1

Заняття 11.Продовження вивчення

Розділ 2. Трактори та автомобілі.

Тема 6. Газорозподільний механізм.1. Призначення, типи, загальна будова та робота газорозподільного

механізму.2. Призначення і взаємодія, матеріал і будова деталей механізму.3. Розподільні шестерні.

Механізм газорозподілу (ГРМ) слугує длясвоєчасного відкриття і закривання впускних тавипускних клапанів двигуна, забезпечуючинаповнення циліндрів свіжим зарядом та йогоочистку від відпрацьованих газів.Газорозподільний механізм складається звпускних і випускних органів і деталей,передавальних ними рух від колінчастого валу.

Механізми за структурою буваютьклапанні та безклапанні. Безклапанні ГРМможуть бути: золотниковими і гільзовими.

Мал.1. Золотниковий ГРМ Гільзовий ГРМ

У чотиритактних автотракторних двигунах широкого поширення набули клапаннімеханізми газорозподілу.

ГРМ – призначений для своєчасноговпуску і випуску газів в циліндр згідно зрежимом роботи КШМ.

2

У деяких двигунах з метою забезпечення надійноїроботи при високій частоті обертання колінвалазастосовуються безпружинні механізми газорозподілу зпримусовим відкриттям і закриттям клапанів, або такзвані десмодромні механізми (мал.2). Примусовевідкриття і закриття клапанів здійснюється відсамостійних кулачків або електромагнітами з дужевеликими прискореннями, що дозволяє значно збільшитикоефіцієнт наповнення двигуна.

На автомобілях найчастіше використовуютьклапанні механізми.

Залежно від місця розташування клапанів відносноциліндрів механізми бувають з нижнім та верхнімрозміщенням.

Залежно від місця розміщення розподільного валу механізми поділяють на внутрішньогота зовнішнього розташування.

ГРМ З ВНУРТИШНІМ РОЗМІЩЕННЯМРОЗПРЕДВАЛУ:

Такий механізм має суттєві недоліки: нераціональнаформа камери згорання, складність регулювання тепловихзазорів, великий опір впускних та випускних каналів.

ГРМ З ЗОВНІШНІМ РОЗМІЩЕННЯМРОЗПРЕДВАЛУ:

При верхньому розміщенні клапанівкамери згорання мають більш компактну форму.Крім того в таких камерах значно скорочуєтьсяшлях полум`я від свічки і тим самимзбільшується потужність двигуна.

До внутрішнього відносять:Ø ГРМ з нижнім розташуванням

клапанів і вала.Ø ГРМ з нижнім розташуванням вала і

з верхнім розташуванням клапанів.До зовнішнього відносять:

Ø ГРМ з верхнім розташуванням валаі клапанів, з двома осямикоромисла.

Ø ГРМ з верхнім розташуваннямклапанів важільного типу.

Ø ГРМ з верхнім розташуванням валапрямої дії.

Ø Двохвальне ГРМ (перший вал навпускні клапани, другий - навипускні).

Ø ГРМ з ферокамерою.

Мал. 2. Десмодромний газорозподільниймеханізм.

Мал. 6. П’ятиклапанне (з ферокамерою).

а бМал. 3. Розташування клапана:

а–нижнє; б–верхнє.

Мал. 4. Важільного типу. Мал. 5. Прямої дії.

Мал. 8. Двохвальне.

Мал. 7. З двома осями.

3

Чергування впускних і випускних клапанів може бути різним.Попарне розташування однойменних клапанів дає можливість зменшитичисло каналів в блоці і спростити трубопроводи, але при такомурозташуванні збільшується нерівномірність зносу циліндра по колу черезтермічні деформації. Тому в даний час застосовують змішане чергуванняклапанів, при якому поряд можуть розташовуватися як однойменні, так ірізнойменні клапани сусідніх циліндрів (мал.9).

Якщо поряд розташовані впускні клапанисусідніх циліндрів, то їх канали можуть бутиоб'єднані; канали випускних клапанів роблятьсяіндивідуальними, щоб забезпечити кращеохолоджування клапанів.

Два клапани в циліндрі можуть бутирозташовані в один ряд осі блоку або в дваряди.

При розташуванні в два ряди впускні івипускні клапани розміщуються в різних рядах

Чотири клапани в циліндрі встановлюютьдля збільшення площі їх прохідних перетинів ізменшення розмірів клапанів. Останняобставина сприяє збільшенню їх жорсткості ізабезпечує краще охолоджування.

При установці трьох клапанів в циліндрі – одного великого і двохменшого розміру (мал.12) – може бути збільшена відносна площа клапанівнавіть в порівнянні з чотирма клапанами. Випускним може бути великийклапан або два менших.

Привід розподільного вала –приводить в дію розподільний вал від валаКШМ. Він здійснюється за допомогоюзубчастої (шестеренчастої), ланцюгової(мал.13, а) або пасової (мал.13, б) передач.

