Письменная - экзаменационная работа
Тема:
Газораспределительный механизм
автомобиля ГАЗ 24-10 «Волга»
РАЗВИТИЕ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ:
Автомобильный транспорт занимает одно из ведущих мест в единой транспортной системе России. Развитие автомобилестроения в том недалеком СССР относится к 1931-1932 годам, когда вступили в действие реконструированный завод АМО и вновь построенный ГАЗ. На них было организовано массовое производство грузовых автомобилей ГАЗ-АА и ЗИЛ-5.
В 1940 году начал производство малолитражных автомобилей московский завод имени КИН ныне АЗЛК. За годы послевоенных пятилеток вступили в строй Кутаисский (КАЗ), Кременчугский (КрАЗ), Ульяновский (УАЗ), Минский (МАЗ) автомобильные заводы, Павловский (ПАЗ), Ликинский (ЛиАЗ), и Львовский (ЛАЗ) автобусные заводы, а также другие автомобильные заводы, производящие автомобили - самосвалы и прицепно - подвижной состав.
С каждым годом растет производство автомобилей, но одновременно с ростом числа автомобилей, увеличивается загрязнение окружающей среды выхлопами, отработавшими газами (ОГ) и существенно вырастает шум, производимый ими. Токсичность отработавших газов, выбрасываемых в атмосферу при работе карбюраторных двигателей, обуславливается главным образом, содержание оксида углерода (СО), окиси азота (NO), и соединениями свинца (Pb), а дизелей - содержанием окислов азота и сажи (C).
Большое значение для уменьшения загрязнения окружающего воздуха отработавшими газами приобретает ежедневно техническое обслуживание подвижного состава автомобильного транспорта, находящегося в эксплуатации, одной из основных задач которого является контроль содержания токсичных веществ в выхлопных газах и доведение его до норм, установленных в России.
На автомобильных заводах для снижения токсичности отработавших газов разрабатываются новые модели двигателей и мероприятия по совершенствованию рабочего процесса в двигателе, выбору оптимальных режимов его работы и оптимизации параметров систем питания и зажигания. Значительное уменьшение токсичности может быть достигнуто также нейтрализацией токсичных веществ при помощи специальных дожигателей отработавших газов, устанавливаемых на автомобилях. Частичным решением данной проблемы является и оснащение автотранспортных средств дизельными двигателями, т.е. дизеляция автомобилей, которая позволяет значительно сократить расход топлива и снизить токсичность отработавших газов.
Последнее объясняется тем, что в топливе для дизелей не содержится свинцовых присадок, а выброс вредных компонентов, таких, как углеводород и окись углерода, несколько раз ниже. Кроме того, дизель на 25-30% экономичнее карбюраторного двигателя. Для производство дизельного топлива требуется примерно в 2,5 раза меньше затрат, чем для производства бензина и срок службы современного дизеля примерно в 1,5 раза выше карбюраторного двигателя. Расширение дизеляции происходит благодаря росту выпуска дизелей на Камском автомобильном заводе (КамАЗ), Ярославском моторном заводе (ЯМЗ) и Кутаинском автозаводе (КАЗ). Кроме того, созданы новые дизели для авто ЗИЛ и ГАЗ и подготовлены производственные мощности для массовой дизеляции современных легковых автомобилей. Одновременно с этим намечается расширение производства автомобилей, работающих на сжатом и сжиженном газах.
Перевод автомобиля с жидкого на газообразное топливо экономически оправдано, т.к. стоимость газового топлива примерно в 2-2,5 раза меньше стоимости бензина. По сравнению с карбюраторными двигателями продуты сгорания двигателей, работающих на газе, содержат значительно меньше токсичных веществ.
Сильный шум при движении автотранспортных средств возникает в результате выброса в атмосферу отработавших газов и взаимодействия шин с дорогой. Поэтому основными направлениями работ по снижению уровня шума, создаваемого автотранспортными средствами является усовершенствование конструкции глушителей и шин.
В общем балансе шума, создаваемом автомобилями, значительная роль принадлежит несущей системе (кузову или раме), а также элементам подвески. Шум от несущей системы возникает в результате ее вибрации при движении автомобиля и работе двигателя. Для снижения шума внутренние поверхности и основание кузова легкового автомобиля покрывают вибропоглащающими пастами. Вибрацию несущей системы, возникающей от толчков при движении по неравномерностям дорог снижают рессорами или подвесками специальной конструкции, в частности пневматическими. Автомобильные заводы постоянно работают над совершенствованием конструкций грузовых автомобилей и автопоездов, т.е. повышением их эксплуатационных качеств, производительности, и приспособленности к использованию прицепов и полуприцепов, уменьшению расхода топлива и смазочных материалов. К основным направлениям развития конструкций легковых автомобилей следует отнести переход на выпуск переднеприводных автомобилей с уменьшенной массой, снабженные двигателями с рабочим объемом до 1,8 литров. Уменьшение массы переднеприводных автомобилей позволяет снизить расход топлива на 10-15%.
Совершенствуется и структура автомобильного парка:
увеличивается выпуск специализированных автомобилей, прицепов и полуприцепов, автомобилей до двух тонн и более восьми тонн
уменьшается выпуск автомобилей грузоподъемностью от двух до пяти тонн
Однако все эти усовершенствования смогут быть в полной мере реализованы только при условии грамотной эксплуатации автотранспортных средств, которая в основном зависит от водителя, от его знания конструкции автомобили, умения своевременно обнаружить и устранить неисправности и от его мастерства вождения.
Основными направлениями экономического и социального развития на период до 2000 года предусматривается уменьшение на 15-25% удельную металлоемкость, увеличить ресурсы работы и снизить трудоемкость технического обслуживания автомобилей. Эти задачи связаны в первую очередь с повышением качества и эффективности работ по техническому обслуживанию с применением более совершенных средств и методов обслуживания и ремонта автомобилей.
На автотранспортных предприятиях по техническому обслуживанию автомобилей все шире внедряется средства диагностирования и новые формы организации труда: бригадный подряд, оценка трудовой деятельности по конечному результату и др. Все это требует ускоренного развития МТБ предприятий, дальнейшего совершенствования процессов технического обслуживая и ремонта автомобилей, внедрения более широкой механизации выполняемых работ и улучшения организации производства. Механизация работ облегчает и ускоряет многие технологические процессы, поэтому от рабочих, обслуживающих автомобили, сейчас требуется не только знание их устройства, но и практические навыки пользования современным оборудованием, умение применять необходимые приспособления, инструменты, КИАП при диагностировании автомобилей.
Применение современного оборудования при техническом обслуживании и ремонте не исключает выполнения общеслесарных операций, которыми должен владеть каждый рабочий-ремонтник. Слесарь по ремонту автомобиля должен иметь четкие представления об основных методах и способах восстановления деталей, технологии ремонтных работ, включая вопросы сборки и испытания автомобилей после капитального ремонта.
Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторных двигателей) или очищенного воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов. На поршневых четырехтактных карбюраторных двигателях впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов осуществляется клапанами, которые могут иметь верхнее или нижнее расположение. У двигателей автомобиля ГАЗ 24-10 «Волга» клапана находятся в верхнем расположении - в головке цилиндров. При нижнем расположении клапанов (в блоке цилиндров) усилие от кулачка 10 распределительного вала передается толкателю 9, а затем через регулировочный болт 7 с контрогайкой 8 клапану 2, головка которого отходит от седла 1 (рис 31 а).
При работе газораспределительного механизма стержень клапана движется возвратно - поступательно в направляющей втулке 3. На нижнем конце втулки свободно устанавливается пружина 4, верхний торец которой упирается в блок, а нижний в тарелку 6, закрепленную на конце стержня клапана сухариками 5. Закрытие клапана происходит под действием пружины по мере того, как выступ кулачка 10 выходит из под толкателя.
Современные двигатели обычно имеют газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов, так как в этом случае камера сгорания получается компактной, улучшается наполнения цилиндров, упрощается регулировка клапанов и значительно улучшаются потери тепла с охлаждающей жидкостью. В рядных двигателях при верхнем расположении клапанов усилие от кулачка 10 распределительного вала придается толкателю 9, а от него штанге 19. Штанга через регулировочный винт 7 воздействует на короткое плечо коромысла 17, которое, поворачиваясь на оси 18, нажимает своим носком на стержень клапана 2. При этом пружина 4 сжимается, а клапан перемещается вниз, отходит от седла 1, обеспечивая в зависимости от назначения клапана впуск горючей смеси или выпуск отработавших газов. После того как выступ кулачка 10 выйдет из-под толкателя 9, клапанный механизм возвращается в исходное положение под действием пружины 4. При работе клапанного механизма, положения направляющей втулки 3, запресованной в головку цилиндров 15 фиксируется стопорным кольцом 16, а ругулировочный винт 7 - контрогайкой 8. Верхний конец стержня клапана закреплен сухариками 14, установленными в тарелке 12 при помощи втулки 13. Распределительные валы при верхнем расположение клапанов могут быть установлены в блоке цилиндров - нижнее расположение (двигатель автомобиля ГАЗ 24-10 «Волга»). При верхнем расположении распределительного вала отсутствуют толкатели и штанги, в следствии чего уменьшаются масса и инерционные силы клапанного механизма, что дает возможность увеличить частоту вращения коленчатого вала и уменьшить уровень шума при работе двигателя.
