Среднее профессиональное образование а. П. Пехальский, И. А. Пехальский



бет48/323
Дата08.02.2022
өлшемі6,04 Mb.
#24999
түріУчебник
1   ...   44   45   46   47   48   49   50   51   ...   323
Байланысты:
ustrojstvo-avtomobilej-2005 (1)

Пружины. В закрытом состоянии клапаны удерживаются пред­варительно сжатыми пружинами. Каждый клапан закрывается од­ной пружиной у двигателей автомобилей ЗИЛ-433100, ГАЗ-3307 и ВАЗ-2112 или двумя (двигатели автомобилей КамАЗ, «ГАЗель», ВАЗ-2110, -2111, -1111, -11113, ИЖ-2126, «Волга» ГАЗ-31029, ЗИЛ-5301).

Клапанные пружины служат для закрытия клапанов и плотной посадки их в гнезда, воспринимают инерционные усилия, возни­кающие при работе механизма газораспределения. Сила пружины при полностью открытом клапане должна быть достаточной для удержания толкателя прижатым к кулачку распределительного вала, сохраняя при этом установленную продолжительность открытия клапана.

Если на клапане установлена одна пружина, то она может иметь переменный или постоянный шаг. Переменный шаг витков пред­охраняет от возникновения резонанса.

Установка двух пружин на клапане уменьшает их общую высо­ту, устраняет возможность возникновения опасного для прочнос­ти пружин резонанса и гарантирует надежность в работе, так как при поломке одной из пружин клапан будет удерживаться второй. Наружная пружина устанавливается вниз концом, имеющим мень­ший шаг витков. Она имеет левую навивку, внутренняя пружи­на — правую. Разная навивка необходима на случай поломки, так как при навивке в одну сторону обломки пружины могут попасть между витками другой и зажать ее.

Пружины клапанов работают при резко меняющихся динами­ческих нагрузках. Для обеспечения необходимой прочности пру­жины навивают из стальной проволоки диаметром 4...6 мм марок 50ХГА, 50ХФА, 60С2Н2А. Для предохранения от коррозии поверх­ность пружин подвергают лужению, оцинковыванию или кадми­рованию. После завивки клапанные пружины подвергают закалке, отпуску и механической обработке. Для повышения усталостной прочности пружины подвергают дробеструйной обработке. Детали крепления пружин (опорные шайбы, сухари и другие детали) из­готавливают из стали 40, 45, 12ХНЗА и др.

Для образования опорной поверхности концевые витки пружи­ны при изготовлении сближают до соприкосновения и сошлифо- вывают. Нижним концом пружина упирается в опорную шайбу 4 (см. рис. 4.7), расположенную на головке цилиндров или на дис­ковой пружине 9, другой конец упирается в тарелку пружины 7. Упорная тарелка пружины удерживается на стержне клапана при помощи двух сухарей 8, внутренний бортик которых входит в коль­цевую проточку стержня клапана.

  1. Механизм вращения клапанов

В процессе работы двигателя на рабочих фасках клапанов (осо­бенно выпускных) откладывается нагар. При попадании частиц нагара на фаску клапаны начинают неплотно закрывать седло, в результате чего нарушается герметичность и снижается компрес­сия в цилиндре. Отложение большого количества нагара на голов­ках клапанов приводит к ухудшению отвода теплоты на седла кла­панов, перегреву и, возможно, к прогоранию, особенно выпуск­ного клапана. Под действием перегрева головки клапана появля­ется калильное воспламенение рабочей смеси, нарушающее нор­мальное протекание рабочего процесса.

Уменьшить отложение нагара можно за счет вращения клапа­нов. Принудительное вращение клапанов осуществляется в газо­распределительных механизмах двигателей автомобилей ЗИЛ- 433100 и некоторых других.

Механизм вращения клапана состоит из неподвижного корпу­са 2 (см. рис. 4.7), установленного на площадке головки блока цилиндров и направляющей втулки 12 клапана; пяти шариков 3 с возвратными пружинами 10, расположенными по окружности в наклонных углублениях в корпусе 2; конической дисковой пружи­ны 9, свободно надетой на выступ корпуса 2; опорной шайбы 4, нагруженной пружиной клапана 6, и замкового кольца 5, удержи­вающего весь механизм в сборе.

При закрытом клапане 1 дисковая пружина 9 внутренней кром­кой лежит на заплечике корпуса 2, а на наружную ее кромку опирается опорная шайба 4; шарики 3 под воздействием пружи­ны 10 свободно лежат в мелкой части канавок корпуса 2. По мере открытия клапана 1 усилие клапанной пружины 6, действующей на опорную шайбу 4, возрастает настолько, что дисковая пружи­на 9 распрямляется и становится плоской. Между ее внутренней кромкой и заплечиком корпуса 2 появляется зазор, при этом уси­лие клапанной пружины 6 передается на шарики 3. Они перека­тываются по наклонному дну канавки, увлекая за собой диско­вую пружину 9 и опорную шайбу 4. Вместе с ними поворачивает­ся на некоторый угол и Эдфпач ,7 с пружи[Г91|.^апана 6. Во время закрытия клапана усилие клапанной пружины уменьшается. Дис­ковая пружина, прогибаясь, садится на заплечик корпуса, осво­бождает шарики, и они под действием возвратных пружин зани­мают свое исходное положение, заклиниваясь между шайбой и наклонной поверхностью корпуса. Клапан при этом не вращает­ся. За каждые сто оборотов коленчатого вала клапан делает один оборот.

У двигателей автомобилей КамАЗ принудительное вращение клапанов обеспечивается тем, что клапанные сухари зажимаются не непосредственно верхней тарелкой пружин, как у карбюра­торных двигателей, а через дополнительную цианированную ко­ническую втулку. Коническая втулка своим нижним концом опи­рается на плоскую поверхность донышка тарелки, ее наружный конус не совпадает с внутренним конусом упорной шайбы. Бла­годаря такой конструкции между втулкой и упорной шайбой воз­никает трение, и при сжатии пружин (за счет их скручивания) происходит поворот клапана. Так достигается равномерный на­грев клапана при работе двигателя и повышается его долговеч­ность.

  1. Штанги

При нижнем расположении распределительного вала и верх­нем расположении клапанов усилия с толкателей на коромысла передаются при помощи штанг. Штанги должны обладать хоро­шей устойчивостью к продольному изгибу, иметь как можно мень­шую массу и износостойкие рабочие поверхности. Для обеспече­ния постоянных зазоров в клапанном механизме при нагревании и охлаждении двигателя штанги толкателей изготавливают из ма­териала, имеющего примерно одинаковое линейное расширение с блоком цилиндров. При несоблюдении этого нарушается тепло­вой зазор в клапанном механизме, что влияет на рабочий процесс. Для уменьшения массы штанги выполняют трубчатыми с запрес­сованными сферическими наконечниками в верхней и нижней частях. Штанги изготавливают из малоуглеродистых сталей или алюминиевых сплавов, наконечники — из среднеуглеродистых ста­лей с термической обработкой и шлифовкой.

Для обеспечения шарнирного соединения штанг с толкателем и регулировочным болтом коромысла наконечники обрабатывают по сфере. Так, например, у двигателей ЗМЗ-4026 нижний нако­нечник, сопряженный с толкателем, имеет торец с радиусом сфе­ры 8,73 мм, а верхний, входящий в углубление в регулировочном винте коромысла, — 3,5 мм.

Двигатели автомобилей «Волга» ГАЗ-31029, «ГАЗель», кроме ЗМЗ-4061 и -4063, а также двигатели ИЖ-2126, имеют штанги, fusuuiomobire.ru изготовленные из алюминиевой трубки со стальными наконечни­ками.

Двигатели ЗМЗ-4061 и -4063, а также двигатели автомобилей «Ока» ВАЗ-1111 и -11113, ЗИЛ-5301, «Жигули» ВАЗ-2110, -2111 и -2112, у которых блоки цилиндров изготовлены из серого чугуна, имеют трубчатые стальные штанги с запрессованными в оба конца стальными наконечниками.

  1. Коромысла клапанов

Коромысла 6 клапанов (см. рис. 4.4) литые стальные. В отвер­стие ступицы коромысла запрессована втулка, свернутая из листо­вой оловянистой бронзы. Длинное плечо коромысла заканчивает­ся цилиндрической поверхностью, закаленной до минимальной твердости 55 HRC. Короткое плечо имеет на конце резьбовое от­верстие с ввернутым регулировочным винтом 5. В нижнем зака­ленном конце регулировочного винта сделан сферический выступ для верхнего наконечника штанги, а в верхнем конце — прорезь для отвертки. Нижний конец выполнен в виде шестигранника под ключ. Регулировочный винт 5 стопорится контргайкой.

Для подачи масла к верхнему наконечнику штанги регулировоч­ный винт 5 имеет продольный канал, выполненный со стороны головки винта примерно на две трети длины и соединенный через радиальный канал и круговую проточку на стержне винта с каналом в коротком плече коромысла. Выход канала совпадает с отверстием во втулке коромысла, последнее — со смазочной канавкой втулки. Канавка служит для равномерного распределения смазочного мате­риала по всей поверхности трения втулки и для подвода масла к каналу в коромысле от отверстия в оси коромысла.

Ось коромысла, общая для всех коромысел одной головки, опи­рается на стойки из ковкого чугуна. Осевому перемещению коро­мысел препятствуют распорные пружины. Крайние коромысла, расположенные на консоли оси, удерживаются от осевого переме­щения плоскими пружинами. Пружины ограничены двумя шай­бами, закрепленными на оси шплинтами. Участки оси, на кото­рых располагаются коромысла, подвергнуты поверхностной закалке.

Привод клапанов при нижнем расположении распределитель­ного вала и верхнем расположении клапанов осуществляется сле­дующим образом. При вращении распределительного вала ку­лачки поднимают толкатели согласно порядку работы, с них уси­лие передается через штанги 4 на регулировочный винт 5 и коро­мысло 6. Коромысло поворачивается на своей оси, и длинное плечо нажимает на стержень клапана. Клапан, сжимая пружину, отходит от седла клапана и открывает впускные и выпускные каналы. rusautom6bile.ru

  1. Фазы газораспределения

При рассмотрении рабочих процессов в двигателях было выяс­нено, что для лучшего наполнения цилиндра горючей смесью или воздухом и удаления отработавших газов клапаны должны откры­ваться и закрываться не при нахождении поршня в мертвых точ­ках, а с некоторым опережением при открытии и запаздыванием при закрытии.

Моменты открытия и закрытия клапанов определяются профи­лем кулачков распределительного вала, установкой его по отно­шению к коленчатому валу и зазорами между клапанами и толка­телями или коромыслами.

Период от момента открытия клапана (или окна у двухтактных двигателей) до момента его закрытия, выраженный в градусах по­ворота коленчатого вала, называется фазой газораспределения.

Фазы газораспределения зависят от быстроходности двигателя. Чем выше номинальная частота вращения коленчатого вала, тем больше углы фаз газораспределения.

У всех двигателей имеется период, когда выпускной и впуск­ной клапаны открыты одновременно. Это так называемый момент перекрытия клапанов. Момент перекрытия угла открытия впускно­го клапана и закрытия выпускного клапана у двигателей автомо­билей «ГАЗель» (кроме двигателей ЗМЗ-4061 и -4063) составляет 28°, а у двигателей ЗМЗ-4061 и -4063 — 30°. При перекрытии кла­панов утечка заряда с отработавшими газами незначительна вслед­ствие небольшого промежутка времени перекрытия и малых про­ходных сечений в этот период.

Оптимальные фазы газораспределения для каждой модели дви­гателя устанавливаются экспериментальным путем. Правильная установка фаз газораспределения двигателя достигается при сбор­ке совмещением специальных меток на шестернях коленчатого и распределительного валов.

Если выпускной клапан откроется в момент, когда поршень опу­стится в НМТ, то на вытеснение отработавших газов придется затра­тить определенную мощность двигателя. Когда выпускной клапан открывается с опережением прихода поршня в НМТ, то происходит потеря работы газов, но уменьшаются затраты мощности на вытал­кивание отработавших газов. Очевидно, что выпускной клапан дол­жен открываться в такой момент, чтобы потеря работы газов за пери­од предварения выпуска и затрата работы во время выталкивающего хода поршня были минимальными, т. е. чтобы упреждающее откры­тие выпускных клапанов приводило к меньшей потере мощности двигателя, чем затраты ее на выталкивание отработавших газов при открытии выпускных клапанов в момент прихода поршня в НМТ.

Для лучшей очистки цилиндра от остаточных отработавших га­зов выпускные клапаны целесообразно закрывать не в момент rusuulKinobde.ru

прихода поршня в ВМТ, а с некоторым запозданием, так как отра­ботавшие газы продолжают по инерции выходить из цилиндра даже после прохождения поршнем ВМТ. Чем быстроходнее двигатель, тем большим делают угол запаздывания закрытия выпускного кла­пана.

Открытие впускного клапана начинается до прихода поршня в ВМТ. Это обеспечивает почти полное открытие клапана к момен­ту прихода поршня в ВМТ и начала его движения к НМТ. У мно­гоцилиндровых двигателей за счет тактов впуска в других цилинд­рах горючая смесь или воздух у дизелей постоянно движется по впускному тракту по инерции. Поэтому у открывающихся впуск­ных клапанов будет находиться горючая смесь, готовая поступать в цилиндр, и как только клапан откроется, в цилиндр начнет по­ступать свежий заряд.

Следует помнить, что в начальные моменты открытия впускно­го клапана проходное сечение его весьма незначительно, так что предположения о возможности продувки цилиндра свежим заря­дом горючей смеси или воздуха у дизелей, а следовательно, утечки части свежего заряда, не верны. Перекрытие моментов открытия впускного клапана и закрытия выпускного позволяет начать про­цесс впуска с большим проходным сечением у впускного клапана, что весьма существенно.

К моменту прихода поршня при такте впуска в НМТ цилиндр еще не совсем заполнен горючей смесью (или воздухом у дизе­лей), и в нем сохраняется значительное разрежение (давление ниже атмосферного). Поэтому закрывать впускной клапан нецелесооб­разно, так как даже при движении поршня к ВМТ из-за наличия разрежения в цилиндр будет поступать свежий заряд горючей сме­си. Запаздывание закрытия впускного клапана позволяет исполь­зовать инерционность движущейся горючей смеси для лучшего за­полнения цилиндра свежим зарядом. Если у двигателя с увеличе­нием числа оборотов коленчатого вала давление в конце впуска снижается, а инерция заряда повышается, то устанавливают боль­шее запаздывание закрытия впускного клапана.

Для лучшего удаления отработавших газов и наполнения ци­линдра горючей смесью необходим такой профиль кулачков рас­пределительного вала, при котором происходили бы мгновенные открытие и закрытие клапанов. Выполнение этого условия связа­но с большими трудностями, заключающимися в увеличении инер­ционных усилий. На практике проектируют профиль, обеспечива­ющий при открытии клапана приемлемую величину инерцион­ных усилий.

В качестве примера рассмотрим рабочий процесс четырехтакт­ного карбюраторного двигателя «ГАЗель» с учетом фаз газораспре­деления (рис. 4.8). Такт впуска начинается, когда до ВМТ пор­шень не доходит 12°, считая по обороту коленчатого вала (для дви-


нмт



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   44   45   46   47   48   49   50   51   ...   323




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет