Метка: Газораспределительный механизм

Устройство газораспределительного механизма (ГРМ) двигателей отечественных автомобилей

Распределительный механизм двигателей автомобилей ГАЗ-69, ГАЗ-63 и ГАЗ-51 А с нижним правосторонним расположением клапанов. Распределительный вал стальной, кованый, изготовленный заодно с кулачками, на нем при.помощи шпонки и болта закрепляется текстолитовая шестерня. На валу имеются четыре шейки, вращающиеся в стальных втулках. Втулки залиты малооловянистым баббитом. Кроме впускных и выпускных кулачков, на валу имеются шестерня привода масляного насоса и эксцентрик привода рычага бензинового насоса.

Осевое смещение распределительного вала предупреждается упорным фланцем.

Выпускные клапаны изготовляются из сильхромовой стали, впускные — из хромистой. Чтобы улучшить наполнение цилиндров, диаметр впускных клапанов на 3 мм больше диаметра выпускных. Седла выпускных клапанов вставные, они изготовляются из жароупорного чугуна; седла впускных клапанов выполнены непосредственно в блоке цилиндров.

Пружины клапанов для предупреждения вибрации имеют переменный шаг (расстояние между витками). Пружины опираются на тарелки, удерживаемые в выточке стержня клапана разрезными сухарями.

Толкатели стальные. Зазор между толкателями и клапанами регулируется болтом с контргайкой.

Устройство распределительного механизма двигателей автомобилей ЗИЛ-157К и ЗИЛ-164А, а также двигателей автомобилей ЗИЛ-157, ЗИЛ-164, ЗИЛ-151 и ЗИЛ-150 несколько отличается от устройства двигателей автомобилей ГАЗ. Так, стальные втулки подшипников распределительного вала залиты высокооловянистым баббитом; ведомая шестерня распределительного вала изготовлена из чугуна; навивка клапанных пружин имеет постоянный шаг; выпускные клапаны свариваются из двух частей: стержень изготовляется из хромистой стали, головка — из жароупорной.

Двигатель автомобиля Урал-375 имеет верхнее расположение клапанов.

Впускной и выпускной клапаны изготовлены из жаростойкой стали. На впускных клапанах установлены резиновые колпачки 6 для предотвращения попадания масла из головки блока в цилиндр через зазор между втулкой 13 и стержнем клапана при такте впуска. Выпускные клапаны для повышения долговечности работы охлаждаются натрием, находящимся в полости 14 клапана. Натрий обеспечивает лучший отвод тепла от головки к стержню клапана.

Кроме того, выпускной клапан во время работы принудительно поворачивается специальным механизмом 11.

Корпус 1 механизма вращения выпускного клапана установлен в головке цилиндров. В корпусе имеются пять наклонных углублений, в которых помещены шарики 2, занимающие под воздействием возвратных пружин 3 верхнее положение на наклонной поверхности углублений.

Дисковая пружина 4-внутренней кромкой опирается на корпус, а на наружную кромку пружины опирается упорная шайба 5.

Рис. Распределительный механизм двигателя автомобиля Урал-375: 1 — штанга толкателя; 2 — регулировочный винт; 3 — крышка головки цилиндров; 4 — коромысло; 5 — впускной клапан; 6 — колпачок; 7 — выпускной клапан; 8 — тарелка клапана; 9 — сухарь; 10 — пружина; 11 — механизм вращения выпускного клапана; 12 — головка цилиндров; 13 — направляющая втулка клапана; 14 — полость клапана, заполненная натрием; 15 — седло клапана

Рис. Механизм вращения выпускного клапана двигателя автомобиля Урал-375: 1 — неподвижный корпус; 2 — шарик; 3 — возвратная пружина; 4 — дисковая пружина; 5 — упорная шайба; 6 — замочное кольцо

Дисковая пружина и упорная шайба могут поворачиваться вокруг корпуса.

На упорную шайбу 5 устанавливается пружина клапана, ее усилие через упорную шайбу передается на наружную кромку дисковой пружины 4.

При открытии клапана упругость его пружины увеличивается настолько, что дисковая пружина выпрямляется и нажимает на шарики, которые, перемещаясь по наклонным поверхностям углублений в корпусе 1, поворачивают дисковую пружину, упорную шайбу, пружину клапана и клапан.

При закрытии клапана упругость его пружины уменьшается, дисковав пружина возвращается в первоначальное наклонное положение, а шарики под действием возвратных пружин занимают верхнее положение.

Привод клапанного механизма двигателя осуществляется от одного распределительного вала, установленного в средней части блока двигателя на пяти подшипниках.

Стальные толкатели для повышения износостойкости имеют наплавленную из специального чугуна нижнюю плоскость, соприкасающуюся с кулачками.

Зазор между стержнем клапана и носком коромысла регулируется с помощью винта 2, помещенного в коротком плече коромысла.

У двигателя ЯАЗ-М-206Б выпускные клапаны размещены в головке блока цилиндров. Привод к ним осуществляется от распределительного вала, расположенного в верхней части блока. Для уравновешивания работы двигателя симметрично распределительному валу расположен уравновешивающий вал, также приводимый во вращение шестерней коленчатого вала. Оба вала имеют на концах противовесы.

Распределительный вал двигателя ЯАЗ-М-206Б вращается на семи опорах. Крайние опоры представляют собой втулки из ковкого чугуна, в которые запрессованы по две стальные втулки, залитые свинцовистой бронзой. Промежуточные подшипники состоят каждый из двух взаимозаменяемых вкладышей, изготовленных из алюминиевого сплава.

Шестерни привода изготовлены из чугуна. Роликовые толкатели передают усилие через штанги коромыслам, которые своими носками давят на стержни клапанов. Клапаны у двигателя только выпускные, по два на каждый цилиндр. Пружины клапанов двойные, с постоянным шагом навивки. Клапаны сварные: стержень клапана изготовлен из хромоникелевой стали, головка — из жароупорной. Седла клапанов вставные, из жароупорного чугуна.

Зазор между носком коромысла и стержнем клапана регулируется изменением длины штанги — ввертыванием штанги в резьбовую часть ее вилки или вывертыванием из нее.

Общее устройство распределительного механизма (ГРМ)

Видео: Принцип работы газораспределительного механизма. Ремень ГРМ. Ресурс, когда менять. Цепь или ремень ГРМ. Что лучше и надежнее. Растянутая цепь ГРМ — симптомы

Распределительный механизм (ГРМ) двигателя состоит из распределительного вала, шестерен привода, подшипников вала, толкателей и направляющих толкателей, клапанных пружин, впускных и выпускных клапанов и направляющих втулок клапанов.

Работа распределительного механизма происходит следующим образом. При вращении коленчатого вала вращается также и распределительный вал 8, шестерня 9 которого находится в постоянном зацеплении с шестерней коленчатого вала. Число зубьев шестерен подобрано так, что у четырехтактных двигателей распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого вала, у двухтактных — с такой же скоростью, что и коленчатый вал.

Рис. Распределительный механизм двигателя с нижним расположением клапанов: 1 — кулачки распределительного вала; 2 — пружина клапана; 3 — направляющая втулка клапана; 4 — стержень клапана; 5 — направляющая толкателя; 6 — толкатель; 7 — подшипник распределительного вала; 8 — распределительный вал; 9 — распределительная шестерня

Имеющиеся на распределительном валу кулачки 1 своими выступами плавно отжимают толкатели 6, поднимая их. Толкатель давит на стержень 4 клапана и, сжимая пружину 2, поднимает клапан. При этом внутреннее пространство цилиндра сообщается либо с впускным трубопроводом, если открыт впускной клапан, либо с выпускным, если открыт выпускной клапан. Когда, выступ кулачка распределительного вала сходит с тарелки толкателя, клапан закрывается под действием пружины.

В двигателе с верхним расположением клапанов давление кулачка 1 распределительного вала 2, расположенного в верхней части блока цилиндров, воспринимается толкателем 3, который передает его через штангу 4 на плечо коромысла 6, поднимая его. Так как коромысло сидит на оси, то его второе плечо опускается и своим носком давит на стержень клапана 8. При этом сжимается пружина 7 и клапан открывается.

Рассмотрим назначение и устройство деталей распределительного механизма.

Клапаны соединяют и разъединяют полости цилиндров с впускным и выпускным трубопроводами.

Клапан состоит из головки 1 и стержня 2. Изготовляются клапаны из прутковой высококачественной стали: впускные чаще всего из хромистой, а выпускные из жаростойкой сильхромовой. Выпускные клапаны могут быть сварными; в этом случае головка делается из сильхромовой стали, а стержень из хромистой. Головка клапана имеет снизу шлифованную конусную поверхность, которой она соприкасается с седлом 9, установленным в теле блока цилиндров при нижнем расположении клапанов или в теле головки блока цилиндров при верхнем расположении клапанов.

Рис. Распределительный механизм двигателя с верхним расположением клапанов: 1 — кулачок распределительного вала; 2 — распределительный вал; 3 — толкатель; 4 — штанга; 3 — контргайка; 5 — коромысло; 7 — пружина клапана; 8 — клапан; 9 — седло клапана

Рис. Клапан: 1 — головка клапана; 2 — стержень; 3 — тарелка клапана; 4 — сухарь; 5 — болт; 6 — толкатель; 7 — тарелка толкатели

Чтобы увеличить срок службы, седла выпускных клапанов обычно делаются вставными из специального жаростойкого чугуна. Рабочие поверхности головки клапана и седла притираются одна к другой для плотной посадки клапана. Плотное прижатие клапана к седлу обеспечивается давлением клапанной пружины, которая одним концом упирается в тело клапанной коробки, а другим в тарелку 3 клапана. Тарелка удерживается на стержне клапана обычно сухарями 4, входящими в кольцевую выточку стержня, либо чекой, вставляемой в отверстие стержня. Стержень клапана движется в направляющей втулке, которая впрессовывается в тело клапанной коробки или (в случае верхнего расположения клапанов) в тело головки блока цилиндров. Чтобы улучшить наполнение цилиндров горючей смесью, впускные клапаны у многих двигателей имеют диаметр головки больший, чем выпускные.