В двигателях автомобилей ВАЗ (с приводом на задние колеса (рис 3,2 а) распределительный вал расположен в отдельном картере на головке 2 блока цилиндров и вращается в подшипниках скольжения. Привод к клапанам 1, размещенным в один ряд осуществляется непосредственно от кулачков 4 распределительного вала, через одноплечие рычаги 3. Одним концом одноплечий рычаг опирается на стержень клапана, другим на сферическую головку болта 5 и удерживается на ней при помощи шпилечной пружины 7. В двигателях автомобилей семейства «Москвич» (рис 3,2 б) клапаны 1 расположены в два рада и приводятся в действие коромыслами 9 от кулачков 4 распределительного вала. Для регулировки теплового зазора в клапанах служит регулировочный болт 5 с контрогайкой 6, который связан со сферическим наконечником 8.
^ Механизм газораспределения V - образного двигателя
На V - образных двигателях применяют верхнее расположение клапанов (рис 3,3). Нижний распределительный вал таких двигателей, установленный в развале блока, является общим для клапанов правого и левого рядов цилиндров. Открытие клапанов 9 (впускного и выпускного), перемещающихся в направляющих втулках 10, происходит под действием усилия передаваемого от кулачков 6 и 7 через толкатели 19 штанги 18 и коромысла 14, установленных на осях 13. Закрытие клапанов осуществляется под действием пружины 12, нижние концы которых упираются в шайбы 11. При наличии у впускных клапанов механизма вращения их пружины опираются на опорные шайбы 17 этих механизмов. Верхними концами пружины обоих клапанов упираются в тарелку 20. За два оборота коленчатого вала впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра открывается один раз, а распределительный вал за этот период делает один оборот. Следовательно, распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому зубчатое колесо 1 распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем ведущие шестерни коленчатого вала.
^ Распределительный вал.
Распределительный вал изготавливается из стали или специального чугуна, и подвергается термической обработке. Профиль его кулачков как впускных 6 (рис 3,3), так и выпускных 7 у большинства двигателей делают одинаковыми.
Одноименные (впускные и выпускные) кулачки располагаются в четырехцилиндровом двигателе под углом в 90о в шестицилиндровом - под углом в 60о, а в восьмицилиндровом - под углом в 45о. При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей 19 с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы.
Начиная с передней опорной метки 4, диаметр шеек уменьшается, что облегчает установку распределительного вала в картере двигателя. Число опорных шеек обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки 8 опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом.
На переднем конце распределительного вала расположен эксцентрик 5, взаимодействующий на штангу 26 привода топливного насоса, а на его заднем конце находится шестерня 28, которая приводит во вращение зубчатое колесо валика 27, расположенного в корпусе 29 привода распределительного зажигания и масляного насоса.
Между зубчатым колесом 1 распределительного вала и его передней опорной шейкой установлены распорное кольцо 3 и упорный фланец 2, крепящийся болтами к блоку и удерживающий вал от продольного перемещения. Так как толщина распорного кольца 3 больше толщины упорного фланца 2, обеспечивается осевой зазор («разбег») распределительного вала, который должен быть в пределах 0,08-0,21 мм.
^ Привод распределительного вала
Распределительный вал приводится в движение при помощи зубчатой или цепной передачей (рис 3.4)
На двигателях грузовых автомобилей в основном применяются зубчатые передачи. Ведущая шестерня 1 такой передачи (рис 3.4) установлена на переднем конце колен вала, а ведомое колесо 3 на переднем конце распределительного вала и закреплена гайкой 25 (рис 3.3)
Зубчатые колеса привода должны входить в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов, что обеспечивает правильность заданных фаз газораспределения и порядка работы двигателя. Поэтому при сборке двигателя зубчатые колеса вводятся в зацепление по меткам 2 (рис 3.4 а) на их зубьях (на впадине между зубьями колеса и на зубе шестерни). Чтобы уменьшить уровень шума зубчатых колес, их изготавливают с косыми зубьями и из различных материалов. На коленчатом валу устанавливают стальную шестерню, а на распределительном - чугунное или текстолитовое колесо.
В двигателях легковых автомобилей газораспределительный механизм приводится в действие от коленчатого вала двухрядной втулочно - роликовой цепью 5 (рис 3.4 б), которая соединяет ведущую звездочку 8 коленчатого вала со звездочкой 4 распределительного вала, и звездочкой 7 валик привода масленого насоса и прерывателя распределителя. При резком изменении вращения коленчатого вала появляются колебания цепи, для их гашения служит пластмассовая колодка 6 (успокоитель). С противоположной стороны колодки 6 размещается башмак 9 натяжного устройства. Один конец башмака закреплен на оси, а другой соединяется с регулировочным механизмом 10, прижимающим башмак к цепи. Цепь натягивают при помощи гайки 11 регулировочного механизма.
В двигателях переднеприводных легковых автомобилях привод газораспределительного механизма состоит из двух зубчатых шкифов, установленных на коленчатом и распределительном валах, натяжного ролика и зубчатого ремня. Этим же ремнем приводится во вращение и шкиф насоса охлаждающей жидкости.
Основной особенностью такого привода является зубчатый ремень с зубьями полукруглой формы. Его изготавливают из маслостойкой резины, армированной кордом из стекловолокна. Зубья для повышения износостойкости покрыты эластичной тканью.
^ Детали клапанного механизма
В газораспределительном механизме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коромысла)
Толкатели
Они предназначены для передачи усилия от распределительного вала через штанги к коромыслам. Изготавливаются из стали или чугуна. Толкатели выполняют цилиндрическими и рычажно - роликовыми (рис 3.5 а). Рычажно - роликовые устанавливаются на оси 1 под распределительным валом. Ролик 2 толкателя 3 опирается на кулачок распределительного вала. Ось ролика вращается на игольчатых подшипниках, поэтому при перекатывании ролика по кулачку трение скольжения заменяется трением качели.
Сверху на толкатель опирается штанга 4
Штанги
Для передачи усилия от толкателей к коромыслам служат штанги. Их изготавливают из стального прутка с закаленными концами или из дюралюминиевого стержня со стальными сферическими наконечниками. На концах штанг напрессовывают стальные сферические наконечники 11 (рис 3,5 б), которыми они с одной стороны упираются в сферические поверхности регулировочных винтов 5 (рис 3,5 а) ввернутые в коромысла 6, а с другой - в толкатели.
Коромысла
Для передачи усилия от штанги к клапану служит коромысло, представляющее собой неравноплечий рычаг, изготовленный из стали или чугуна. Плечо «а» коромысла примерно в 1,5 раза больше плеча «в» (рис 3,5). Наличие длинного плеча коромысла не только уменьшает ход толкателя и штанги, но и снижает силы инерции, возникающие при их движении, что способствует повышению долговечности деталей привода клапанов. Коромысла карбюраторных двигателей расположены на общей полой оси 13 (рис 3,3), в конце которой запрессованы заглушки, что позволяет подводить масло к бронзовым втулкам коромысел и к сферическим наконечникам регулировочных болтов 15. Оси 13 в сборе с коромыслами устанавливают на каждой головке цилиндра с помощью стоек 16.
Клапаны
Открытие и закрытие впускных и выпускных каналов, соединяющих цилиндры с газопроводами системы питания, происходит при помощи клапанов. Клапан (рис 3,6 а) состоит из плоской головки 16 и стержня 1, соединенных между собой плавным переходом. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью диаметр головки впускного клапаны делают значительно больше, чем диаметр выпускного. Так как клапаны работают в условиях высоких температур, их изготавливают из высококачественных сталей. Впускные клапаны делают из хромистой стали, выпускные из жаростойкой, так как последние соприкасаются с горючими отработавшими газами и нагреваются до 600 - 800 оС. Высокая температура нагрева клапанов вызывает необходимость установки в головке цилиндров специальных вставок 15 (рис 3,5 а) из жаростойкого чугуна, которые называются седлами.
Применение вставных седел повышает срок службы головки цилиндров и клапанов. Для плотного прилегания головок клапанов к седлам их рабочие поверхности делают коническими в виде тщательно обработанных фасок под углом 45о или 30о. Стержни 7 клапанов (рис 3,6 а) имеют цилиндрическую форму. Они перемещаются в чугунных или металлокерамических втулках 2, запрессованных в головку блока. На конце стержня проточены цилиндрические канавки под выступы конических сухариков 10, которые прижимаются к конической поверхности тарелки 9 под действием пружины 8.
^ Регулировка теплового зазора
Чтобы обеспечить плотное прилегание головки клапана к седлу, необходим определенный тепловой зазор между стержнем клапана и носком (влитом) коромысла или болтом толкателя.