Шестеренчастий привід – найпростіший і самийнадійний, має змогу передавати велику потужність, алеконструктивно встановлюється тільки на ГРМ з нижнімрозташуванням вала.

Привід з шестернями зустрічається у старихдвигунів (утому числі у дизелів) з нижнім розташуваннямрозподільного валу. Основний недолік цього варіанту -великі габарити шестерень, шум, перевага - максимальнапростота і надійність. На сучасних двигунах за допомогоюшестерень від колінчастого валу іноді здійснюєтьсяпривід допоміжних агрегатів, наприклад, паливногонасоса високого тиску в дизелях (TOYOTA, FORD).

Ланцюговий – надійний, може передавати великіпотужності але при не великих швидкостях.

Привід розподільного механізму роликовимланцюгом набув найбільшого поширення на двигунахминулих років випуску. Перевага ланцюгового приводу -висока надійність. Так, випадки обриву ланцюга вексплуатації украй рідкісні і пов'язані з несправностямиабо зносом скоріше за не сам ланцюг і зірочки, а іншіелементи, наприклад натяжника, а також попаданням підланцюг сторонніх предметів в наслідок некваліфікованогообслуговування. Недолік даної схеми - підвищений шум,ускладнення конструкції блоку і головки блоку циліндрів,необхідність застосування спеціальних натягачів,збільшення габаритів і маси двигуна. Набули поширення

Мал. 12. Розташуваннятрьох клапанів в циліндрі.

Мал. 9. Змішанечергування клапанів.

Мал. 10. Розташування двохверхніх клапанів в один ряд.

Мал. 11. Розташування двохверхніх клапанів в два ряди.

Мал. 13. Привод механізму газорозподілу двигунів з верхнімрозташуванням розподільного вала:

а – ланцюгом; б – зубчастим пасом; 1-колінчастий вал; 2,6-відповідно ведуча й веденазірочки; 3-ланцюг; 4-башмак натяжного пристрою; 5-натяжний пристрій; 7-розподільний

вал; 8-важіль привода клапана; 9-клапани; 10-втулка регулювального болта;11-регулювальний болт; 12-заспокоювач ланцюга; 13-зірочка привода оливного насоса

й переривника-розподільника; 14,17,18-зубчасті шківи; 75-зубчастий пас; 16-болт.

4

різні схеми ланцюгового приводу розподільного валу, з них найчастіше використовуються прості конструкції з мінімальноюкількістю елементів. Застосовуються як однорядні, так і дворядні роликові ланцюги, причому частіше останні, як менш схильні дозносу і розтягування. Слід зазначити, що застосування ланцюгового приводу в якійсь мірі є традицією тієї або іншої фірми. Якщобагато фірм випускають (або випускали) двигуни із ланцюговими і з пасовим приводом розподільного валу то, наприклад, фірмаMERCEDES-BENZ - тільки з ланцюговим приводом.

Пасовий привід – тихохідний та економічний, дає можливість передавати великі швидкості .Привід розподільного валу зубчатим пасом набув в даний час більшого поширення, ніж - ланцюгом. Ремінь дозволяє

понизити масу, шум, дещо спростити конструкцію двигуна. Проте ремінь має недостаток - не надійність, що вимагаєконструктивних заходів по запобіганню "зустрічі" клапанів і поршня при його обриві. Окрім цього, на відміну від ланцюговогоприводу необхідно один або декілька сальників розподільних валів. Потрапляючи на ремінь, масло сильно знижує його ресурс.Слід нагадати, що обрив ременя у дизеля унаслідок близького розташування клапанів і поршня у ВМТ приводить до серйознихнаслідків, нерідко навіть до необхідності заміни головки блоку.

У двигунах вантажних автомобілів застосовують переважнозубчасті передачі. Ведучу шестірню 1 такої передачі (мал.14)установлено на передньому кінці колінчастого вала, а проміжну 3– на передньому кінці розподільного вала й закріплено гайкою.

Зубчасті колеса привода мають входити в зачеплення міжсобою при точно визначеному положенні колінчастого йрозподільного валів, що забезпечує правильність заданих фазгазорозподілу та порядку роботи двигуна. Тому під час йогоскладання зубчасті колеса вводяться в зачеплення за мітками наїхніх зубцях (на западині між зубцями колеса та на зубцішестерні). Щоб зменшити рівень шуму, зубчасті колесавиготовляють з косими зубцями і з різних матеріалів.

На колінчастому валу встановлюють сталеву шестерню, ана розподільному – чавунне колесо (двигуни ЗІЛ-130, МАЗ-5335)або текстолітове (двигуни автомобілів ГАЗ-53-12, УАЗ-3151-01).У двигунах легкових автомобілів сімей «Москвич» і ВАЗ (ізприводом на задні колеса) механізм газорозподілу приводиться вдію під колінчастого вала дворядним втулково-роликовимланцюгом 3 (див.мал.14), що з'єднує ведучу зірочку 2 колінчастого вала із зірочкою 6розподільного вала та зірочкою 13 валика привода оливного насоса й переривника-розподільника запалювання. В разі різкої зміни частоти обертання колінчастого вала виникаютьколивання вітки ланцюга. Для гасіння їх слугує пластмасова колодка (заспокоювач) 12. Зпротилежного боку колодки розміщується башмак 4 натяжного пристрою. Один кінецьбашмака закріплено на осі, а інший – з'єднано з регулювальним механізмом 5, що притискаєбашмак до ланцюга. Останній натягають за допомогою гайки регулювального механізму.