В двухтактных дизелях с прямоточной продувкой, где воздух в цилиндры нагнетается через продувочные окна 4 (рис. а), имеются лишь выпускные клапаны 5. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов каждый цилиндр имеет не один, а два выпускных клапана.

Толкатели передают давление от кулачка распределительного вала стержню клапана или штанге.

Они изготовляются из стали или чугуна; рабочие поверхности их шлифуются и подвергаются термической обработке. Толкатель 6 представляет собой стержень, который заканчивается снизу тарелкой 7. Чтобы уменьшить вес, стержень толкателя обычно делается пустотелым.

Для предотвращения одностороннего износа форма тарелки толкателя и кулачка распределительного вала подбирается с таким расчетом, чтобы толкатель мог немного поворачиваться относительно своей оси при каждом набегании на него кулачка.

Поэтому часто у двигателей рабочая поверхность тарелки толкателя делается выпуклой, а кулачку придается небольшая конусность. У двигателей некоторых типов вращение толкателя достигается небольшим смещением оси толкателя относительно средней части кулачка. Чтобы уменьшить потери на трение, а также износ рабочей поверхности толкателя и кулачков распределительного вала, стержень толкателя у некоторых типов двигателей имеет снизу ролик.

Между толкателем (или доском коромысла при верхнем расположении клапанов) и стержнем клапана есть небольшой зазор. При работе двигателя стержень клапана удлиняется вследствие нагрева, и если бы не было зазора, то клапан, упираясь в толкатель, не садился бы плотно в свое седло.

Этот зазор для выпускных клапанов у некоторых двигателей делается несколько большим, чем для впускных. Объясняется это тем, что выпускные клапаны под действием раскаленных отработавших газов сильно нагреваются и их стержни удлиняются больше, чем стержни впускных клапанов.

Зазоры между стержнями клапанов и толкателями (носками коромысел) имеют строго определенную величину для каждой марки автомобиля. Нарушение этих зазоров ухудшает работу двигателя и ведет к преждевременному износу деталей распределительного механизма.

Зазор между стержнем клапана и толкателем при нижнем расположении клапанов регулируется с помощью болта 5 с контргайкой, который ввертывается в верхнюю часть стержня толкателя; при верхнем расположении клапанов — с помощью регулировочного болта или винта с контргайкой, который ввертывается в плечо коромысла. В дизелях с верхним расположением клапанов для регулировки зазора между стержнем клапана и носком коромысла имеется регулировочный наконечник с контргайкой 5, который навертывается на верхнюю часть штанги 4.

Толкатели движутся в направляющих втулках, установленных либо непосредственно в теле блока или в головке блока цилиндров, либо в отдельных секциях, которые привертываются к блоку болтами.

Распределительный вал предназначается для своевременного открытия и закрытия клапанов.

Он отковывается из стали или отливается из специального чугуна заодно с кулачками и опорными шейками с последующей механической и термической обработкой.

Количество кулачков на распределительном валу зависит от числа цилиндров и типа двигателя. В карбюраторных двигателях для каждого цилиндра делаются два кулачка: впускной и выпускной. У дизелей ЯАЗ на цилиндр приходится по три кулачка: один для привода насос-форсунки и два для привода выпускных клапанов. Подшипниками распределительного вала являются стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом и запрессованные в тело блока цилиндров. Во втулках имеются отверстия для подвода смазки к шейкам вала.

От распределительного вала обычно осуществляется привод масляного насоса и распределителя системы зажигания; для этого в средней части вала нарезается винтовая шестерня.

Кроме кулачков, шеек и шестерни, на распределительном валу карбюраторного двигателя имеется эксцентрик для привода бензинового насоса, подающего бензин из бака в карбюратор.

Распределительный вал приводится во вращение коленчатым валом через зубчатую передачу.

Шестерни привода распределительного вала, чтобы повысить износоустойчивость зубчатой передачи, изготовляются из разных материалов: ведущая — из стали, ведомая — из чугуна или текстолита. Для повышения бесшумности и плавности работы шестерни обычно изготавливаются с косыми зубьями.

Ведущая шестерня устанавливается на носке коленчатого вала на шпонке и закрепляется болтом (храповиком). Ведомая шестерня устанавливается на передней части распределительного вала также на шпонке и крепится гайкой или болтом.

Для правильной работы двигателя коленчатый и распределительный валы должны занимать строго определенное положение один относительно другого. Поэтому при сборке распределительные шестерни сцепляются между собой по меткам, имеющимся на зубьях шестерен.

Шестерни размещены в картере, отлитом заодно с блоком цилиндров и закрытом крышкой, которая штампуется из листовой стали или отливается из чугуна.

Осевое перемещение распределительного вала, возникающее при вращении шестерен с косыми зубьями, ограничивается упорным фланцем, укрепленным на передней стенке картера двигателя и входящим с определенным зазором между торцом передней шейки вала и ступицей шестерни.