Тепловые зазоры в клапанах изменяются в следствии их нагрева, изнашивания и нарушения регулировок. Когда зазор в клапанах увеличен, они открываются не полностью, в результате чего ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания, также повышаются ударные нагрузки на детали клапанного механизма.
При недостаточном зазоре они плотно садятся на седла, вследствие чего происходят утечки газов, образование нагара с обгаранием рабочих поверхностей седла и клапана. Из - за неплотной посадки клапанов, при такте сжатия рабочая смесь может попадать в выпускной газопровод, а в процессе такта расширения газы имеющие высокую температуру, могут прорываться во впускной газопровод, вследствие чего в этих газопроводах возможны хлопки или вспышки, что является признаком неплотной посадки клапанов. Для плотного прилегания головки клапана к седлу тепловой зазор устанавливают между носком коромысла (рис 3,1) и торцом стержня клапана 2 при нижнем распределительном валу. Для регулировки зазора в клапанах (рис 3,7) служит регулировочный винт 3 с контрогайкой, ввернутый в коромысло 1.
^ Фазы газораспределения
Под фазами газораспределения понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала. Из общей групповой диаграммы фаз газораспределения (рис 3,8 а) видно что при такте впуска выпускной клапан 1 (рис 3,8 г) начинает открываться с опережением, т.е. до подхода поршня в верхнюю мертвую точку. Угол «а» опережения открытия впускного клапана для двигателей различных моделей находится в пределах 10- 32о. Закрывается впускной клапан с запозданием после прохождения поршнем нижней мертвой точки (во время такта сжатия). Угол запаздывания закрытия впускного клапана в зависимости от модели двигателя составляет 40 - 85о.
Выпускной клапан 2 (рис 3,8) начинает открываться до подхода поршня к нижней мертвой точке (во время такта рабочего хода) Угол Y опережения открытия выпускного клапана для различных двигателей колеблется в пределах 40 - 70о. Закрывается выпускной клапан после прохождения поршнем верхней мертвой точки (во время такта впуска). Угол запаздывания закрытия выпускного клапана равен 10 - 50о. Общая круговая диаграмма показывает, что в определенный период времени одновременно открыты впускной и выпускной клапаны. Угловой интервал а + б вращения коленчатого вала, при котором оба клапана открыты называется перекрытием клапанов, которое необходимо для своевременной и качественной очистки цилиндров от продуктов сгорания.
^ Техническое обслуживание
Существует четыре вида ТО: ЕО - ежедневное обслуживание, ТО-1 - техническое обслуживание 1, ТО-2 - техническое обслуживание 2 и СО - сезонное обслуживание. При ТО-1 проверяют посадку клапанов в седлах, нет ли изгиба стержня, клапана, трещины тарелки клапана, состояние пружины. Если стержень клапана изогнут, то его правят под прессом, при трещине тарелки клапан заменяют, при слабом действии пружины она также подлежит замене. При ТО-2 проделывают выше перечисленные процедуры и плюс к этому проверяют распределительный вал - нет ли изгиба; износ опорных шеек и кулачков. Если есть изгиб, то его правят под прессом, а изношенные шейки и кулачки шлифуют до одного из ремонтных размеров. Определяют нет ли изгиба штанги, износ толкателя. При изгибе штанги ее правят, а толкатель растачивают до одного из ремонтных размеров. Проверяют состояние коромысел.
После всех вышеприведенных операций выполняют регулировочные работы. Проверяют и регулируют тепловые зазоры между толкателями и носиками коромысел. Зазоры регулируют пластинчатым щупом при полностью закрытых клапанах на холодном двигателе. Регулировку зазоров в клапанах выполняют начиная с первого цилиндра в последовательности соответствующей порядку работы цилиндров двигателя.
Зазор регулируют до нужной величины, вращая регулировочный винт толкателя или винт коромысла, отпустив контргайку. Зазор должен соответствовать заводским данным. Например, для двигателей ЗАЗ-53, ЗИЛ-130, ЯМЗ-236 зазор должен быть равен 0,25 - 0,30 мм.
Для установки поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке при также сжатия используют установочные метки двигателя.
Цилиндр, головка цилиндра, штанга и другие механизма привода клапанов нагреваются по мере прогрева двигателя до 80 - 150 оС, а клапаны до 300 - 600 оС. При этом тепловой зазор между деталями уменьшается, что не гарантирует плотной посадки клапана на седло при температурных деформациях деталей.
Например, при работе двигателя с чрезмерно малым тепловым зазором выпускного клапана происходит перегрев тарелки, на ней появляются трещины, размягчается седло клапана и ускоряется его износ вследствие прорывов газов. С другой стороны, если тепловой зазор больше необходимого, появляется сильный стук при работе клапанов, возникает интенсивный износ деталей механизма газораспределения.
На практике тепловой зазор обычно определяют с помощью стального щупа при 20 - 25 оС (рис 2,6). Если температура стальных деталей привода клапана и алюминиевых деталей, в которых они установлены, отличается от указанной, то необходимо вводить поправку, так как при уменьшении температуры деталей измеренный зазор будет меньше, а при увеличении - больше. Следует также учитывать, что при износе контактных поверхностей фактический зазор будет больше измеренного щупом из - за не учета канавок 4, которые оказываются под нижней полостью щупа (рис 2,6 а). Поэтому лучше пользоваться индикатором для изменения хода рычага привода в зоне его контакта с клапаном.
Ремонт
Основными дефектами распределительного вала являются изгиб, износ опорных шеек и шейки под распределительную шестерню, износ кулачков. Биение промежуточных опорных шеек проверяют при установке вала в призмы на крайние опорные шейки. Допустимое биение определено техническими условиями. Если биение превышает допустимое значение, то вал правят под прессом. Изношенные шейки шлифуют под меньший диаметр до одного из ремонтных размеров. После шлифования шейки полируют абразивной лентой или пастой ГОИ. При этом осуществляют замену изношенных опорных стоек на новые. Внутренние диаметры новых запрессованных втулок обрабатывают разверткой или расточкой резцом под размер перешлифованных шеек распределительного вала. Опорные шейки вала, вышедшие из ремонтных размеров можно восстанавливать хромированием или осталиванием под номинальный или ремонтный размер.
Небольшой износ кулачков устраняют шлифованием на шлифовальном станке. При значительном износе вершину кулачка можно восстановить наплавкой сормайтом №1 с последующим предварительным шлифованием на электро - шлифовальной установке и окончательной обработкой на шлифовальном станке.
Наиболее часто встречающимися дефектами клапанов являются износ и обгарание рабочей фаски, деформации тарелки, износ и изгиб стержня. Клапаны с небольшим износом рабочей фаски восстанавливают притиркой к седлу. При значительном износе или наличии глубоких раковин и рисок осуществляют шлифование и притирку. После шлифования фаски высота цилиндрической части головки клапана должна быть не менее установленной техническими условиями. Все клапаны притирают одновременно на специальном станке.
Допускаемое биение стержня клапана и рабочей фаски предусмотрено техническими условиями. При большом биении стержень клапана правят. Изношенный стержень клапана можно восстановить хромированием или осталиванием с последующим шлифованием до номинального размера. Изношенный торец стержня клапана шлифуют до получения гладкой поверхности.
У толкателей клапанов изнашиваются сферические и цилиндрические поверхности. Стержень восстанавливают шлифованием до ремонтного размере или хромированием. При этом отверстие у направляющих толкателей обрабатывают разверткой под размер устанавливаемых стержней или для запрессовки втулки. Втулки изготавливают из серого чугуна и запрессовывают с натягом 0,02 - 0,03 мм. После запрессовки внутренний диаметр втулок обрабатывают разверткой, обеспечивая необходимый зазор в соединении. Износ сферической поверхности стержня устраняют шлифованием по шаблону, выдерживаю установленную техническими условиями высоту.
В коромыслах клапанов изнашиваются втулки, которые заменяют на новые и растачивают отверстие в них до номинального или ремонтного размера. В новой втулке сверлят масляные отверстия. Изношенную сферическую поверхность носка коромысла обрабатывают шлифованием. Износ и раковины на фасках седел клапанов устраняют шлифованием или осуществляют замену седла. Производят притирку седла с клапаном или зенкование с последующим шлифованием и притиркой. При зенковании (рис 11,6) применяют комплект из четырех зенковок, имеющих углы наклона режущих кромок 30 или 45, 75 и 15о. Зенковки с углами 75 и 15о вспомогательные - их применяют для получения необходимой рабочей фаски.
Рабочие фаски седел клапанов шлифуют абразивными кругами под соответствующий угол. При больших износах седла клапана, когда утопание калибра превышает допустимое значение, указанное в тех условиях, седло клапана заменяют новым. Для этого изношенное клапанное седло растачивают, а затем запрессовывают вставное седло клапана, расчеканивая с помощью специальной оправки. Далее шлифуют и зенкуют рабочую фаску до получения требуемого размера. Затем осуществляют притирку с рабочей поверхностью клапана.
Притирку выполняют на специальных станках, которые полностью механизируют процесс и позволяют выполнять обработку всех клапанов одновременно. Для притирки применяют притирочную пасту или пасту ГОИ. Рекомендуется вначале притирку проводить более грубой пастой. Тонкая паста применяется для получения окончательной чистовой поверхности. Притирка должна обеспечивать плотное, герметичное соединение рабочих фасок клапана и седла, исключающее возможность проникновения газов. Притертые клапан и седло должны иметь по всей окружности фаски ровную матовую полоску «а» определенной ширины (рис 11,7). Качество притирки проверяют прибором (рис 11,8) с помощью которого создают над клапаном избыточное давление воздуха 0,07 МПа. Давление устанавливают по манометру, и оно не должно заметно снижаться в течение одной минуты.
При ослаблении посадки седла клапана в гнезде его выпрессовывают, а отверстие растачивают для установки седла ремонтного размера. При выпрессовке применяют различные сьемники (рис 11,9)
^ Техника безопасности
Основные требования техники безопасности заключаются в следующем. Участок разборки должен иметь прочные несгораемые стены. Полы на участке должны иметь ровную (без порогов), гладкую, но не скользкую удароустойчивую, не впитывающую нефтепродукты поверхность. Их необходимо систематически очищать от смазки и грязи. Потолки и стены следует закрашивать краской светлых тонов.
Оборудование должно быть расставлено с соблюдением необходимых промежутков. Нельзя допускать скопления на участке большого количества агрегатов и деталей. Запрещается загромождать проходы и подходы к доскам с пожарным инструментам и огнетушителям.
Агрегаты и детали, соприкасавшиеся во время работы с этилированным бензином, следует предварительно промывать керосином в специальных ваннах, имеющих местный отсос. Агрегаты и детали имеющие массу долее 10 кг необходимо снимать, транспортировать и устанавливать при помощи подъемно - транспортных средств. Усилие при подъеме груза механизмом должно быть направлено вертикально. Подтаскивание грузов краном запрещается. Разбирать агрегаты, имеющие пружины (передняя независимая подвеска, сцепление, клапанный механизм) разрешается на специальных стендах или при помощи приспособлений обеспечивающих безопасную работу. При выпрессовке деталей, имеющих неподвижную посадку, на прессах, последние следует снабжать защитными решетками. Для обеспечения электробезопасности каждое производственное помещение окольцовывают лентой заземления, расположенной на 0,5 м от пола и снабженной надежными контактами. Сопротивление заземления в любом месте не должно превышать 4 Ом. Все корпуса электродвигателей, а также металлические части оборудования, которые могут оказаться под напряжением, должны быть или заземлены.
Переносной электроинструмент можно применять при условии его исправности при напряжении не более 36 В. Если переносной инструмент превышает 36 В, то он должен выдаваться вместе с защитным приспособлением (диэлектрические перчатки, обувь, коврики и др.).
Общее освещение может иметь любое напряжение, освещение столов - 36 В, переносные лампы - 12 В. Применение ламп без арматуры запрещено. Использованный обтирочный материал необходимо складывать в металлические ящики с крышкой. В конце смены ящик следует очищать во избежании самовозгорания обтирочного материала.
^ Инструменты, применяемые при ТО и ремонте
При регулировке клапанов используют рожковый ключ на 11 мм, отвертку и щуп.
Седла и направляющие клапанов выпрессовывают выколодкой. Клапана шлифуют на шлифовальном станке. Притирают клапана на станке для притирки клапанов. Для снятия коромысел используют головку на 17 мм и вороток. Седло клапана прессуется в головку блока цилиндров в горячем виде. Для рассухаривания клапанов используют специальное приспособление. Распределительный вал прессуется в блок и крепится двумя болтами на 10 мм.
Румянцев С. И., Бодлев А. Г., Бойко Н. Г. «Ремонт автомобилей» МП 1988
Боровских Ю. И., Буралев Ю. В., Морозов К. А., Никифоров В. М. «Техническое обслуживание и ремонт автомобиля» МП 1988
Роговцев В. Л., Пузанков А. Г., Олдфильд В. Д. «Устройство и эксплуатация автотранспортных средств» МП 1989
www.ronl.ru
Описание (план):
Введение
Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм своевременного распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания.
ГРМ1. Шкив на полипчатом валу для привода генератора; 2. Зубчатый шкив на коленчатом валу для привода распределительного вала; 3. Зубчатый ремень привода распределительного вала; 4. Шкив насоса охлаждающей жидкости; 5. Натяжной ролик; 6. Эксцентриковая ось натяжного ролика; 7. Установочная метка (усик) на задней крышке зубчатого ремня; 8. Установочная метка на шкиве распределительного вала; 9. Шкив распределительного вала; 10. Метка опережения зажигания на 5° на передней крышке зубчатого ремня; 11. Метка опережения зажигания на О'; 12. Метка ВМТ на шкиве привода генератора; 13. Установочная метка на крышке масляного насоса; 14. Метка ВМТ на зубчатом шкиве коленчатого вала; 15. Передний корпус подшипников распределительного вала; 16. Задний корпус подшипников распределительного вала; 17. Эксцентрик на распределительном валу для привода топливного насоса; 18. Распределительный вал; 19. Сухари клапана; 20. Тарелка клапана; 21. Наружная пружина клапана; 22. Внутренняя пружина клапана; 23. Опорная шайба пружин; 24. Впускной клапан; 25. Направляющие втулки клапана; 26. Выпускной клапан; 27. Стопорное кольцо; 28. Маслоотражательный колпачок; 29. Толкатель клапана; 30. Регулировочная шайба; 31. Головка цилиндров; 32. Седло клапана; 33. Дистанционное кольцо; 34. I. Проверка натяжения ремня; 35. II. Порядок затягивания болтов крепления головки цилиндров; 36. III. Порядок затягивания гаек крепления корпусов подшипников распределительного вала.
Типология ГРМПо расположению распределительного вала выделяют двигатели:
Данная конструкция ГРМ была изобретена Дэйвидом Данбаром Бьюиком (David Dunbar Buick) в самом начале XX века. У этих двигателей клапаны расположены в головке цилиндров, а распредвал — в блоке (англоязычное обозначение — OHV — «OverHead Valve»; также встречается I-Head, или Pushrod, то есть, «с толкателями»). Привод клапанов — штангами-толкателями через коромысла.
Газораспределительный механизм состоит из:
На одном моторе могут применяться сразу несколько типов привода клапанов — так, в двигателе Triumph Dolomite Sprint с четырьмя клапанами на цилиндр впускные клапана приводились через толкатели, а выпускные — через рокеры, причём от одного и того же кулачка на единственном распределительном валу.
Иными словами, над каждым клапаном расположен свой персональный кулачок. Именно эти кулачки, при вращении распределительного вала, обеспечивают своевременное, согласованное с движением поршней в цилиндрах, открытие и закрытие клапанов.Главный минус нижнеклапанной компоновки — из-за сложного пути бензовоздушной смеси значительно ухудшается наполнение цилиндров, в особенности на высоких оборотах, как следствие — достигается ощутимо меньшая удельная мощность по сравнению с остальными конфигурациями, двигатель получается тихоходным и неэкономичным. Камеры сгорания нижнеклапанного мотора имеют сложную форму и из-за этого как правило не подвергаются механической обработке, сохраняя шероховатую поверхность, полученную при отливке, что ещё больше снижает показатели двигателя и является причиной появления различий в объёме и характере работы камер сгорания одной головки. Длинные выпускные каналы способствуют перегреву нижнеклапанного двигателя. Необходимость обеспечить, с одной стороны, минимальное конструктивно обусловленное расстояние между осями цилиндра и распределительного вала, а с другой — необходимый зазор между тарелкой клапана и стенками камеры сгорания вынуждает конструкторов придавать камере сгорания сильно вытянутую форму и не даёт уменьшить её объём, а это, в свою очередь, не позволяет увеличить степень сжатия, что является наиболее простым и эффективным способом повышения удельной мощности, выше 7÷7,5:1 — при дальнейшем росте степени сжатия нижнеклапанный двигатель становится склонен к детонации (в незначительной степени этот недостаток может быть устранён наклоном осей клапанов относительно оси цилиндров, однако при этом растут габариты двигателя). По той же причине невозможно создание нижнеклапанного дизеля, поскольку в дизель-моторах необходимы степени сжатия порядка 19 и выше.Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью цепной передачи или зубчатого ремня. Натяжение цепи привода регулируется специальным натяжителем, а ремня - натяжным роликом.
Плюс такой схемы — относительно простая конструкция и обеспечиваемая ей конструктивная надёжность — в частности, как правило используется простой и надёжный привод распределительного вала шестернями, что исключает саму возможность таких неисправностей, как разрыв ремня ГРМ или «перескакивание» цепи в механизме с цепным приводом. Эксплуатационные нагрузки на детали ГРМ также оказываются сравнительно невысокими, чем обеспечивается высокая долговечность.
Схема ременного привода распределительного валаРемень ГРМ и цепь являются весьма важными деталями. Цепь считается более надежной, но и ремень выдерживает пробег в среднем до 60 000 км. Разрыв ремня ГРМ чреват катастрофическими последствиями для двигателя (будут погнуты клапаны и др.): придется делать сложный и дорогостоящий капитальный ремонт. Кстати, разрыв ремня ГРМ на водительском сленге называется «встречей поршней с клапанами» (в результате чего ломается и то, и другое).. Замена ремня обойдется намного дешевле капитального ремонта двигателя. Тем более что лопнуть ремень может в самое неподходящее время (например, в дороге).Иногда одновременно с ремнем следует заменить и его ролики, которые со временем заметно изнашиваются. Развалившийся ролик приводит к таким же фатальным для двигателя последствиям, как и лопнувший ремень ГРМ.Иногда из газораспределительного механизма доносится характерный металлический стук. Причиной могут быть износ кулачков распределительного вала, слишком большие зазоры клапанного механизма, поломка клапанных пружин либо износ рычагов. При наличии больших зазоров клапанного механизма их следует отрегулировать, в остальных случаях неисправные запчасти подлежат замене.Главным критерием, по которому определяют чрезмерное увеличение зазоров у клапанов, является частый металлический стук, хорошо слышимый при работе двигателя на холостых оборотах с малой частотой вращения коленчатого вала. Данная неисправность приводит к повышенному износу торцов стержней клапанов, наконечников стержней или регулировочных шайб, а также потере мощности двигателя, поскольку время пребывания клапанов в открытом положении уменьшается и, как следствие, ухудшается наполняемость цилиндров горючей смесью и полнота их очистки на четвертом такте работы.
Детали клапанного механизмаЕсли появляются характерные хлопки из карбюратора или из глушителя -- значит, зазор у клапанов чересчур маленький и его также необходимо отрегулировать. Такая неисправность является причиной неплотного прилегания клапанов к своим седлам, в результате чего снижается компрессия в цилиндрах и двигатель теряет мощность.При сильном износе клапанов следует выполнить их притирку к седлам либо вообще заменить.В некоторых случаях цепь газораспределительного механизма работает очень шумно, что, как правило, обусловлено ее удлинением за счет износа шарнирных соединений звеньев. Цепь необходимо натянуть или просто заменить.
Устройство газораспределительного механизмаВ двигателях автомобилей применяют газораспределительные механизмы с нижним (ГАЗ-51А, ЗИЛ-164А, и др.) и верхним (ГАЗ-24, ГАЗ-53, ЗИЛ-130, ЯМЗ и др.) расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов имеет ряд преимуществ, способствующих повышению мощности и экономичности двигателя:компактная камера сгорания с более коротким путём горения рабочей смеси препятствует возникновению детонации и позволяет повысить степень сжатия;отношение поверхности камеры сгорания к её объёму на 30-35% меньше по сравнению с Г-образной камерой, что сокращает потери тепла в охлаждающую жидкость и повышает КПД двигателя;возможность увеличения размеров и высоты подъёма впускных клапанов, а, следовательно, повышение коэффициента наполнения;доступность регулировки клапанного механизма.Распределительный валРаспределительный вал - стальной кованый; имеет пять опорных шеек. Для удобства сборки шейки имеют разные диаметры: первая - 52 мм, вторая - 51 мм, третья - 50 мм, четвертая - 49 мм, пятая - 48 мм. Шейки опираются на втулки, свернутые из сталебаббитовой ленты и запрессованные в отверстия в перегородках блока цилиндров. Поверхности шеек распределительного вала, кулачков, эксцентрика и зубьев шестерни привода масляного насоса закалены до высокой твердости. Профили впускного и выпускного кулачков одинаковы. Кулачки по ширине шлифованы на конус. Коническая поверхность кулачка в сочетании со сферическим торцом толкателя при работе двигателя сообщает толкателю вращательное движение. Вследствие этого износ направляющей толкателя и его торца делается равномерным и небольшим. Клапаны и толкателиТолкатели - стальные, поршневого типа. Торец толкателя направлен отбеленным чугуном и шлифован по сфере радиусом 750 мм (выпуклость середины торца равна 0,11 мм). Внутри толкателя имеется сферическое углубление радиусом 8,73 для нижнего конца штанги. Вблизи нижнего торца сделаны два отверстия для стока масла из внутренней полости толкателя. Штанги толкателей изготовлены из дюралюминиевого прутка. На концы напрессованы стальные закаленные наконечники со сферическими торцами. Нижний наконечник, сопрягающийся с толкателем, имеет торец с радиусом сферы 8,73 мм, а верхний, входящий в углубление в регулировочном винте коромысла - 3,5 мм. Длина штанги двигателя 24Д - 283 мм, двигателя 24-01 - 287 мм.
Принцип работы газораспределительного механизмаПри вращении распределительного вала, кулачок набегает на рычаг, который, в свою очередь, нажимает на стержень соответствующего клапана (впускного или выпускного) и открывает его. Продолжая вращаться, кулачок сбегает с рычага, и под воздействием сильной пружины клапан закрывается. Ну, а дальше поршень, через открытый впускной или выпускной клапан, соответственно засасывает горючую смесь или выталкивает отработавшие газы. Когда же оба клапана в одном цилиндре закрыты - происходит такт сжатия или рабочий ход поршня.
Основные неисправности газораспределительного механизма двигателя.
| Признаки | Неисправности | |
| -металлический стук в головке блока цилиндров на малых и средних оборотах; -снижение мощности двигателя | -нарушение теплового зазора клапанов; -износ подшипников, кулачков распределительного вала | |
| -металлический стук в головке блока цилиндров на холодном двигателе; -снижение мощности двигателя | -неисправности гидрокомпенсаторов | |
| -шум в районе привода распределительного вала; -выстрелы в глушитель | -износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала; -износ зубчатого шкива привода | |
| -синий дым отработавших газов; -снижение уровня масла в картере двигателя; -снижение мощности двигателя | -износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок; -неисправности КШМ | |
| -звонкие металлические стуки (детонационные стуки) при разгоне автомобиля; -работа двигателя с перебоями | -нагар на клапанах; -неисправности КШМ; -Бензин низкого качества | |
| -кратковременные провалы в работе холодного двигателя; -снижение мощности двигателя;-перегрев двигателя | -снижение упругости и поломка пружин клапанов; -зависание клапанов | |
Стуки в газораспределительном механизме появляются по причине увеличенных зазоров в клапанном механизм, износе подшипников или кулачков распределительного вала, рычагов, а также из-за поломки пружин клапанов. Для устранения стуков необходимо отрегулировать тепловой зазор, а изношенные детали и узлы следует заменить. Повышенный шум цепи привода распределительного вала появляется вследствие износа шарнирных соединений звеньев цепи и ее удлинения. Следует отрегулировать натяжение цепи, а при чрезмерном ее износе - заменить на новую. Потеря мощности двигателя и повышенная дымность выхлопных газов происходят при нарушении теплового зазора в клапанном механизме, неплотном закрытии клапанов, износе маслоотражательных колпачков. Зазор следует отрегулировать, изношенные колпачки поменять, а клапаны «притереть» к седлам.
Эксплуатация газораспределительного механизма двигателя.
Обратите внимание на тепловой зазор между рычагом и кулачком распределительного вала. Немного знаний физики и можно понять, что этот зазор должен быть строго определенного размера. Ведь при нагревании все детали двигателя расширяются, в том числе и детали газораспределительного механизма. Если тепловой зазор меньше нормального, то клапан будет открываться больше, чем ему положено и не будет успевать вовремя закрываться. А это нарушит рабочий цикл двигателя и, плюс ко всему, в скором времени придется менять «подгоревшие» клапаны.
Если же зазор между рычагом и кулачком распределительного вала будет очень большим, то клапан не сможет открываться полностью, что естественно не лучшим образом отразится на процессе заполнения цилиндров горючей смесью или выпуска отработавших газов.При нарушении теплового зазора получается целый набор неприятностей!
Однако разговор идет о десятых долях миллиметра! Например, для двигателей ВАЗ, в зависимости от модели, тепловой зазор должен быть в пределах 0,15 - 0,35 мм. Если у вас есть соответствующие инструменты и решимость «залезть в двигатель», то после нескольких попыток можно научиться «регулировать клапана». При эксплуатации двигателя необходимо следить за натяжением цепи или зубчатого ремня привода распределительного вала и при необходимости его регулировать. Владельцам ВАЗ 2108 и 2109 с рабочим объемом двигателя 1,3 литра, следует быть особенно внимательными к состоянию ремня привода распределительного вала и вовремя его менять, не допуская обрыва изношенного ремня при движении. У этих двигателей, при выходе ремня из строя, возможна «встреча поршней с клапанами», что влечет к серьезным взаимным повреждениям. Это отнюдь не та встреча, на которую стремишься со сладостным ожиданием, а совсем другая, за которой последует дорогостоящий ремонт с заменой деталей газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов двигателя.При любых экспериментальных работах с автомобилем, разбирая какой-то узел, а потом его собирая, надо запоминать расположение деталей и последовательность демонтажа-монтажа. Частенько остаются лишние детали! Причем, сборка всегда труднее, чем разборка. и т.д.................
unit.photogdz.ru
Содержание
1. Введение
2. Назначение, устройство и принцип работы
3. Конструктивная особенность
4. Неисправности. Причины, способы определения и устранения
5. Техническое обслуживание и ремонт
6. Оборудование, инструменты, приспособления и материалы
7. Безопасные условия труда. Охрана окружающей среды
Заключение
Список литературы
1. Введение
ГРМ — сокращение от «газораспределительный механизм». Механизм распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Осуществляется путём открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов цилиндров при помощи распределительного вала (распредвала) и кулачкового механизма. Распредвал имеет жёсткую синхронизацию вращения с коленвалом, реализованную с помощью зубчаторемённой или цепной передачи. Как правило, на высокофорсированных двигателях обрыв или проскальзывание ремня ГРМ или цепи ГРМ приводит к выходу двигателя из строя.
В настоящее время на рынке присутствуют различные двигатели с системами сдвига фаз газораспределения.
VTEC — технология фирмы Honda. Регулировка заключается в использовании для регулируемого клапана 2 кулачков.
VVT-i — технология фирмы Toyota. Регулировка производится поворотом распределительного вала относительно его приводной звёздочки.
Valvetronic — технология фирмы BMW. Регулировка высоты подъёма клапанов за счёт изменения положения оси вращения коромысел.
Различают одно- и двухвальные ГРМ, в зависимости от количества распределительных валов в головке блока цилиндров. В одновальном ГРМ (SOHC-single overhead camshaft) — один вал. В двухвальном (DOHC — double overhead camshafts)- соответственно два. Это в частности означает, что V-образный или оппозитный двигатель имеет два или четыре распределительных вала.
2. Назначение, устройство и принцип работы
Газораспределительные механизмы различают по расположению клапанов в двигателе. Они могут быть с верхним (в головке цилиндров) и нижним (в блоке цилиндров) расположением клапанов. Наиболее распространен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов, что облегчает доступ к клапанам для их обслуживания, позволяет получить компактную камеру сгорания и обеспечить лучшее наполнение ее горючей смесью или воздухом.
Газораспределительный механизм состоит из:
распределительного вала;
механизма привода распределительного вала;
клапанного механизма.
Работу газораспределительного механизма рассмотрим на примере двигателя с V-образным расположением цилиндров.
Распределительный вал находится в «развале» блока двигателя, то есть между его правым и левым рядами цилиндров, и приводится во вращение от коленчатого вала через блок распределительных шестерен. При цепном или ременном приводе вращение распределительного вала осуществляется с помощью соответственно цепной или зубчатой ременной передачи.
При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель и поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает на регулировочный винт, установленный во внутреннем плече коромысла. Коромысло, проворачиваясь на своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие впускного или выпускного клапана в головке цилиндров строго в соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров.
Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, которые выражаются в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы газораспределения подбирают опытным путем в зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных патрубков. Заводы-изготовители указывают фазы газораспределения для своих двигателей в виде таблиц или диаграмм.
Правильность установки газораспределительного механизма определяется по установочным меткам, которые располагаются на распределительных шестернях или приводном шкиве блока цилиндров двигателя.
Отклонение при установке фаз приводит к выходу из строя клапанов или двигателя в целом. Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении регламентируемого теплового зазора в клапанном механизме данной модели двигателя. Нарушение величины этого зазора приводит к ускоренному износу клапанного механизма и потери мощности двигателя.
Для правильной работы двигателя кривошипы коленчатого вала и кулачки распределительного вала должны находиться в строго определенном положении относительно друг друга. Поэтому при сборке двигателя распределительные шестерни вводятся в зацепление по имеющимся на их зубьях меткам: одной — на зубе шестерни коленчатого вала, а другой — между двумя зубьями шестерни распределительного вала. На двигателях, имеющих блок распределительных шестерен, установка их производится также по меткам.
Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструктивного исполнения коленчатого и распределительного валов.
Распределительный вал служит для открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизма в определенной последовательности согласно с порядком работы цилиндров двигателя.
Распределительные валы отковывают из стали с последующей цементацией и закаливанием токами высокой частоты. На некоторых двигателях валы отливают из
высокопрочного чугуна. В этих случаях поверхность кулачков и шеек вала отбеливается и затем шлифуется. Для уменьшения трения между шейками и опорами в отверстия запрессовывают стальные, покрытые антифрикционным слоем, или металлокерамические втулки.
Между опорными шейками распределительного вала располагаются кулачки, по два на каждый цилиндр, — впускной и выпускной. Помимо этого на валу крепится шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и имеется эксцентрик для привода топливного насоса.
Шестерни распределительных валов изготовляют из чугуна или текстолита, приводную распределительную шестерню коленчатого вала — из стали. Зубья у шестерен косые, что вызывает осевое перемещение вала. Для предупреждения осевого смещения предусмотрен упорный фланец, который закреплен на блоке цилиндров между торцом передней опорной шейки вала и ступицей распределительной шестерни.
В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала. Это возможно, если распределительный вал за это время сделает в два раза меньшее число оборотов. Поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.
3. Конструктивная особенность
/>
/>
4. Неисправности. Причины, способы определения и устранения
Стук рычагов привода клапанов. Характерный стук с равномерными интервалами, частота его меньше любого другого стука в двигателе. Заклинивание двигателя с обрывом одного или нескольких клапанов. Сопровождается деформацией боковин рабочей части рычагов, растрескиванием юбок тарелок клапанов (возможно разрушение тарелки), подрезанием упорных буртов сухарей со стороны тыльной части. Возможно столкновение выхлопных клапанов с днищами поршней. Обязательна осадка сухарей в тарелках клапанов
а) Самоотворачивание регулировочных болтов. Не выдержан момент затяжки контргаек, перетяжка контргаек.
Отрегулировать клапаны. При перетяжке заменить регулировочные болты.
б) Самоотворачивание регулировочных болтов вследствие превышения максимально допустимых оборотов двигателя.
Последствия устранить за счет виновных.
в) Износ кулачков распредвала. Работа пары «кулачок-рычаг» без зазора. Некачественная регулировка зазора.
С обратной стороны изношенного кулачка имеется радиальное засветление по всей длине обратной части. Заменить распредвал.
г) Износ кулачков распредвала, засветления с обратной стороны кулачка отсутствуют, возможна узкая полоса засветления у края противоположной части кулачка — след работы рычага с перекосом.
Заменить распредвал, рычаги.
д) Кулачки не изношены. Многократной регулировкой стук не устраняется. Отклонение геометрии кулачка распредвала.
Заменить распредвал, рычаги.
Снижение мощности двигателя, низкая компрессия одного или нескольких цилиндров
а) Выкрашивание наплавленного слоя тарелки клапана («прогар» клапана).
Заменить клапаны. Способствующими возникновению дефекта факторами являются отсутствие зазора «распредвал — рычаг» у данного клапана и повышенный температурный режим двигателя.
Стук газораспределительного механизма
а) Завышен зазор «регулировочная шайба — кулачок распредвала».
Произвести регулировку подбором шайбы нужного размера.
б) Завышен зазор «наружный диаметр регулировочной шайбы — диаметр гнезда в толкателе под шайбу».
Заменить шайбу, толкатель.
в) Износ кулачков распредвала и регулировочных шайб.
Заменить распредвал и регулировочные шайбы.
г) Завышен зазор «опорная шейка распредвала — подшипник».
--PAGE_BREAK--Заменить головку блока.
д) Разнотолщинность регулировочной шайбы по кругу контакта с кулачком (неравномерный износ).
Заменить дефектную шайбу.
е) Огранка (некруглость) толкателей по наружному диаметру, эллипсность.
Заменить толкатели.
ж) Недозатяжка, ослабление крепления звездочки привода распредвала. Деформация шпонки звездочки крепления распредвала, шпоночных пазов звездочки и распредвала.
Заменить дефектные детали.
з) Взаимное касание пружин при рабочем ходе клапанов.
Заменить пружины.
и) Износ направляющей втулки клапана.
Заменить втулки.
Обрыв клапанов
а) Дефект сварки стержня выхлопного клапана, посторонние включения в материале стержня впускного клапана.
Заменить поврежденные детали.
б) Заклинивание, разрушение подшипника водяного насоса. Срез зубьев или сбрасывание ремня привода распредвала со шкивов, рассогласование фаз газораспределения, столкновение клапанов с поршнями.
Заменить поврежденные детали.
в) Обрыв ремня привода распредвала.
Заменить поврежденные детали.
г) Ослабление натяжения ремня привода газораспределительного механизма, сбой фаз газораспределения.
Заменить поврежденные детали.
Примечание. В случае задира (износа) блока цилиндров крыльчаткой водяного насоса при разрушении подшипника блок цилиндров замены не требует, поскольку водяной насос имеет высокую производительность, при замене только водяного насоса характеристики работы системы охлаждения не нарушаются.
Износ эксцентрика привода бензонасоса
а) Засорение маслоканала заднего подшипника распредвала.
Продуть маслоканалы, заменить распредвал и толкатель бензонасоса.
б) Недосверлен маслоканал заднего подшипника распредвала.
Заменить распредвал, толкатель бензонасоса и головку блока цилиндров.
5. Техническое обслуживание и ремонт
Замена ремня привода газораспределительного механизма (ГРМ) на двигателях ВАЗ-2110
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Снимаем ремень привода генератора.
Ключом «на 10» отворачиваем болты передней крышки ГРМ: два сбоку и один в центре.
Снимаем крышку ГРМ.
Снимаем правое колесо и пластиковый щиток моторного отсека.
Головкой «на 19» проворачиваем коленчатый вал по часовой стрелке за болт крепления шкива до совмещения метки на зубчатом шкиве распределительного вала с установочным усиком на задней крышке привода ГРМ (B).
Сняв резиновую заглушку в верхней части картера сцепления убеждаемся, что риска на маховике расположена напротив прорези крышки картера сцепления. Так расположена риска на маховике двигателя при снятой коробке передач и головке блока цилиндров.
Фиксируем коленчатый вал от проворачивания, вставив через отверстие в картере сцепления отвертку между зубьями маховика.
Отворачиваем болт крепления шкива привода генератора.
Снимаем шкив привода генератора.
Ключом «на 17» ослабляем гайку крепления натяжного ролика.
Поворачиваем натяжной ролик в такое положение, при котором ремень будет максимально ослаблен.
Снимаем ремень ГРМ.
При замене натяжного ролика отворачиваем гайку его крепления и снимаем ролик со шпильки.
Под роликом установлена дистанционная шайба.
Устанавливаем ремень привода ГРМ в обратной последовательности. Надеваем ремень на шкив коленчатого вала. Затем, натягивая заднюю ветвь, надеваем ремень на шкив насоса охлаждающей жидкости и заводим за натяжной ролик. Надеваем ремень на шкив распределительного вала.
Вставив отвертку между двумя винтами или стержнями диаметром 4 мм, установленными в отверстие натяжного ролика, и поворачивая ролик против часовой стрелки, натягиваем ремень.
Затягиваем гайку крепления натяжного ролика.
Заворачиваем на место болт крепления шкива привода генератора и головкой «на 19» проворачиваем за болт коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.
Проверяем совпадение установочных меток коленчатого и распределительного валов.
При снятом шкиве привода генератора положение коленчатого вала удобно контролировать по совмещению меток на зубчатом шкиве коленчатого вала и крышке масляного насоса.
Схема привода распределительного вала
/>
1 – зубчатый шкив коленчатого вала
2 – зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости
3 – натяжной ролик
4 – задняя защитная крышка
5 – зубчатый шкив распределительного вала
6 – зубчатый ремень
А – установочный выступ на задней защитной крышке
В – метка на шкиве распределительного вала
С – метка на крышке масляного насоса
D – метка на шкиве коленчатого вала
Если метки не совпадают, повторяем операцию по установке ремня.
Для регулирования натяжения ремня поворачиваем коленчатый вал против часовой стрелки так, чтобы метка на шкиве распределительного вала переместилась вниз от усика задней крышки на два зуба.
При нормальном натяжении ремня его передняя ветвь должна закручиваться на 90° большим и указательным пальцами руки с усилием 15–20 Н (1,5–2,0 кгс).Чрезмерное натяжение ремня снижает срок его службы, а также подшипников насоса охлаждающей жидкости и натяжного ролика.
Регулировка тепловых зазоров в клапанном механизме двигателя ВАЗ-2110
Замер и регулировку зазоров проводим на холодном двигателе.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Выводим наконечник троса привода дроссельной заслонки из кронштейна.
Ключом «на 10» отворачиваем две гайки крепления кронштейна троса привода дроссельной заслонки к ресиверу (только для двигателя ВАЗ-2111 и снимаем его.
Крестообразной отверткой ослабляем хомуты крепления двух отводящих шлангов вентиляции картерных газов и снимаем шланги со штуцеров клапанной крышки.
Крестообразной отверткой ослабляем хомут крепления подводящего шланга вентиляции картерных газов и снимаем шланг.
Ключом «на 10» отворачиваем две гайки крепления клапанной крышки.
Снимаем клапанную крышку.
В отверстиях клапанной крышки установлены резиновые уплотнительные втулки.
Снимаем прокладку клапанной крышки.
Снимаем переднюю крышку ремня привода ГРМ).
Проверка и регулировка зазоров в механизме привода клапанов
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Порядок проверки и регулировки зазоров в механизме привода клапанов следующий.
Поворачиваем коленчатый вал по часовой стрелке до совмещения установочных меток на зубчатом шкиве распределительного вала и задней крышке ремня привода ГРМ.
Затем поворачиваем коленчатый вал еще на 40–50° (2,5–3 зуба на шкиве распределительного вала). В этом положении валов проверяем набором щупов зазоры у первого и третьего кулачков распределительного вала.
Зазор между кулачками распределительного вала и регулировочными шайбами должен быть 0,20 мм для впускных клапанов и 0,35 мм – для выпускных. Допуск на зазоры для всех кулачков составляет ±0,05 мм.
Если зазор отличается от нормы, то на шпильки корпусов подшипников распределительного вала устанавливаем приспособление для регулировки клапанов.
Вводим «клык» приспособления между кулачком и толкателем.
Разворачиваем толкатель так, чтобы прорезь в его верхней части была обращена вперед (по ходу автомобиля).
Нажимая вниз на рычаг приспособления, утапливаем «клыком» толкатель и устанавливаем между краем толкателя и распределительным валом фиксатор, который удерживает толкатель в нижнем положении.
Утапливание толкателей клапанов при замене регулировочной шайбы
/>
1 – приспособление
продолжение --PAGE_BREAK--2 – толкатель
Фиксирование толкателей клапанов при замене регулировочной шайбы
/>
1 – фиксатор
2 – регулировочная шайба
Поднимаем рычаг приспособления в верхнее положение.
Пинцетом через прорезь поддеваем и извлекаем регулировочную шайбу.
При отсутствии приспособления для регулировки клапанов можно воспользоваться двумя отвертками.
Мощной отверткой, опираясь на кулачок, отжимаем толкатель вниз. Вставив ребро другой отвертки (с жалом шириной не менее 10 мм) между краем толкателя и распределительным валом, фиксируем толкатель.
Вынимаем пинцетом регулировочную шайбу.
Зазор регулируем подбором толщины регулировочных шайб. Для этого микрометром замеряем толщину шайбы. Толщину новой регулировочной шайбы определяем по формуле:
Н = В+(А–С), мм, где А – замеренный зазор; В – толщина снятой шайбы; С – номинальный зазор; Н – толщина новой шайбы.
Толщина шайбы маркируется на ее поверхности электрографом.
Новую шайбу устанавливаем в толкатель маркировкой вниз и убираем фиксатор
Еще раз проверяем зазор. При правильной регулировке щуп толщиной 0,20 или 0,35 мм должен входить в зазор с легким защемлением.
Последовательно поворачивая коленчатый вал на пол-оборота, регулируем зазоры остальных клапанов в последовательности, указанной в таблице:
Угол поворота коленчатого вала от положения совмещения меток, град.
Угол поворота коленчатого вала от положения совмещения меток, град.
Кулачки
выпускной
(зазор 0,35 мм)
впускной
(зазор 0,20 мм)
40–50
1
3
220–230
5
2
400–410
8
6
580–590
4
7
Снятие распределительного вала двигателей ВАЗ-2110.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Снимаем клапанную крышку головки цилиндров.
На двигателе ВАЗ-2111 ключом «на 10» отворачиваем две гайки крепления «массовых» проводов к шпилькам заглушки головки цилиндров и снимаем провода со шпилек.
Ключом «на 10» отворачиваем две гайки и один болт крепления заглушки.
Снимаем заглушку и ее уплотнительное кольцо.
На двигателе ВАЗ-2110 снимаем корпус вспомогательных агрегатов.
Снимаем зубчатый шкив распределительного вала. Отворачиваем верхнюю гайку крепления задней крышки ремня привода ГРМ.
Ключом «на 13» равномерно в несколько приемов (до снятия давления пружин клапанов) отворачиваем десять гаек крепления корпусов подшипников распределительного вала.
Снимаем со шпилек передний и задний корпусы подшипников распределительного вала.
Немного отведя от головки блока цилиндров заднюю крышку ремня привода ГРМ, снимаем распределительный вал.
Снимаем сальник распределительного вала.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Устанавливаем распределительный вал в следующей последовательности.
Очищаем сопрягаемые поверхности головки цилиндров и корпусов подшипников от старого герметика и масла.
/>
Смазываем моторным маслом опорные шейки и кулачки распределительного вала. Укладываем вал в опоры головки цилиндров таким образом, чтобы кулачки первого цилиндра были направлены вверх.
/>
На поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников в зоне крайних опор, наносим тонкий слой силиконового герметика.