У двигунах передньоприводних автомобілів ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109 приводмеханізму газорозподілу складається з двох зубчастих шківів, установлених на колінчастому ирозподільному валах, натяжного ролика та зубчастого паса. Останнім приводиться в обертаннятакож шків насоса охолодної рідини. Головною особливістю такого привода є еластичний пас іззуб'ями напівкруглої форми. Його виготовляють з оливостійкої гуми, армованої кордом ізскловолокна. Зубці для підвищення стійкості проти спрацювання покрито еластичноютканиною.

У механізмі газорозподілу з верхнім розташуванням клапанів і нижнім – розподільноговала клапани мають привод через передаточні деталі (штовхачі, штанги й коромисла).

На ЗІЛ-131 ГРМ клапанний, із верхнім розміщенням клапанів і нижнім розміщеннямрозподільного вала. Привід розподільного вала – шестерінчастий.

Газорозподільний механізм складається: розподільні шестерні 1 (2 шт); розподільний вал;штовхачі 19 (16 шт); штанги 18 (16 шт); коромисла 14 (16 шт); осі коромисел 13 (16 шт);клапани 9 (16 шт) із пружинами 12 (16 шт) і деталями кріплення; кришка розподільнихшестерень.

Шестерня колінчастого вала сталева, шестерня розподільного вала – чавунна. Обидвішестерні косозубі й встановлені на шпонках, служать для передачі крутного моменту.

Мал. 14. Блок розподільнихшестерень двигуна КамАЗ-740:

1-ведуча шестерня; 2,3-проміжні шестерні;4-шестерня розподільного вала; 5-шестерня

привода паливного насоса; 6-шестірня приводугідро підсилювача рульового керування;

7-шестерня приводу компресора.

5

Шестерня розподільного валамає діаметр і кількість зубіву 2 рази більше шестерніколінчастого вала, а томушвидкість обертаннярозподільного вала в 2 разименша за швидкістьобертання колінчастого вала.

На ведучій і веденійшестернях є мітки дляправильної їх установки(мал.16). Шестернівстановлюють так, щоб міткибули суміщені. При зборцізуб із міткою повиненвходити у впадину з міткою.

Кришка розподільнихшестерень. Відлита залюмінієвого сплаву, вонакріпиться до блоку картерачерез прокладку йцентрується двомаустановочними штифтами, запресованими в блок-картер. Кришкаслужить для закриття розподільних шестерень і є передньою опороюдвигуна. До кришки кріпиться зубчатий гребінь для установкизапалювання й датчик центробіжного обмежувача числа обертівколінчастого валу двигуна. У гнізді кришки запресований сальникпереднього кінця колінчастого вала в зборі.

Розподільний вал – призначений для натискання на клапанчерез допоміжні деталі (газорозподільний вал завжди приводиться вдію від вала КШМ).

Сталевий, кований. Опорні шийки, кулачки і ексцентрикпіддаються закалюванню струмом високої частоти.

Враховуючи, що кожен клапан повинен відкриватися 1 раз задва оберти колінчастого валу, передавальне число приводурозподільного валу роблять рівним двом, тобто за один циклчотирьохтактного двигуна, він обернеться два рази, коли колінчастий вал один раз.

Розподільний вал має: шістнадцять кулачків 6, 7 для приводу штовхачів 19; п’ять опорнихшийок 4; ексцентрик 5 для приводу паливного насоса; косозубу шестерню 28 для приводумасляного насоса і переривача розподільника 29.

У передньому торці вала вмонтований привід центробіжного датчика обмежувача числаобертань двигуна, який кріпиться гайкою розподільної шестерні і складається з валика,пружини, шайби та стопорного кільця.

Розподільний вал встановлений в блок-картері на 5 підшипниках ковзання, які являютьсобою біметалеві втулки, закріплені в стінках і перегородках блок-картера.

Вісьове переміщення розподільного вала обмежується упорним сталевим кільцем, якекріпиться болтами до блок-картера й розміщується між ступицею шестерні і переднім торцемпершої опорної частини. В отвір фланця входить розпірне кільце. Різниця між товщиноюрозпірного кільця і товщиною фланця складає величину осьового зазору, який дорівнює 0,88-0,2 мм.

Передаточні деталі. До передаточних деталей належать штовхачі 19, штанги 18штовхачів, коромисла 14 клапанів 9 з регулювальними гвинтами та вісь 13 коромисел.

Мал. 15. Механізм газорозподілу V-подібного двигуна:1-зубчасте колесо; 2-упорний фланець; 3-розпірне кільце; 4-опорна шийка; 5-ексцентрик; 6,7-відповідновпускні й випускні кулачки; 8-втулки опорних шийок; 9-клапани; 10-напрямні втулки; 11,24-шайби; 12,21-

пружини; 13-порожнисті осі; 14-коромисла; 15-болти; 16-стояки; 17-опорні шайби; 18-штанги; 19-штовхачі;20- тарілки; 22,27-валики; 23-кільце; 25-гайка; 26-привод паливного насоса; 28-шестірня; 29-корпус приводу

розподільника запалювання й оливного насоса.

Мал. 16. Положення міток назубчатих колесах при встановленні

фаз газорозподілення

6

Штовхачі сталеві, пустотілі, циліндричні. Встановлюються в спеціальнихотворах блок-картера, які спрямовують штовхачі. Служать для передання зусиллявід кулачка розподільного вала до штанги, розвантажуючи цим штангу відбокових навантажень.

Торець штовхача, що контактує із кулачком, для підвищення зносостійкості,наплавлений спеціальним чавуном і має сферичну поверхню. Для зливу масла вштовхачі є отвір. У процесі роботи, для рівномірного зносу, штовхачповертається. Це досягається завдяки сферичності поверхні торця штовхача йконусності кулачка.

У двигуна ГАЗ-51 штовхач виконаний у вигляді стрижня з плоскою тарілкоюу нижнього кінця; у верхню частину цього стрижня вкручують регулювальнийболт з контргайкою. Штовхачі двигунів ЗІЛ-130 і ЗМЗ-53 мають формуциліндрового стаканчика, в який зверху вставляють штангу.

Штанги штовхачів сталеві із закаленими кінцівками. Служать дляпередавання зусилля від штовхача до коромисла.

Штанги являють собою металеві стержні, які рухаються в направляючих.Своїми сферичними поверхнями наконечники упираються в низу в штовхач, авгорі у виїмку плеча коромисла. При збільшенні частота обертання колінчастоговалу понад 5000 об/хв штанги починають вібрувати,що впливає на роботу двигуна.

Коромисла сталеві, штамповані. Служать дляпередання зусилля від штанги до клапана і являєсобою не рівноплечий важіль. Коромисловстановлюється на спільній для всіх циліндрів вісі13 коромисел і перевертається на бронзовій втулці,запресованої в отвір коромисла.

Шарова поверхня носка коромисла, що з'єднується з клапаном,закалена струмом високої частоти. Інший кінець коромисла, протилежнийноску, має отвір з різьбою, в яке вкручується регулювальний гвинт 15. Дляутримання коромисла на валу в певному положенні встановлені дистанційнівтулки і пружини розпорів.

Рокер – це важіль прямої дії, який фіксується не віссю, а окремоюпружиною.

Регулювальні гвинти сталеві, з контргайкою, служать для передачі зусилля від штангичерез коромисла до стержнів клапанів, установки нормального зазору між носком коромисла йстержнем клапана.

Кожен регулювальний гвинт має кільцеву канавку, радіальний і вісьовий отвір дляпідводу масла під тиском до з'єднання регулювального гвинта зі штангою. У місці з'єднанняштанги з гвинтом, гвинт має сферичне поглиблення, поверхня якого закалена струмом високоїчастоти.

Вісі коромисел сталеві, пустотілі, у місцях установки коромисел кожна вісь має 8радіальних каналів для підводу масла до втулок коромисел. У кінці вісі запресовано заглушки,що дає змогу підводити оливу до бронзових втулок коромисел і сферичних наконечниківрегулювальних гвинтів. Кріпляться осі до стійок за допомогою гвинтів.

Фіксація коромисел на осі здійснюється розпірними пружинами двох крайніх коромиселза допомогою пружинних розпірних шайб і шплінтів.

Встановлюються осі на 4 стійки (опори), гвинтами кріпляться до головки блока. Середнівнутрішні стійки вісі мають на опорних поверхнях пази для підходу масла з каналу головки впорожнину між гвинтом кріплення стійки із стійкою.

Деталі клапанної групи. Впускні клапани з гніздами, спрямовуючі втулки з гумовимковпачком.

Впускні клапани штампуються з хромистої сталі. Стержень хромується, голівка –

Мал. 17. Штовхач.

Мал.18. Штанга.

Мал. 20. Рокер.

Мал. 19. Коромисло.

7

загартовується.Служать для відкриття та закриття впускних клапанів, які з’єднують

площини циліндрів із впускним трубопроводом.Клапан складається з головки та стержня.На головці клапана виконана робоча фаска під кутом 30 градусів, що

забезпечує найбільше прохідне число січення отвору при відкритті каналу.Своєю робочою фаскою клапан, за допомогою пружини прилягає до сідла, якезапресоване в головку блоку і виготовлене з жаротривкої сталі. Длязабезпечення посадки клапанів у сідлах, вони перед зборкою піддаютьсяпритирці.

Стержень клапана міститься в спрямовуючій чавунній втулці,запресованій у головку блока й зафіксований опірним кільцем.

Торець стержня закалений. На стержні є кільцева протока дляустановки сухарів.

На стержень клапана, поверх направляючої втулки, встановлюєтьсягумовий ковпачок, який зменшує підсос масла через зазор між втулкоюта клапаном.

Випускні клапани з гніздами і направляючими втулками.Випускні клапани штампуються з жаростійкої сталі. Стержні –

хромовані, головки – загартовані.Служать для відкриття та закриття випускних каналів, з’єднуючих

порожнини циліндрів із випускним трубопроводом.Для підвищення зносостійкості, робоча фаска має наплавку з

жаротривкого сплаву.Кут фаски – 45 градусів. Із таким кутом фаски, клапан щільніше

сідає й кромка стає стійкою проти обгорання. Для кращого охолодження,стержень випускного клапана має глухий канал на 1/3 наповненийнатрієвим охолоджувачем.

Отвір у каналі закритий заглушкою.Діаметр головки впускного клапана більше, ніж у

випускного. Це зроблено для більш повного наповненняциліндрів пальною сумішшю.

На випускні клапани ковпачки не надіваються.Для підвищення довговічності робочої фаски,

випускний клапан має механізм примусового обертання.Будова та встановлення інших деталей випускного

клапана таке, як і у впускного клапана.Клапанні пружини і деталі кріплення їх до клапана

(тарілки, сухарі).Пружини виготовляються з високовуглецевих легова-

них сталей і покриваються антиерозійними покриттями.Пружини служать для щільного закриття клапанів і

сприйняття інерційних сил розподільного механізму.Рухоме з’єднання клапана і пружини здійснюється

конусними сухарями, які встановлюються в кільцевійпротоці стержня клапана й конусному отворі тарілки.

Механізм обертання клапана. Для підвищеннянадійності випускних клапанів застосовується спеціальне обладнання для їх прокручування.При цьому усовується можливість утворення нагару на робочій фасці випускного клапана.

Під час роботи випускний клапан примусово обертається спеціальним механізмом, корпусякого розміщений у головці блоку. У корпусі по колу розміщено п’ять нахилених поглибленьдля шариків із зворотними пружинами. На верхню частину корпуса одягнута з зазором.

Мал. 21. Клапаннагрупа.

Мал. 23. Механізм обертання випускногоклапана двигуна ЗІЛ-131

1-клапан; 2-нерухомий корпус; 3-шарик; 4-упорна шайба;5-замкове кільце; 6-пружина клапана; 8-сухар клапана;

9-дискова пружина механізму; 10-зворотна пружина;11-наповнювач; 12-наплавка; 13-заглушка.

Мал.22 . Деталі клапанногомеханізму двигуна СМД-14:

1-фаска тарілки клапана; 2-стерженьклапана; З,5-циліндричні виточки; 4-сухарики; 6-тарілка пружини клапана;7-пружне кільце; 8-зовнішня пружина

клапана; 9-напрямна втулка; 10-тарілкаклапана.

8

4. Фази газорозподілу.Фази газорозподілу – це моменти початку відкривання та кінця закривання клапанів

(вікон), виражені в градусах кута повороту колінчастого вала відносно мертвих точок. Фазигазорозподілу добирають експериментально на заводі залежно від частоти обертанняколінчастого вала при максимальній потужності двигуна та від конструкції його впускного йвипускного газопроводів і зазначають у вигляді діаграм або таблиць.

Коли розглядалися робочі процеси у двигунах, вважалося, що відкриття й закриттяклапанів відбуваються в мертвих точках. Однак насправді моменти відкриття й закриттяклапанів не збігаються з моментами перебування поршнів у мертвих точках. Це пояснюєтьсятим, що час, який припадає на такти впускання й випускання, дуже малий (при максимальнійчастоті обертання колінчастого вала двигуна він становить тисячні частки секунди). Тому, якщовпускні й випускні клапани відкриватимуться й закриватимуться точно в мертвих точках, тонаповнення циліндрів пальною сумішшю й очищення їх від продуктів згоряння будутьнедостатніми. Отже, в чотиритактних двигунах впускний клапан має відкриватися додосягнення поршнем ВМТ, а закриватися після проходження НМТ.

Із загальної колової діаграмифаз газорозподілу (мал.24,а) видно,що на такті випускання впускнийклапан 1 (мал.24,г) починаєвідкриватися з випередженням,тобто до підходу поршня у ВМТ.

Кут α випередженнявідкриття впускного клапана длядвигунів різних моделей становить10...32°. Закривається впускнийклапан із запізненням післяпроходження поршнем НМТ (підчас такту стискання). Кут βзапізнення закриття випускногоклапана дорівнює 10...50°.

