Газораспределительный Механизм в Двигателе|АвтоЦентр

menu
person

Газораспределительный Механизм в Двигателе

Газораспределительный механизм предназначен для обеспечения своевременного впуска в цилиндры двигателя воздуха и выпуска отработавших газов в соответствии с установленным алгоритмом фаз газораспределения. В современных автомобильных двигателях применяются клапанные механизмы газораспределения с верхним расположением клапанов в головке цилиндров.

Основными деталями газораспределительного механизма являются приводные шестерни, распределительные валы, толкатели, коромысла, клапанные пружины, клапаны, детали крепления клапанов, сёдла клапанов. На каждый цилиндр приходится два или, чаще, четыре клапана: два впускных и два выпускных. Наличие четырёх клапанов вместо двух позволяет снизить насосные потери на всасывание воздуха в цилиндры и уменьшить сопротивление на такте выпуска отработавших газов.

Механизм газораспределения двигателя должен обеспе­чивать своевременный впуск в цилиндры свежего заряда воз­духа или горячей смеси и выпуск из цилиндров отработавших газов. При возникновении неисправностей в механизме газо­распределения нарушается нормальная работа двигателя, уменьшается его мощность, ухудшается экономичность.

В автомобиле «Опель» основными неисправностями га­зораспределительного механизма являются износ шестерен и кулачков распределительного вала, нарушение зазоров между стержнями клапанов и носками коромысел, износ толкателей и направляющих втулок, тарелок клапанов и их гнезд. К отка­зам газораспределительного механизма относят поломку зу­бьев распределительной шестерни и потерю упругости кла­панных пружин.
В процессе работы двигателя имеющийся в клапанном механизме тепловой зазор обеспечивает плотную посадку кла­пана на седло и компенсирует тепловое расширение деталей механизма. Если тепловой зазор в механизме впускного кла­пана нарушен, то проходное сечение клапана уменьшается, в результате чего уменьшается и наполнение цилиндра свежим зарядом воздуха или горючей смеси.
При увеличении теплового зазора в механизме выпуск­ного клапана ухудшается очистка цилиндра от отработавших газов, что, в свою очередь, ухудшает процесс сгорания. При этой неисправности происходят повышенное изнашивание стержней клапанов и снижение мощности двигателя. Харак­терным признаком увеличенного теплового зазора является звонкий резкий стук, который хорошо прослушивается при работе двигателя без нагрузки с малой частотой вращения коленчатого вала.

При уменьшенном тепловом зазоре клапанов нарушает­ся герметичность их посадки в седлах, а как результат — умень­шается компрессия в цилиндрах, подгорают фаски клапанов и их седла. Двигатель начинает работать с перебоями, мощ­ность его падает.

Распределительный вал и подсистема клапанов располагаются в головке блока цилиндров. Привод клапанов осуществляется от кулачков распределительного вала, вращение которого согласовано с углом поворота коленчатого вала. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала посредством приводных шестерен, цепного или ремённого привода. Передаточное число для четырёхтактного двигателя при любом варианте привода всегда равно 0,5, то есть на два оборота коленчатого вала приходится один оборот распределительного вала.

Газораспределительный механизм

Рисунок 2.7 — Детали привода клапанов газораспределительного механизма с четырьмя клапанами на цилиндр и двумя распределительными валами

При работе двигателя клапаны воспринимают значительную тепловую нагрузку, что отражается на изменении их размеров. Для компенсации изменения длины клапанов предусматривалось наличие так называемых тепловых зазоров величиной 0,15-0,25 мм между стержнем клапана и коромыслом. Регулировка такого зазора осуществлялась либо специальными регулировочными болтами с контргайками, либо изменением толщины регулировочных шайб, размещаемых между коромыслом и толкателем клапана.

