четыре цикла:

• Воздух засасывается через впускной клапан, а форсунки подают топливо.
• Топливная смесь сжимается.
• Свеча зажигания воспламеняет топливную смесь, толкая поршень вниз.
• Выпускной клапан открывается, чтобы выпустить сгоревшие топливные газы (выхлоп).

Самое главное, чтобы искра случилась вовремя.В противном случае вы можете получить прерывистый холостой ход, отсутствие мощности или двигатель, который просто не будет работать.

Никогда не следует игнорировать проблемы с синхронизацией двигателя, поскольку, если синхронизация отсутствует, это может привести к серьезным проблемам с двигателем. Если в вашем автомобиле проявляются какие-либо симптомы плохой синхронизации двигателя, обратитесь к профессиональному механику.

Руководство по системам синхронизации

• Muscle Car DIY

В этой главе я обсуждаю три наиболее часто используемых метода привода распределительного вала (способ, которым распредвал приводится в движение коленчатым валом).Это цепная передача, ременная передача и зубчатая передача. Цепные приводы являются нормой для большинства традиционных двигателей OHV V-типа в сфере производительности. Многие OEM-двигатели последних моделей OHC и DOHC имеют ременные приводы. Вы обычно найдете зубчатые передачи в специальных приложениях или гоночных двигателях. Каждый стиль отличается неповторимым дизайном и достоинствами.

---

Этот технический совет взят из полной книги СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПЕЧАТИ ДВИГАТЕЛЯ: ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ПРЕЦИЗИОННОМУ ДВИГАТЕЛЮ. Подробное руководство по этой теме вы можете найти по этой ссылке:

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ

ПОДЕЛИТЬСЯ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь делиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете.Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://musclecardiy.com/performance/how-to-blueprint-engines-timing-systems-guide/

---

Цепной привод

Цепные приводы предлагаются в исполнении с одно- и двухзубыми звездочками; двойные ролики — предпочтительный выбор для любого высокопроизводительного приложения. В относительно менее дорогих OEM-системах часто используются алюминиевые или композитные звездочки кулачка с нейлоновыми зубьями для снижения шума. Нейлоновые зубы, подверженные старению и неправильному обращению (или и тем и другим), могут стать очень хрупкими и выйти из строя, посылая острые кусочки нейлона в поддон масляного поддона.По сути, нейлоновые зубья бесполезны для любого двигателя, который выдает приличную мощность.

Цепи привода ГРМ изготавливаются двух основных форматов: звенья и втулки. Втулки со временем изнашиваются и приводят к неаккуратному выбору фаз газораспределения. Роликовые цепи с роликами обеспечивают превосходный контакт со звездочкой.

Это установка с двойной роликовой цепью с кулачковым механизмом из заготовки из стали. Зубчатые кулачковые звездочки обладают повышенной прочностью, но, учитывая более высокую стоимость, чем стоимость литья, они действительно не нужны для серийных или легких двигателей.Однако это разумный выбор для цепного привода в приложениях с высокой мощностью. Обратите внимание, что этот набор имеет изменения опережения / запаздывания на 2, 4 и 6 градусов. (Фото любезно предоставлено Comp Cams)

Высококачественные системы цепного привода оснащены настоящими роликами (не фиксированными втулками), которые контактируют с канавками звездочки, что снижает трение и увеличивает срок службы. Бесшовные ролики и прецизионно обработанные зубья / канавки — вот что отличает высококачественные высокопроизводительные цепные приводы от комплектов анонимных брендов.(Фото любезно предоставлено Comp Cams)

Доступны как одинарные, так и двойные ролики с кривошипными и кулачковыми звездочками с одно- или двухрядными зубьями. Двойные ролики обеспечивают большую прочность, меньшее растяжение и более стабильное время. В некоторых случаях вы ограничены использованием однорядной цепи из-за зазора крышки привода ГРМ.