Кути випередження тазапізнення, а отже, й часвідкривання клапанів мають бутитим більшими, чим вища частотаобертання колінчастого вала, приякій двигун розвиває максимальну потужність. Правильність установлення газорозподілувизначається точним зачепленням зубчастих коліс за мітками, які є на них, або зарозташуванням мітки на ведучій зірочці (двигуни автомобілів ВАЗ) навпроти спеціальногоприливка на блоці циліндрів. Загальна колова діаграма показує, що в певний період часувідкриті обидва клапани – впускний і випускний. Кутовий інтервал обертання колінчастоговала, при якому обидва клапани відкриті, називається перекриттям клапанів. Воно потрібнедля своєчасного та якісного очищення циліндрів від продуктів згоряння. З діаграми (мал.24,б)видно, що впускний клапан відкривається за 31° до приходу поршня у ВМТ, а закінчуєзакриватися через 83° після НМТ. Випускний клапан закривається при 47° поворотуколінчастого вала після ВМТ. Перекриття клапанів становить 78°. Випускний клапан 18відкривається з випередженням на 67° до НМТ. Отже, загальна тривалість відкривання кожногоклапана дорівнює 294° повороту колінчастого вала двигуна.

Розглянуті фази газорозподілу двигуна автомобіля ЗІЛ-130 відповідають зазору в обохклапанах 0,3 мм (між носком коромисла й торцем клапана). В разі зменшення зазору тривалістьвідкривання впускного й випускного клапанів зростає, а в разі збільшення зазору –зменшується.

Мал. 24. Діаграми фаз газорозподілу чотиритактного двигуна (а),двигунів ЗІЛ-130 (б), КамАЗ-740 (в).

9

5. Призначення і регулювання теплових зазорів.У розподільному механізмі повинен бути установлений необхідний такт, який називається

тепловим зазором між клапанами і коромислами з тим, щоб клапани відкрились і щільно закрились угарячому стані. Тепловий зазор забезпечує герметичну посадку клапана в сідло при тепловомурозширенні під час роботи двигуна.

У процесі експлуатації внаслідок спрацювання або порушення регулювання величина тепловогозазору може змінюватися, відхиляючись від оптимальних значень. Як збільшення, так і зменшеннятеплових зазорів негативно позначається на роботі газорозподільного механізму і двигуна в цілому. Принадто великих зазорах зростають ударні навантаження і збільшується спрацювання деталей приводаклапанів. При надто малих зазорах не забезпечується герметичність камери згоряння, двигун втрачаєкомпресію і не розвиває повної потужності, клапани перегріваються, що може призвести до прогорянняфасок. Таким чином, регулювання теплових зазорів клапанів усуває передчасне спрацювання деталейгазорозподільного механізму, дозволяє відновити фази газорозподілу, підвищити наповнення циліндрів,їх компресію і в цілому потужність двигуна.

При збільшеному зазоріклапани повністю невідкриваються, що погіршуєнаповнення циліндрів свіжимзарядом і затрудняє вихідвідпрацьованих газів. Усе цезнижує потужність двигуна. Принедостатньому зазорі клапанинагріваються, можуть нещільносідати в сідла, що викликає витік газів ізнижує компресію двигуна.

Через нещільності посадкиклапанів під час такту тиску сумішможе попадати в випускнийтрубопровід, а при робочому ходіполум’я може прориватися у впускний трубопровід, у результаті втрубопроводах можливі спалахи чи хлопки. Для попередження цих явищ йустановлюють оптимальні зазори між клапанами і коромислами.

Зазори перевіряють і при необхідності регулюють періодично підчас виконання технічного обслуговування.

Теплові зазори у газорозподільному механізмі регулюють нахолодному (15-25 °С) двигуні при повністю закритих впускних івипускних клапанах. Зазор вимірюють плоским щупом. Пластинки щупа,які за товщиною дорівнюють необхідному зазору, повинні проходити взазор при легкому натисканні. Якщо зазор заданий в допустимих межах,щуп, товщина якого дорівнює нижньому значенню межі, повиненвходити в зазор легко, а рівний верхньому значенню межі – з легкимзусиллям.

Для кожної моделі двигуна встановлена оптимальна величиназазора у клапанних механізмах (береться з таблиць).

Для двигуна ЗІЛ-131 величина цих зазорів як для впускних, так і длявипускних клапанів повинна бути 0,25-0,30 мм при холодному двигуні.

Для двигуна моделі 740 – для впускних клапанів 0,20-0,25 мм, длявипускного клапана 0,30-0,35 мм.

Для регулювання зазору необхідно встановити поршень першогоциліндра в ВМТ кінця такту тиску і з допомогою щупа перевірити зазор міжкоромислом і стержнями клапанів першого. Відвернути контргайкурегулювального гвинта й провертаючи гвинт, встановити необхідний зазор,закрутити контргайку та знову перевірити зазор. Повертаючи колінчатий вал ручкою кожний раз на 90°,відрегулювати зазор у клапанах інших циліндрів в послідовності порядку роботи двигуна.

Домашнє завдання:6. Призначення, будова та робота декомпресійного механізму тракторних двигунів.7. Технічне обслуговування газорозподільного механізму.

Мал. 25. Регулювання клапаніва – встановлення поршня першого циліндра в ВМТ; б – регулювання клапанів двигуна;

1-показник встановлення; 2-шків колінчастого вала

Мал.26. Регулювання тепловихзазорів газорозподільного механізму:1 - регулювальний гвинт; 2 – контргайка

10

8. Призначення, будова та робота декомпресійного механізму тракторнихдвигунів.

Декомпресійний механізм (декомпресор) є тільки в дизельних двигунах (наприклад: А-41 і Д-144). Він даєможливість знижувати тиск (компресію) в циліндрах для того, щоб полегшити провертання колінчастого вала припуску холодного дизеля і під час регулювання його механізмів. Декомпресор крім цього використовують такождля термінової зупинки дизеля в аварійних ситуаціях.

Принцип дії цього механізмуполягає у відкриванні випускних абовпускних клапанів, опускаючи їх, іутриманні у відкритому положеннінезалежно від положення кулачківрозподільного вала, з метою зменшенняопору обертанню колінчастого вала під часпуску двигуна і регулювання йогомеханізмів.

Декомпресійний механізм, що діє надовге плече коромисла, складається звалика 4 (мал. 27, а) з гвинтами 3.Рукояткою 1 валик повертають в отворахспеціальних стояків, пригвинчених достояків коромисел.

Коли декомпресійний механізмвиключений, гвинт 3 займає похилеположення і не торкається коромисла. Приповороті рукоятки гвинт переводять увертикальне положення, і він заокругленимкінцем натискує на плече коромисла,відкриваючи випускний клапан. Опусканняклапана регулюють цим же гвинтом.Дистанційно декомпресором керують задопомогою рукоятки, що знаходиться вкабіні трактора.

Декомпресійний механізм, що діє на штовхані 9 (мал.27, б) складається із коротких валиків 8 з лисками,важелів 7 і рейки 11. Кінці валиків 8 входять в кільцеві виточки штовхачів впускних клапанів. При виключеномуположенні декомпресора лиски валиків розміщені горизонтально і штовхачі стикаються з кулачками розподільноговала. Якщо ж перемістити рейку 11, важелі повернуть валики 8 так, що їх лиски перейдуть у вертикальнеположення, ребром піднімуть штовхачі і своєю циліндричною поверхнею не дадуть їм опускатися. Клапани будутьвідкритими. Рукоятка керування механізмом знаходиться в кабіні трактора і тягою з'єднана з рейкою 11.

Валик декомпресійного механізму двигуна Д-108 має чотири лиски, розміщені в одній площині, тому привстановленні рукоятки в положення «Пуск» всі впускні клапани будуть відкриті на однакову величину (0,7-2,5мм). При встановленні рукоятки в положення «Робота» декомпресійний механізм на клапани не діє.

На двигуні Д-50 спеціального декомпресійного механізму немає. Для полегшення прокручуванняколінчастого вала вручну треба викрутити гвинти кріплення вставок камер згоряння на 1-2 оберти. Повітря зкамери згоряння по отворах у гвинтах виходитиме в навколишнє середовище.

9. Технічне обслуговування газорозподільного механізму.До основних операцій технічного обслуговування газорозподільного механізму відносяться:

· прослуховування працюючого двигуна для виявлення стуків, заміна зношених або зламаних деталей,перевірка стану деталей без розбирання двигуна при знятій кришці головки циліндрів;

· підтягування кріплення головки циліндрів, стояків валиків коромисел і декомпресійного механізму;· регулювання теплового зазору і декомпресійного механізму;· перевірка і регулювання осьових переміщень розподільного вала;· перевірка стану фасок клапанів та їх гнізд;· очищення клапанів і стінок камери згоряння від паї ару;· притирання клапанів до гнізд при знятих головках циліндрів. Для забезпечення нормальної роботи

газорозподільного механізму потрібно виконувати такі операції:· щозміни очищати кришку і головки циліндрів від пилу і бруду, а при підтіканні масла підтягувати

кріплення;· через кожні 250 год роботи при ТО-2 підтягують кріплення стояків вала коромисел, перевіряють тепловий

зазор і роботу декомпресійного механізму. Тепловий зазор також регулюють при появі сторонніх стуківклапанів або після знімання головки циліндрів.

Мал. 27. Декомпресійні меха-нізми дизелів А-41 (а) і Д-144 (б):1-рукоятка; 2-контргайка; 3-регулювальний гвинт; 4-складений валик; 5-коромисло; 6-клапан;

7-важіль; 8-валик з лискою; 9-штовхан з кільцевою виточкою; 10-кулачок вала; 11-рейка;І-декомпресійний механізм виключений; II-декомпресійний механізм включений.

11

Зазор у клапанному механізмі повинен гарантувати щільне прилягання клапана до сідла при подовженні стрижнявід нагрівання і у разі осідання головки в сідлі через зношування фасок.