В современных условиях такое решение признано устаревшим, и для компенсации изменения длины клапанов при их нагревании используются специальные гидрокомпенсаторы, автоматически изменяющие расстояние между стержнем клапана и коромыслом путём соответствующего изменения объёма масла, находящегося между плунжером и цилиндром такого устройства. Во внутреннюю полость гидрокомпенсатора масло подаётся под давлением от масляного насоса. Данное решение позволяет в эксплуатации избавиться от необходимости периодического контроля и регулировки зазоров в приводе клапанов, а также снизить шум от работы механизма привода клапанов.

Привод газораспределительного механизма

Рисунок 2.8 — Привод газораспределительного механизма посредством цепной передачи:

1 — коленчатый вал; 2 — поршень; 3 — клапан;

4 — пружина клапана; 5 — коромысло; 6 — распределительный вал;

7 — ведомое зубчатое колесо привода; 8 — натяжитель цепи;

9 — успокоители цепи; 10 — цепь;

11 — ведущее зубчатое колесо привода

Расположение кулачков распределительного вала определяется порядком работы цилиндров двигателя и алгоритмом диаграммы фаз газораспределения в каждом цилиндре. Диаграмма фаз газораспределения., представленная на рис. 2.9, иллюстрирует зависимость открытого и закрытого состояния впускного и выпускного клапанов от угла поворота коленчатого вала. Как видно из рис. 2.9, вследствие инерции воздушного и газовоздушного потоков на такте всасывания впускной клапан открывается, когда поршень не дойдёт до верхней мёртвой точки на 24° по углу поворота коленчатого вала. Далее впускной клапан остаётся открытым, когда поршень пройдёт нижнюю мёртвую точку на 64°. Выпускной клапан открывается за 50° до подхода поршня в конце такта рабочего хода и остаётся открытым после прохода поршнем верхней мёртвой точки на 22°. Угол поворота коленчатого вала, при котором открыты оба клапана, называется углом перекрытия клапанов., при котором осуществляется так называемая продувка цилиндров с целью улучшения их очистки от продуктов сгорания топлива.

На рис. 2.9 показана в качестве примера диаграмма фаз газораспределения двигателя на лёгком топливе типа 3M3-53. Другие двигатели могут иметь иные характеристики углов открытия и закрытия клапанов на диаграмме фаз газораспределения, обеспечивающие двигателю реализацию максимально возможной энергии в установленном диапазоне скоростного и нагрузочного режимов.

Закрытие впускного клапана

Открытие впускного клапана

диаграмма фаз газораспределения двигателя

 

Закрытие выпускного клапана

Углы открытия и закрытия клапанов зависят от многих факторов, среди которых скоростной и нагрузочный режим двигателя, наличие турбонагнетателя, количество клапанов, приходящихся на один цилиндр, температура впускаемого в цилиндры воздуха и так далее. В связи с тем, что привод клапанов газораспределительного механизма осуществляется механической системой с жёстко установленным алгоритмом, в современных условиях коррекция фаз газораспределения в зависимости от изменения нагрузки на двигатель и его скоростного режима не предусматривается.

Действие газораспределительного механизма жёстко согласовано с порядком работы цилиндров. Для трёхцилиндрового двигателя возможен один вариант порядка работы цилиндров: 1 — 3 — 2. Для четырёхцилиндрового двигателя возможны два варианта порядка работы цилиндров: 1 — 2 — 4 — 3 или 1 — 3 — 4 — 2. Для шестицилиндрового двигателя наиболее предпочтительным является вариант 1 — 5 — 3 — 6 — 2 — 4.

Мы будем рады если Вы ответите на вопрос: "Помогла ли Вам статья?"
0       0
Категория: Двигатель | Добавил: autodromcar (15.11.2019)
Просмотров: 144 | Теги: Распределительный, вал, Газораспределительный, коленчатый, привод, механизм, газораспределение, двигатель, цилиндр, клапан, ДВС, угол | Рейтинг: 0.0/0

Похожие материалы Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar