Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Принцип работы ГРМ






вращение от шестерни 14 коленчатого вала через промежуточную шестерню 13 передается на шестерню распределительного вала 15 с частотой, вдвое меньшей частоты вращения коленчатого вала. Каждый кулачок распределительного вала, набегая на толкатель 8, поднимает его вместе со штангой 7. Штанга поднимает короткое плечо коромысла, а другой его конец (длинное плечо) опускается и давит на клапан 1, преодолевает сопротивление пружины 3 и открывает его. При сбегании кулачка с толкателя штанга и толкатель опускаются, а клапан под действием пружины 3, садясь в седло 12, плотно закрывает отверстие впускного или выпускного клапана

Периоды от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, называют фазами газораспределения.

 

    1— клапан; 2 — втулка; 3— пружина; 4 — тарелка; 5— коромысло; 6— регулировочный винт; 7 — штанга; 8 — толкатель роликовый; 9 — сухарики; 10 — шплинт; 11 — кулачок распределительного вала; 12 — посадочное седло клапана; 13, 14, 15 — шестерни Рисунок 8 – Газораспределительный механизм четырехтактного двигателя


Число кулачков на распределительном валу соответствует числу клапанов, то есть каждый кулачок воздействует на один клапан.

 

Техническое обслуживание механизма газораспределения заключается в периодическом осмотре наружных деталей, поддержании герметичности в сопряжениях клапан-седло, проверке и установке требуемых тепловых зазоров между бойками коромысел и стержнями клапанов, регулировке декомпрессионных механизмов (при их наличии).

Даже при незначительном нарушении герметичности сопряжения клапан-седло работа двигателя резко ухудшается: снижается мощность, повышается расход топлива, обгорают и выходят из строя клапаны. Притирку необходимо выполнять в такой последовательности: снять головку цилиндров двигателя, очистить ее от масла и нагара. Чтобы при сборке клапаны обязательно установить на свои места, на их тарелки необходимо нанести метки; вынуть клапаны из головки цилиндров. Клапаны и их седла тщательно очистить от нагара, промыть в керосине и осмотреть. Если тарелки и стержни клапанов не покороблены и нет прогаров на фасках клапанов и седлах, восстановление герметичности может быть достигнуто притиркой. При наличии указанных дефектов клапаны подлежат замене новыми, а седла — шлифовке; очистить впускные и выпускные каналы головки цилиндров и промыть дизельным топливом; нанести на фаску клапана тонкий слой пасты ГОИ или притирочной мази, смазать стержень дизельным маслом и клапан поставить на место; при помощи специального приспособления или ручной дрели с присоском повернуть клапан по часовой стрелке на 1/3 оборота, а затем в противоположном направлении на 1\4 оборота (слегка нажимая на тарелку клапана). Производить притирку круговыми движениями нельзя;

периодически поднимая клапан и нанося па фаску новые порции пасты, притирку продолжать до тех пор, пока на фасках клапана и седла не появится сплошной матовый поясок шириной не менее 1, 5 мм (рис. 31); после окончания притирки клапаны и седла промыть в керосине и вытереть насухо. Клапаны с пружинами установить на свои места;

 

проверить герметичность сопряжения клапан-седло. Для этого залить керосин во впускные и выпускные каналы (поочередно) и выдержать его там в течение двух минут. Отсутствие течи свидетельствует о достаточной герметичности сопряжения.

Тепловые зазоры в газораспределительном и декомпрессионном механизмах следует проверять и регулировать на холодном (Л-41, СМД-14, СМД-60, СМД-62, Д-21А) или прогретом (Д-65, Д-240) двигателе. Выполнять регулировку и проверку зазоров рекомендуется в такой последовательности:

 

снять крышку головки блока цилиндров; проверить затяжку гаек крепления стоек валика коромысел, при необходимости подтянуть; включить декомпрессионный механизм (при наличии); проворачивать коленчатый вал двигателя до тех пор, пока оба клапана первого цилиндра закроются;

вывернуть из картера маховика установочную шпильку и вставить ее в то же отверстие ненарезанной частью до упора в маховик;

нажимая на установочную шпильку, медленно продолжать проворачивание коленчатого вала до тех пор, пока шпилька войдет в лунку на маховике. В таком положении маховика поршень цилиндра находится в ВМТ при такте сжатия;

выключить декомпрессионный механизм; измерить щупом зазоры между стержнями клапанов и бойками коромысел впускного и выпускного клапанов первого цилиндра. При необходимости изменения зазора следует отпустить контргайку регулировочного винта и, завинчивая или отвинчивая его, установить нужный зазор (табл. 6). После затяжки контргайки необходимо проконтролировать щупом величину зазора, проворачивая штангу толкателя вокруг своей оси (чтобы убедиться в отсутствии ее изгибов);

проверить величину зазора в декомпрессионном механизме первого цилиндра, при необходимости отрегулировать (если регулировка предусмотрена). Следует при этом иметь в виду, что при чрезмерном зазоре в декомпрессионном механизме цилиндр не будет полностью декомпрессироваться, а при недостаточном — возможны удары клапанов о поршни вследствие малого расстояния между ними при сближении;

Тепловые зазоры в газораспределительном и декомпрессионном механизмах тракторных двигателей, мм

после того, как тепловые зазоры в клапанах и декомпрессионном механизме первого цилиндра будут отрегулированы, нужно вынуть установочную шпильку из картера маховика и завернуть ее туда резьбовой частью; провернуть коленчатый вал дизеля на пол-оборота, что, в соответствии с порядком работы цилиндров, обеспечит положение поршня третьего цилиндра в ВМТ при такте сжатия, и отрегулировать зазоры в клапанном и декомпрессионном механизмах этого цилиндра в изложенной выше последовательности. Переход к остальным цилиндрам в соответствии с порядком работы производится после очередного проворачивания коленчатого вала на пол-оборота (180°); запустить двигатель и прослушать работу. При появлении стуков остановить и снова проверить зазоры; при нормальной работе двигатель заглушить и установить крышку головки блока цилиндров.

 

Приводная шестерня механизма газораспределения расположена у большинства двигателей в передней части в специальном картере (рис. 27).

Во многих двигателях направление вращения распределительного вала совпадает с направлением вращения коленчатого. Поэтому между шестернями этих валов устанавливается промежуточная шестерня 2. Если распределительный и коленчатый валы вращаются в разные стороны, как, например, у двигателях СМД-60 и СМД-62, то промежуточная шестерня отсутствует.

 

 

а — А-41; б — СМД-60 и СМД-62; D — СМД-14; г —Д-240; д — Д-37Е и Д-144; 1 — шестерня коленчатого вала; 2 — промежуточная шестерня; 3 — шестерня привода насоса гидроусилителя; 4 — шестерня привода топливного насоса; 5 — шестерня привода механизма газораспределения; 6 — шестерня привода насоса гидросистемы; 7 — шестерня приво-да масляного насоса.

 

Правильная установка шестерен обеспечивается сборкой по буквенным меткам, нанесенным возле зубьев или впадин.

У двигателя А-41 (рис. 27, а) шестерня коленчатого вала через промежуточную приводит во вращение шестерни привода топливного насоса 4 и механизма газораспределения 5. Шестерни привода гидронасосов и масляного насоса устанавливаются произвольно, остальные —по меткам, обозначенным одинаковыми буквами.

В двигателях СМД-60 и СМД-62 шестерни привода распределительного вала и топливного насоса (рис. 27, б) размещены со стороны маховика. Промежуточная шестерня и шестерня распределительного вала скреплены между собой болтами и образуют блок шестерен. Для правильной сборки на шестернях имеются метки. Метка «К» на шестерне привода механизма газораспределения должна быть совмещена с риской на шестерне коленчатого вала. Метка «Т» на промежуточной шестерне должна быть совмещена с меткой «Р» на шестерне привода топливного насоса.

Метки на распределительных шестернях двигателей СМД-14 показаны на рис. 27, в. Буквы «К» и «Р» на промежуточной шестерне должны совпадать с такими же на шестернях коленчатого и распределительного валов, а буква «Т» с буквой «Т» (в вихрекамерных дизелях без наддува) или «Н» (в дизелях с камерой в поршне и с наддувом) на шестерне привода топливного насоса.

На промежуточной шестерне и шестернях коленчатого, распределительного и вала привода топливного насоса двигателя Д-240 (рис. 27, г) нанесены метки «С», которые нужно совместить при сборке. В двигателях Д-37 и Д-144 сопряжение шестерен коленчатого вала и промежуточной обозначено буквой «О» (рис. 27, д), промежуточной и распределительного вала —буквой «Р»; промежуточной и топливного насоса— буквой «Т».

 

28. Детали механизма газораспределения двигателя СМД 14 и его Модификаций.

Распределительный вал (рис. 28) имеет кулачки 20, опорные шейки и фланец крепления приводной шестерни 21. Вал стальной, его рабочие поверхности (кулачки и шейки) закаливают токами высокой частоты на небольшую глубину с последующей шлифовкой. Такая обработка позволяет достичь твердой, износостойкой рабочей поверхности при сохранении упругости вала в целом.

Подшипниками валов служат отверстия, расточенные непосредственно в блок-картере (СМД-60, СМД-62 — кроме заднего) или запресованные и расточенные по размеру шеек втулки, изготовленные из антифрикционного чугуна (Д-37Е, Д-144, Д-240 — средняя и задняя) или бронзы (Д-240 — передняя, СМД-60, СМД-62 — задняя, СМД-14 — передняя).

У большинства двигателей опорные шейки имеют разные диаметры: со стороны приводной шестерни наибольший, с противоположной — наименьший. Эта конструктивная особенность обусловлена тем, что при сборочных работах распределительный вал вставляется в отверстия с торца картера двигателя.

Осевое перемещение (разбег) распределительного вала ограничивается разными способами (рис. 29).

В двигателях СМД-14 (рис. 29, а) осевое перемещение вала в сторону приводной шестерни 1 ограничивается упором подпятника 2 в упорный винт 10, ввернутый в крышку картера распределительных шестерен. Перемещение вала в обратную сторону ограничивается буртиком на втулке 3.

В случае вывинчивания упорного винта, а также после снятия и последующей установки крышки распределительных шестерен нужно отрегулировать осевой разбег вала путем заворачивания винта до упора в подпятник с последующим отворачиванием на пол-оборота. В таком положении винт фиксируется контргайкой.

 

Прокручивание коленчатого вала дизеля требует затрат значительных усилий на преодоление сопротивления сжимаемого в цилиндрах воздуха.

Для уменьшения этого сопротивления на некоторых двигателях предусмотрены декомпрессионные механизмы.

Декомпрессионный механизм облегчает проворачивание коленчатого вала двигателя при пуске в холодное время года, во время регулировки тепловых зазоров в механизме газораспределения, проверки топливного насоса на момент начала подачи топлива и т.д. Применяется также для остановки двигателя в случае аварийного повышения частоты вращения коленчатого вала. Выключение компрессии в цилиндрах осуществляется за счет открытия и удержания в таком положении клапанов механизма газораспределения.

26. Схемы декомпрессионных механизмов

а и б — с действием на коромысла: в — с действием на толкатель; 1 — валик; 2 — регулировочный винт; 3 — толкатель; 4 — штанга; 5 — коромысло.

Конструктивно декомпрессионный механизм объединен с газораспределительным. На современных тракторных дизелях применяют декомпрессионные механизмы с действием на коромысла (рис. 26, а и б) или толкатели (рис.26, в). Декомпрессионный механизм двигателей СМД-14 (рис. 26, а) расположен под колпаком клапанного механизма и действует на все клапаны одновременно. Валик механизма 1 закреплен в отверстиях стоек коромысел. Против каждого длинного плеча коромысла на валике выполнены лыски. Когда валик повернут лысками к коромыслам, между ними контакта нет (механизм включен).

Если, поворачивая рычаг управления, повернуть валик так, чтобы он цилиндрической поверхностью нажал на коромысла, клапаны будут отжаты от седел и независимо от положения кулачков распределительного вала надпоршневые полости цилиндров будут сообщены с атмосферой. Так как в цилиндрах сжатие не происходит, то усилие, требуемое для проворачивания коленчатого вала, обуславливается трением подвижных деталей.

Декомпрессионный механизм двигателя Д-65 отличается тем, что вместо лысок на валике расположены винты 2, обеспечивающие возможность регулировки величины открытия клапанов при включенном механизме.

Декомпрессионный механизм двигателя А-41 устроен аналогично, но действует только на выпускные клапаны.

В двигателях Д-21 А, Д-37Е и Д-144 данный механизм действует на толкатели. Через штанги, регулировочные винты и коромысла усилие передается только впускным клапанам.

 

При рассмотрении сущности работы двигателя отмечалось, что открытие впускных и закрытие выпускных клапанов соотвествует положениям поршня в ВМТ и НМТ. Однако в реальных двигателях указанное соответствие нарушено.

От степени наполнения цилиндров свежим зарядом и очистки их от отработавших газов во многом зависит мощность двигателя. Поэтому для лучшего, более полного наполнения цилиндра воздухом, впускной клапан открывается еше до прихода поршня в ВМТ, т.е. с опережением. Так как при большой частоте вращения коленчатого вала такт впуска повторяется часто, во впускном канале создается напор воздуха и по инерции он поступает в цилиндр несмотря на то, что поршень идет к ВМТ. По этой же причине воздух продолжает поступать в цилиндр через открытый впускной клапан и некоторое время после прохода поршнем НМТ.

Выпускной клапан открывается до того, как поршень достигнет НМТ. При этом продукты сгорания с большой скоростью удаляются из цилиндра за счет избыточного давления (0, 4—0, 5 МПа) и к приходу поршня в НМТ основная их часть покидает цилиндр. Движущийся от НМТ к ВМТ поршень выталкивает уже остатки продуктов сгорания.

Закрывается выпускной клапан после того, как поршень пройдет ВМТ, и в это время продукты сгорания еще удаляются из цилиндра по инерции и вследствие отсасывающего действия газов, выходящих через выпускной коллектор из других цилиндров.

Для удобства моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов определяются углами поворота коленчатого вала, соответствующими положению поршня относительно ВМТ и НМТ.

Периоды от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения.

25. Диаграмма фаз газораспределения дизеля.

Фазы газораспределения двигателя изображаются обычно в виде круговой диаграммы (рис. 25). Из рисунка следует, что у данного двигателя открытие впускного клапана происходит за 16° до прихода поршня в ВМТ, а закрытие— через 40° после НМТ, т.е. клапан открыт 242° по углу поворота коленчатого вала.

Выпускной клапан открывается за 56° до прихода поршня в НМТ и закрывается после прохода ВМТ через 16° поворота коленчатого вала.

Таким образом, в конце такта выпуска и в начале такта впуска оба клапана некоторое время открыты одновременно. Это способствует лучшей очистке цилиндра от продуктов сгорания и улучшает наполнение его свежим зарядом за счет инерции потока. Угол поворота коленчатого вала, при котором открыты впускной и выпускной клапаны, называется углом перекрытия фаз.

Фазы газораспределения зависят в основном от номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя: чем выше частота вращения, тем больше углы фаз впуска и выпуска. Отклонения от принятых для данного двигателя фаз газораспределения, возможные из-за неправильного соединения распределительных шестерен, нарушения величин тепловых зазоров, износа кулачков распределительного вала, существенно влияют на мощность и экономичность двигателя.

24. Схема верхнеклапанного механизма газораспределения.

1 — шестерня коленчатого вала; 2 — промежуточная шестерня; 3 — клапан; 4 — направляющая втулка; 5 — пружина; б — упорная тарелка; 7 — коромысло; 8 — ось коромысла; 9 — контргайка; 10 — регулировочный винт; 11 — штанга; 12 — толкатель; 13 — распределительный вал; 14 — шестерня распределительного вала.

Для впуска в цилиндры двигателя свежего заряда и выпуска продуктов сгорания необходимо в нужные моменты и при определенных углах поворота коленчатого вала соединять цилиндры с впускными и выпускными каналами. Это обеспечивается механизмом газораспределения.

Дизельный двигатель имеет клапанный механизм газораспределения с верхним (подвесным) расположением клапанов (рис. 24). Он состоит из приводной шестерни, распределительного вала, толкателей, штанг, регулировочных винтов с контргайками, коромысел и стоек, клапанных пружин с деталями крепления и клапанов.

Работа механизма газораспределения. Во время работы двигателя коленчатый вал через шестерни 1, 2 и 14 приводит во вращение распределительный вал 13. Количество кулачков распределительного вала равняется количеству клапанов, а каждый цилиндр современного тракторного дизельного двигателя имеет два клапана: впускной и выпускной.

В нужный момент кулачок подходит к толкателю 12, поднимает его, а вместе с ним и штангу 11, которая через регулировочный винт 10 давит на плечо коромысла 7. Коромысло поворачивается вокруг оси 8 и другим плечом нажимает на клапан 3, сжимая при этом пружину 5. Между головкой клапана и седлом образуется зазор, благодаря которому надпоршневая полость цилиндра сообщается с атмосферой.

Закрываются клапаны под действием пружин. Скорость подъема и опускания клапанов, а следовательно, и продолжительность времени, когда открыто сообщение между надпоршневой полостью и атмосферой, зависят от профиля кулачков. Необходимая последовательность от-

инять цилиндры с впускными и выпускными каналами. Это обеспечивается механизмом газораспределения.

Дизельный двигатель имеет клапанный механизм газораспределения с верхним (подвесным) расположением клапанов (рис. 24). Он состоит из приводной шестерни, распределительного вала, толкателей, штанг, регулировочных винтов с контргайками, коро-
мысел и стоек, клапанных пружин с деталями крепления и клапанов.

 

Работа механизма газораспределения. Во время работы двигателя коленчатый вал через шестерни 1, 2 и 14 приводит во вращение распределительный вал 13. Количество кулачков распределительного вала равняется количеству клапанов, а каждый цилиндр современного тракторного дизельного двигателя имеет два клапана: впускной и выпускной.

В нужный момент кулачок подходит к толкателю 12, поднимает его, а вместе с ним и штангу 11, которая через регулировочный винт 10 давит на плечо коромысла 7. Коромысло поворачивается вокруг оси 8 и другим плечом нажимает на клапан 3, сжимая при этом пружину 5. Между головкой клапана и седлом образуется зазор, благодаря которому надпоршневая полость цилиндра сообщается с атмосферой.

Закрываются клапаны под действием пружин. Скорость подъема и опускания клапанов, а следовательно, и продолжительность времени, когда открыто сообщение между надпоршневой полостью и атмосферой, зависят от профиля кулачков. Необходимая последовательность открытия клапанов цилиндров соответствует порядку работы двигателя и достигается определенным размещением кулачков на валу.

Клапаны должны открываться и закрываться при определенных положениях поршней в цилиндрах. Согласованность действия газораспределительного и кривошипно-ша-тунного механизмов обеспечивается установкой распределительных шестерен по специальным меткам.

Шестерня распределительного вала 14 имеет вдвое больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала 1, что обеспечивает вдвое меньшую частоту вращения распределительного вала по отношению к коленчатому. Таким образом, за два оборота коленчатого вала, т. е. за рабочий цикл, впускные и выпускные клапаны открываются только по одному разу.

Во время работы двигателя его детали нагреваются, в результате чего их размеры увеличиваются. Чтобы компенсировать удлинение подвижных деталей механизма газораспределения (рис. 24), нарушающее плотность посадки клапанов в седлах, предусмотрен тепловой зазор. Он устанавливается регулировочным винтом 10 между клапаном и бойком коромысла (в пределах 0, 25—0, 5 мм). Отклонение величин зазоров от установленных для данного двигателя нарушает его работу и может привести к поломке деталей.

Так, недостаточный зазор приводит к неплотной посадке клапана в седле, прорыву через зазор горячих газов и перегреву клапана (возможно коробление тарелки клапана и обгорание рабочей фаски).

Увеличенный зазор сокращает время и уменьшает величину открытия клапана, вследствие чего уменьшается наполнение цилиндра свежим зарядом и ухудшается очистка цилиндра от продуктов сгорания. Работа двигателя с увеличенными тепловыми зазорами сопровождается звонкими стуками.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.