Если вы планируете использовать цепной привод для работы кулачка, выберите двойной ролик. Но имейте в виду, что главное — это качество материалов и дизайн.Роликовые цепи могут быть выполнены со швом или цельнотянутыми роликами. Бесшовные обеспечивают большую концентричность и большую долговечность. Избегайте зарубежного мусора по выгодной цене и придерживайтесь основных брендов, таких как Melling, Cloyes, Comp и т. Д. Звездочки кулачков могут быть изготовлены из чугуна, порошкового металла или стальной заготовки. Для уличных автомобилей и двигателей мощностью менее 300 л.с. более высокая стоимость заготовки редуктора просто не нужна. PM сильнее, чем вы думаете, и используется во многих мощных двигателях OEM. Но если вы имеете дело с достаточно мощной сборкой (более 500 лошадиных сил), есть смысл заплатить несколько дополнительных долларов за установку заготовки.По крайней мере, это обеспечивает больше спокойствия. Всегда покупайте самое высокое качество, которое вы можете себе позволить.

Ременная передача

Замена цепи привода ГРМ на ременную передачу дает возможность увеличить мощность. Ременный привод имеет меньшие потери на трение, теоретически более точное время и более плавное движение клапанного механизма. Система с сухим ремнем также устраняет влияние ветра (по сравнению с цепью ГРМ и шестернями, работающими в масле). Ременный привод лучше изолирует крутильные колебания коленчатого вала.Его можно рассматривать как гаситель второй гармоники для вращающегося узла, поскольку он поглощает определенную степень рабочих гармоник.

Вы можете предположить, что ремень со временем растягивается, но это не проблема. Ремни привода Performance имеют существенное усиление для предотвращения растяжения. Если ремень вышел из строя, скорее всего, это связано с возрастом.

Пример ременной передачи; это Jesel для шевроле большого блока. В комплект входят опорная пластина, ступица кулачка, бронзовые упорные шайбы, кривошипно-шатунный механизм и ремень.Опорная пластина закрывает переднюю часть двигателя, герметизируя ее; ступица кулачка позволяет установить шестерню на передней стороне крышки. Регулировка фаз газораспределения через двухкомпонентную шестерню кулачка предлагает + 8 / –8 градусов изменения.

Ременный привод

Comp Cams ’Number-6100 Hi-Tech. Это типичный ременной привод с крышкой, которая изолирует масло, создавая конструкцию с сухим ремнем. (Фото любезно предоставлено Comp Cams)

Ременный привод Xtreme Duty Hi-Tech

Comp Cam (номер по каталогу 6507) имеет 1.250-дюймовый ремень для экстремальных давлений в цилиндрах, встречающихся в системах закиси азота и нагнетателей, а также в качестве натяжного ролика ремня. (Фото любезно предоставлено камерами Comp)

Системы ременного привода

обеспечивают надежную работу, точное время, бесшумную работу и помогают подавлять гармоники. Помимо относительно более высокой цены (в зависимости от марки и области применения, от 800 до 1200 долларов), у качественной системы ременного привода нет никаких недостатков. Даже гонщики Pro Stock используют ременные приводы, и это одобрение.

Установка ременного привода

Здесь в качестве примера я использую установку ременного привода Jesel на приложение Chevy с большими блоками. Я установил эту систему привода на сборку 632-ci с блоком Dart Big M.

Первым шагом является установка штатной прокладки крышки привода ГРМ Chevy большого блока на лицевую сторону блока. Я намазал тонким слоем RTV обе стороны прокладки Victor-Reinz для страховки (привычки).Затем я установил алюминиевый кожух Jesel. Эта крышка закреплена шестью винтами с головкой под торцевой ключ 1/4 дюйма x 20, которые я затянул с усилием 50 дюймов на фунт.

Jesel предлагает удобный гаечный ключ для надежного удержания кулачка во время затяжки болтов. В комплект поставки входили три болта с шестигранной головкой размером 5/16 дюйма x 18, а также удобная головка Torx T-45. Jesel рекомендует нанести тонкий слой RTV на резьбу трех болтов. Эти болты Torx были затянуты с усилием 30 футов на фунт (диапазон Jesel от 28 до 30).

Когда крышка установлена ​​на блоке, ступица кулачка устанавливается на кулачок.В комплект входит инструмент для фиксации ступицы, позволяющий устойчиво удерживать кулачок при затяжке крепежных болтов.

Бронзовые упорные шайбы устанавливаются на ступицу для регулировки усилия кулачка. Резьба болтов покрыта RTV и затягивается согласно спецификации.

Установлена ​​удерживающая пластина; он имеет уплотнение на ступице кулачка. Упорная шайба (и) находится между ступицей и стопорной пластиной.

Точки совмещения находятся на обеих шестернях. Кулачковая шестерня предлагает диапазон регулировки до 8 градусов вперед или 8 градусов с запаздыванием.

Готовая ременная передача Jesel. Поскольку ремень работает всухую и масло закрывается задней крышкой, система ремня может работать незащищенной. Это значительно упрощает обслуживание синхронизации кулачков или смены кулачков.

Затем я смазал латунную упорную шайбу (с обеих сторон) и надел ее на выступ кулачка. Затем последовал переходник для носа кулачка. Для герметизации на заднюю поверхность адаптера, где он встречается с передней частью кулачка, был нанесен тонкий слой RTV. Jesel предоставляет удобный гаечный ключ, чтобы надежно удерживать кулачок во время затяжки болтов.В комплект поставки входили три болта с шестигранной головкой размером 5/16 дюйма x 18, а также удобная головка Torx T-45. Jesel рекомендует нанести тонкий слой RTV на резьбу трех болтов. Эти болты Torx были затянуты с усилием 30 футов на фунт (диапазон Jesel от 28 до 30).

Затем я установил еще одну латунную упорную шайбу на внешнюю поверхность периметра адаптера (смазанную маслом с обеих сторон). Следующим шагом была установка пакета прокладок, входящего в комплект. Я установил все три прокладки (они расположены над шестью шпильками 1/4 дюйма x 20 на лицевой стороне крышки), а затем фланец крышки с уплотнением.Чтобы не повредить резиновое уплотнение, я сначала вынул маленький ключ из переходника носика кулачка.

Согласно инструкциям Jesel, осевой люфт распределительного вала должен составлять от 0,010 до 0,015 дюйма. Поставляемые в комплекте прокладки необходимо добавить или удалить, чтобы получить осевой люфт кулачка от 0,010 до 0,012 дюйма. Когда я установил циферблатный индикатор, я обнаружил, что люфт составляет 0,017 дюйма. Я позвонил Джеселю, чтобы спросить их совета, и один из техников заверил меня, что 0,017 дюйма вполне приемлемо.

После проверки осевого люфта кулачка я снял упорный фланец и три регулировочные шайбы.Я слегка покрыл все прокладки и заднюю поверхность фланца RTV и снова собрал, используя прилагаемые контргайки nyloc 1/4 дюйма x 20, затянув их с усилием 50 дюймов на фунт. Установив пакет прокладок и фланец, я переустановил маленький ключ на переходник передней части кулачка.

Затем я установил кривошипно-шатунный привод (я установил пару ключей толщиной 0,185 дюйма, длиной 0,735 дюйма и высотой 0,300 дюйма в пазы для ключей на морде). Это посадка с натягом, для которой требуется алюминиевая отвертка, которая надевается на кривошипную головку, которая входила в комплект.Рыло кривошипа имело небольшую ступеньку в диаметре. Когда шестерня надевалась на кривошип и останавливалась под давлением руки, она затем двигалась еще на 0,384 дюйма (в данном случае), пока не села.

В это время я повернул кривошип, чтобы установить синхронизирующую точку кривошипа на 12 часов. Пластина регулятора распредвала опускалась на четыре шпильки на черной шестерне кулачка и была собрана с меткой синхронизации кулачка вверху, совмещенной с центральной (нулевой) меткой синхронизации на регуляторе. Я установил кулачковую шестерню и регулировочную пластину на кулачковый переходник с шпонкой.

Затем я установил фиксирующий фланец кулачка с помощью прилагаемого болта с левой резьбой. Он был плотно прижат ровно настолько, чтобы кулачковый механизм оставался на месте. Установив четыре регулировочной пластины на гайки кулачковой шестерни с резьбой примерно 11 ⁄2, я наклонил верх кулачковой шестерни вперед, чтобы вставить ремень ГРМ на место.

Это заняло несколько минут, потому что мне нужно было выровнять точку синхронизации в нижней части кулачковой шестерни с верхней точкой на кривошипно-шатунном механизме. Ремень был плотно прилегающим, так что терпение определенно требовалось.Как только ремень был на месте, я зажал четыре 12-гранные гайки, чтобы прикрепить регулировочную пластину к кулачковому механизму.

После того, как ремень ГРМ был на месте, обе точки были выровнены (точка кулачковой шестерни на 6 часов и точка кривошипа на 12 часах) и установив метки регулятора кулачка на ноль, я затянул центральную левую шестерню кулачка. винт с ручной резьбой до 70 фут-фунтов (для этого болта мне потребовалась 12-гранная головка на 5/8 дюйма).

Тогда я был готов разводить кулачок. Хотя на первый взгляд работа казалась сложной, на самом деле в ней не было ничего особенного.Поскольку масло было закрыто задней крышкой, ременной привод был открыт, что облегчало регулировку кулачка.

Зубчатая передача

Теория зубчатой ​​передачи проста. Кривошипное движение напрямую передается на кулачок через набор зубчатых колес. Отсутствие цепей, которые могут растягиваться или изнашиваться, зубчатые передачи обеспечивают превосходную и стабильную синхронизацию кулачков. Зубчатые передачи также прочнее и служат дольше, чем обычные цепи ГРМ. Это плюсы.

К минусам относятся потенциально более высокие гармоники, передаваемые на кулачок, и (в большинстве случаев) заметный вой, возникающий в результате включения передачи.Этот вой в чем-то похож на звук, создаваемый нагнетателем, который может быть действительно крутым или действительно раздражающим, в зависимости от вашего настроения.

Если вам нужен тихий двигатель (если не считать выхлопа, конечно), вам, вероятно, не понравится шестеренчатый привод. Однако некоторые производители зубчатых передач теперь предлагают «тихую» версию, которая производит меньше шума. Зубчатые передачи и связанные детали доступны от Edelbrock, Milodon, BHJ и других.

Зубчатая передача с двумя промежуточными шестернями.Зубчатые передачи обеспечивают точное распределение времени / привода кулачка, но могут передавать больше гармоник кривошипа. Доступны шумные и тихие версии. Шумные версии производят звук, похожий на вой вентилятора. Этот шум — дело личных предпочтений. (Фото любезно предоставлено Comp Cams)

Эдельброк

Вы можете заменить стандартную цепь привода ГРМ комплектом зубчатого привода распределительного вала Accu-Drive компании Edelbrock. Эта система зубчатого привода передает мощность от шестерни коленчатого вала на полностью плавающий главный холостой ход, который приводит в движение шестерню распределительного вала.Уникальной особенностью этой системы является способность главной промежуточной шестерни перемещаться в оптимальное положение между шестернями коленчатого и распределительного валов, обеспечивая абсолютно равное распределение нагрузки между ними.

Шестерни изготовлены из заготовки стали SAE-1144 с зубьями индукционной закалки. Зубья шестерни имеют стружку для точной работы. В комплекте закаленные и отшлифованные направляющие штифты из стальной заготовки.

Для установки просто замените стандартные звездочки кривошипа и распределительного вала на шестерни AccuDrive и вставьте натяжной ролик в сборе.Большинство Accu-Drives не требуют модификации блока цилиндров, хотя может потребоваться некоторая установка осей и передней крышки.

Милодон

Система зубчатого привода Milodon имеет трехступенчатую установку с простой регулировкой фаз газораспределения. Все зубчатые передачи Milodon представляют собой трехступенчатые модели с фиксированным холостым ходом. Промежуточная шестерня жестко крепится к блоку (под крышкой) или к крышке (полная крышка). Эта система не отбирает мощность у двигателя и (что более важно) не позволяет изменять синхронизацию кулачков.Привод с полной крышкой использует регулируемый кулачковый механизм и узел ступицы для установки времени кулачка, доступный через съемную крышку кулачка. Сам кулачок прикручен к ступице.

В зубчатом приводе Milodon используется кулачковая шестерня и ступица для опережения или замедления синхронизации. Вы просто откручиваете ступицу и поворачиваете ее до тех пор, пока индикаторная отметка не совпадет с одним из семи положений болтов на кулачковой передаче, без каких-либо смещенных втулок или шпоночных пазов, с которыми можно было бы связываться. Кулачок должен быть установлен прямо вверх (без опережения или замедления) следующим образом:

При отсутствии кулачковой шестерни найдите ВМТ цилиндра номер один с помощью градусного колеса.Вращайте коленчатый вал до тех пор, пока колесо градуса не покажет открытие впускного клапана в соответствии со спецификациями производителя кулачка.

Поместите циферблатный индикатор на впускной клапан и вращайте рукоятку, пока клапан не откроется до рекомендуемого контрольного зазора (обычно 0,050 дюйма подъема).

На этом этапе распредвал теперь установлен прямо вверх, без опережения или торможения. Установите шестерню кулачка. Отрегулируйте желаемое ускорение или замедление. Пометьте метку на ступице кулачка рядом с любым положением отверстия под болт кулачковой шестерни и пометьте это отверстие номером 1.По часовой стрелке пометьте оставшиеся отверстия под болты со второго по седьмой.

Теперь вы готовы установить синхронизацию кулачка. Каждое отверстие под болт имеет положение зубьев шестерни для опережения и замедления. Таблица в предоставленных инструкциях показывает настройки для каждого отверстия. Чтобы продвинуть кулачок, поверните его по часовой стрелке, пока индикаторная отметка на ступице не совместится с нужным болтом. Чтобы замедлить кулачок, поверните его против часовой стрелки, пока отметка не совпадет с нужным отверстием. Затяните болты ступицы, и время вашего кулачка установлено.

Измеритель длины комплекта синхронизации BHJ. Этот специальный калибр позволяет вам проверить и / или определить длину цепи или ремня, подходящую для вашего двигателя. Монтажные стойки регулируются, чтобы установить точное расстояние от центра кривошипа до центра кулачка. (Фото любезно предоставлено BHJ Products)

После установки точного межцентрового расстояния двигателя система синхронизации устанавливается в положение с обнуленным циферблатным индикатором. Применяется сжатый воздух под давлением 100 фунтов на квадратный дюйм, и на циферблатном индикаторе наблюдают +/–.Здесь показана проверка цепного привода. (Фото любезно предоставлено BHJ Products)

Проверка ременного привода на том же измерителе длины. (Фото любезно предоставлено BHJ Products)

BHJ

BHJ предлагает измеритель длины с установкой времени (TSG-1), который настраивается на желаемое межцентровое расстояние с помощью микрометра и установочных штифтов или дополнительного установочного стандарта. Затем циферблатный индикатор, входящий в комплект с манометром, обнуляется на желаемой длине. Затем комплекты синхронизации можно опустить на соответствующие монтажные заглушки.

Для TSG-1 требуется подача воздуха минимум 100 фунтов на кв. Дюйм. Включение воздушного выключателя приводит к натяжению цепи ровно на 100 фунтов, как указано ведущими производителями цепей. Установленная длина отсчета времени считывается как размер плюс или минус от желаемой длины на циферблатном индикаторе.

Этот прецизионный измерительный прибор избавляет от необходимости заказывать комплекты синхронизации нестандартной длины или тратить время на утомительные методы проб и ошибок для получения надлежащей посадки цепи привода ГРМ.

TSG-1 принимает наборы синхронизации с межосевым расстоянием от 4.От 125 до 6,125 дюймов, используя соответствующие монтажные заглушки. Манометр включает в себя прецизионный индикатор с круговой шкалой, установочные штифты и одну пару монтажных заглушек.

Также доступен датчик установки времени, сделанный специально для Mopar R5 или малоблочного Chevrolet с ременным приводом Jesel. Дополнительные монтажные заглушки и дополнительные стандарты настройки доступны для всех двигателей.

Малые кулачковые шестерни Ford

имеют один установочный штифт. Учитывая сегодняшние кулачки с высоким подъемом и высокое давление в пружинах клапанов, используемых с роликовыми кулачками, эта конструкция распределительного механизма действительно нуждается в обновлении для лучшего управления синхронизацией.BHJ производит приспособление для сверления с синхронизацией (PN TSDF-FOS), которое позволяет добавить второй установочный дюбель, расположенный на 180 градусов от существующего положения дюбеля. Для этого требуется простой трехэтапный процесс, с которым легко справиться с помощью настольных тисков и ручного сверла (или на сверлильном станке или фрезерном станке).

В комплект входят крепежная пластина, концевая фреза, сверло, чистовая развертка, направляющие для втулок и монтажное оборудование. Это стоящее и простое в выполнении обновление, если вы используете неприятный кулачок в своем небольшом блоке Ford и планируете использовать цепной привод.

Написано Майком Мавригианом и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СДЕЛКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга. Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

Синхронизация двигателя

— почему так важно синхронизация двигателя

Синхронизация двигателя — почему так важно синхронизация двигателя

Выберите синхронизацию двигателя Раздел справки ниже

Отказ ремня ГРМ — общий отказ ремня ГРМ и предупреждающие знаки

Автомобиль Ремень ГРМ — передает вращение коленчатого вала на распределительный вал

Замена ремня ГРМ водяного насоса — основные советы и инструкции

Ремень ГРМ — что может случиться, если пренебречь им

Момент зажигания — ваш двигатель знает все, что нужно для синхронизации

Ремни ГРМ — зачем заменять ремень ГРМ

Ремни ГРМ — цепи или шестерни — все делают одно и то же, но по-разному

Двигатель с помехами или без помех — в чем реальная разница

Верхняя мертвая точка (ВМТ), когда поршень находится на максимальной точке хода

Dayco-Timing-Belt-Info

Gates-Timing-Belt-Info

Dayco-Serpentine-Belt-Routing-Guide

---

Итак, чтобы понять важность синхронизации двигателя; давайте разберемся, что происходит в цилиндрах нормального двигателя.

Следовательно, Ваш двигатель представляет собой сложную симфонию быстро движущихся частей; поршни, шатуны, клапаны, шкивы, распределительные валы и коленчатый вал. В итоге все эти тяжелые; сильные части движутся с огромной скоростью внутри вашего двигателя.

Кроме того, ваш поршень движется вверх и вниз; клапаны входят и выходят; шатуны толкать и тянуть; и коленчатый вал дико вращается в центре всего этого. Наконец, эта симфония разыгрывается; тысячи раз каждую минуту, когда вы едете по улице.

Итак, есть два типа синхронизации, которые используются в каждом событии двигателя. Первый называется синхронизацией кулачка; второй — угол опережения зажигания. Но время Кэма больше связано со всеми тяжелыми вещами; быстро движется внутри вашего двигателя.

Итак, у двигателей есть ремень или цепь ГРМ; который забирает энергию от коленчатого вала и использует ее для вращения распределительного вала. Следовательно, его работа состоит в том, чтобы убедиться, что клапаны; убираются с дороги, когда к ним летит поршень.

No related posts.