У разі зменшення зазору істотно скорочується час, протягом якого клапан знаходиться в закритому стані, узв'язку з чим значно зростає його температура. Відсутність зазору викликає різке підвищення теплового станувипускного клапана і може призвести до обгорання конусного пояска його тарілки.

Зменшення теплового зазору помітно впливає на перекриття клапанів і особливо позначається при роботідвигуна на холостому ходу. На цьому режимі внаслідок великої тривалості одночасного відкриття обох клапанівможливе проникнення відпрацьованих газів з випускних трубопроводів у циліндри і навіть назад у впускнітрубопроводи, що призводить до нестійкого згоряння робочої суміші і нерівномірної роботи двигуна.

Таким чином, при наявності малих зазорів не забезпечується герметичність циліндрів, двигун не розвиваєповної потужності, клапани перегріваються, що може викликати їх підгоряння.

Збільшення теплового зазору викликає порушення фаз газорозподілу (клапани менше часу будуть знаходитись увідкритому положенні), і посадка клапана відбувається з великою швидкістю, що призведе до зростання ударногонавантаження на деталі, стуків, значного спрацювання і зменшення потужності двигуна.

Зазор у клапанному механізмі вимірюється щупом між носком коромисла і торцем стрижня клапана вположенні, коли клапани закриті. Регулюють зазор регулювальним гвинтом, закрученим у коротке плечекоромисла.

Можливі несправності газорозподільного механізму та способи їх усунення.У процесі експлуатації нормальна робота газорозподільного механізму може бути порушена, оскільки гарячі

гази руйнують посадочні поверхні тарілок клапанів і їх сідел, на фасках клапанів відкладається нагар. Це призводитьдо порушення щільності прилягання клапана до сідла, внаслідок чого можливі витоки газу і перегрів клапана.Поступово зношуються тертьові поверхні деталей механізму, порушується зазор між клапанами і коромислами. Цепризводить до зміни фаз газорозподілу. Найпомітніша зовнішня ознака несправності механізму – стук у зонірозташування клапанів, розподільних шестерень і розподільного вала.

Технічний стан двигуна в основному визначається станом кривошипно-шатунного і газорозподільногомеханізмів. Порушення їхньої нормальної роботи виражається в зменшенні компресії і появі стуків при роботідвигуна.

Першою ознакою недостатньої компресії є велика димність випуску при малій і середній частотах обертанняколінчастого вала (чорний колір відпрацьованих газів), що зменшується у міру збільшення частоти обертання.

Димність випуску при недостатній компресії викликана витоком повітря з циліндра під час ходу стиснення.При цьому кількість повітря, яке залишилося в циліндрі, виявляється недостатньою для повного згоряння палива,що залишається в циліндрі наприкінці стиску.

Основними причинами недостатньої компресії при несправному газорозподільному механізмі є: нещільнеприлягання клапанів до сідел, що може бути викликане поганим станом робочих поверхонь клапанів і сідел,поломкою або надмірною усадкою пружин клапанів, заїданням стрижнів клапанів у напрямних втулках, а такожмалим зазором між стрижнем клапана і носком коромисла.

Для визначення величини компресії на прогрітому двигуні в кожний циліндр по черзі встановлюють компресиметр(замість форсунки) і закріплюють його за допомогою скоби форсунки. Після цього запускають двигун і записуютьсвідчення манометра при мінімальній частоті обертання на холостому ходу. Нормальна величина компресії повиннабути не менше 3 МПа, а різниця по циліндрах не повинна перевищувати 0,2 МПа.

Виявлення причин недостатньої компресії починають з перевірки стану пружин клапанів і затягування гайоккріплення головки. Потім перевіряють стан клапанів: щільність прилягання їх до сідел, відсутність заїдання припереміщенні, величину зазору між клапаном і коромислом.

При порушенні герметичності впускних клапанів диміння спостерігається з повітряного фільтра.Технічний стан клапанного механізму двигуна без його розбирання можна перевірити за допомогою

пневмотестера моделі К-272. Його перевіряють шляхом виміру відносного витоку повітря, що вводиться всерединуциліндра через отвір для форсунки при непрацюючому двигуні в такому положенні поршня, коли в циліндрі, якийперевіряється, клапани закриті. Величини відносних витоків вказані в інструкції приладу. Цінність його в тому, щовін дозволяє роздільно оцінити знос циліндрів, стан поршневих кілець і клапанів, нещільність у прокладці міжблоком і головкою циліндрів.

Стан газорозподільного механізму рекомендується контролювати також методом прослуховування працюючогодвигуна за допомогою стетоскопа.

Стуки при роботі двигуна мають різний характер, і їх причини різноманітні. Сильні металеві стуки, щопосилюються при збільшенні частоти обертання колінчастого вала, свідчать про поломку пружин клапанів абозаїдання клапанів.

Збільшений зазор між носком коромисла і стрижнем клапана викликає металевий стукіт, що чітко виділяється прибудь-яких обертах колінчастого вала двигуна на фоні більш спокійного і глухого шуму решти клапанів. У цьому випадкунеобхідно відрегулювати зазор.