Устанавливаем корпуса подшипников и затягиваем гайки их крепления в два приема.
/>
Предварительно затягиваем гайки в последовательности, указанной на рисунке, до прилегания поверхностей корпусов подшипников к головке цилиндров. При этом необходимо следить за тем, чтобы установленные втулки корпусов свободно вошли в свои гнезда.
Окончательно затягиваем гайки моментом 21,6 Н•м (2,2 кгс.м) в той же последовательности.
После затяжки гаек тщательно удаляем остатки герметика, выдавленного из зазоров. Проверяем зазоры в клапанном механизме. Запрессовываем новый сальник распределительного вала (см. Замена сальника распределительного вала двигателей ВАЗ-2110, -2111).
Замена маслоотражательных колпачков клапанов двигателей ВАЗ-2110
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Снимаем распределительный вал. Устанавливаем коленчатый вал в положение ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндров. В этом положении вала меняем маслоотражательные колпачки клапанов 1-го и 4-го цилиндров.
Вынимаем толкатель с регулировочной шайбой из гнезда головки блока цилиндров.
Выворачиваем свечу зажигания 1-го цилиндра.
Через свечное отверстие вставляем пруток из мягкого металла (диаметром около 8 мм) между днищем поршня и тарелкой клапана, на котором меняем колпачок.
Устанавливаем рассухариватель клапанов. Подпятник рассухаривателя упираем в тарелку клапана, а зацепной рычаг заводим за гайку, навернутую на шпильку крепления корпуса подшипников распределительного вала.
Сжимаем пружины и извлекаем пинцетом сухари.
Вынимаем тарелку пружин и сами пружины.
Специальными щипцами снимаем маслоотражательный колпачок с направляющей втулки клапана.
Смазав новый колпачок моторным маслом, напрессовываем его оправкой на направляющую втулку.
Собираем клапанный механизм 1-го цилиндра в обратной последовательности. Затем повторяем эти работы для 4-го цилиндра. После чего, провернув коленчатый вал на 180° (ВМТ поршней 2-го и 3-го цилиндров) аналогичным образом меняем маслоотражательные колпачки клапанов 2-го и 3-го цилиндров.
Собираем механизмы в обратной последовательности.
Замена сальника распределительного вала двигателей ВАЗ-2110
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
Снимаем ремень ГРМ.
Ключом «на 17» отворачиваем болт зубчатого шкива распределительного вала. Чтобы вал не проворачивался, пропускаем через отверстие в шкиве головку «на 10» с удлинителем и надеваем на гайку крепления задней крышки ремня привода ГРМ.
Поддеваем отверткой шкив распределительного вала и снимаем его.
Чтобы не потерять шпонку шкива, извлекаем ее из паза распределительного вала.
Поддеваем отверткой сальник и извлекаем его.
Смазав моторным маслом рабочую кромку нового сальника, подходящим отрезком трубы запрессовываем его.
Сборку проводим в обратной последовательности.
6. Оборудование, инструменты, приспособления и материалы
Слесарно-монтажные инструменты, применяемые на постах, должны быть исправными. Не допускается использование ключей с изношенными гранями и несоответствующих размеров, применение рычагов для увеличения плеча гаечных ключей, а также применение зубил и молотка для отвёртывания гаек. Рукоятки отвёрток, напильников, ножовок и так далее должны быть изготовлены из пластмассы или дерева, иметь гладкую, ровно зачищенную поверхность. Деревянные рукоятки во избежание раскалывания должны иметь металлические кольца.
Впрессовывать втулки, подшипники и другие детали следует при помощи прессов и специальных съёмников. Съёмники должны прочно и надёжно захватывать детали в месте приложения усилия.
Осмотровые канавы должны иметь направляющие предохранительные борта и содержатся в чистоте. Неиспользуемые осмотровые канавы должны быть огорожены или закрыты. Автомобили должны въезжать на канаву, когда в ней нет людей.
При постановке автомобиля на пост технического обслуживания или ремонта необходимо на рулевое колесо повесить табличку с надписью: “Двигатель не пускать – работают люди !”. Автомобиль при этом должен быть заторможен ручным тормозом и включением первой передачи в коробке передач.
При обслуживании автомобиля, установленного на подъёмнике, необходимо на механизме управления подъёмником укрепить табличку с надписью: “Не трогать – под автомобилем работают люди!”. Во избежание самопроизвольного опускания гидравлического подъёмника нужно после подъёма автомобиля откинуть предохранительные стойки или вставить штыри в отверстия предохранительных труб, выдвигающихся вместе с плунжерами.
продолжение --PAGE_BREAK--Перед началом работ на автомобиле – самосвале с поднятым кузовом надо устанавливать упорную штангу, предотвращающую опускание кузова.
При техническом обслуживании и ремонте автомобиля со снятыми колёсами, вывешенного на домкратах, талях и кранах, разрешается приступать к работе только после установки автомобиля на подставки (козелки), при этом под неснятые колёса должны быть подложены упоры. Подставки должны быть прочными и надёжными (только металлическими).
При подъёме и транспортировании агрегатов нельзя находится под поднятыми частями автомобиля. Запрещается снимать, устанавливать и транспортировать агрегаты при заваливании их тросом и канатами без специальных захватов. Тележки для транспортирования должны иметь стойки и упоры, предохраняющие агрегаты от падения и перемещения по тележке.
Для осмотра автомобиля применяют переносные безопасные электролампы напряжением до 36 вольт с предохранительными сетками, при работе в осмотровых канавах напряжение не должно превышать 12 вольт. Ручные электроинструменты (дрели, гайковёрты) надо присоединять к сети только через штепсельные розетки с заземляющим контактом. Провода электроинструментов нужно подвешивать, не допуская прикосновения их с полом.
Приёмку автомобиля на ходу и проверку тормозов следует производить вне помещения; пускать двигатель и трогаться с места разрешается только по получении сигнала от рабочего, производящего регулировку.
Вождение автомобиля на территории автохозяйства, в том числе и опробование автомобилей после ремонта и регулировки, разрешается только лицам, имеющим удостоверение шофёра. Скорость движение не должна превышать: на подъездных путях и проездах – 10 км/ч, в производственных помещениях – 5 км/ч. обгон одного автомобиля другим на территории автохозяйства запрещается.
7. Безопасные условия труда. Охрана окружающей среды
Техника безопасности при проведении ремонтных работ Гараж или бокс, где проводятся ремонтные работы, должен хорошо проветриваться, дверь — легко открываться как изнутри, так и снаружи. Проход к двери всегда держите свободным. При работе двигателя (особенно на пусковых режимах) выделяется оксид углерода (угарный газ) — ядовитый газ без цвета и запаха. Опасная для жизни концентрация оксида углерода может образоваться даже в открытом гараже, поэтому перед запуском двигателя обеспечьте принудительный отсос отработавших газов за пределы гаража. При отсутствии принудительной вытяжки можно запускать двигатель на короткое время, надев на выпускную трубу отрезок шланга и вынув его наружу. При этом система выпуска и ее соединение со шлангом должны быть герметичны.
При ремонте системы питания впрысковых двигателей необходимо отсоединять «отрицательную» клемму аккумуляторной батареи от «массы» и сбрасывать давление в системе.
На время сварочных работ запаситесь огнетушителем (лучше углекислотным). Перед этим отсоедините провода от всех клемм генератора и аккумуляторной батареи, отключите все электронные блоки управления от бортовой сети автомобиля, а контакт «массы» сварочного провода располагайте как можно ближе к месту сварки. Проследите за тем, чтобы электрический ток не проходил через подвижные (подшипники, шаровые опоры) или резьбовые соединения – иначе они могут быть повреждены.
При ремонте цепей электрооборудования или при риске их повреждения (сварка, рихтовка вблизи жгутов проводов) отключайте клемму "-" аккумулятора.
Для защиты рук от порезов и ушибов во время «силовых» операций надевайте перчатки (лучше кожаные). Для защиты глаз надевайте очки (лучше специальные, с боковыми щитками).
/>При работе с электролитом очки обязательны
При возможности пользуйтесь ромбическим или гидравлическим домкратами взамен штатного — они более устойчивы и надежны. Не применяйте неисправный инструмент: рожковые ключи с «раскрывшимся» зевом или смятыми губками, отвертки со скругленным, скрученным шлицем или неправильно заточенные, пассатижи с плохо закрепленными пластмассовыми ручками, молотки с незафиксированной ручкой и т.п.
При вывешивании автомобиля (с помощью домкрата или подъемника) никогда не находитесь под ним. Предварительно убедитесь, что соответствующие силовые элементы кузова (усилители пола, пороги) достаточно прочны. Используйте для подъема автомобиля только штатные точки опоры. Запрещается вывешивать автомобиль на двух или более домкратах — используйте подставки промышленного изготовления. Запрещается нагружать или разгружать автомобиль, стоящий на домкрате (садиться в него, снимать или устанавливать двигатель). При ремонте автомобиля со снятым двигателем (силовым агрегатом) учитывайте, что развесовка по осям изменилась: при вывешивании на домкрате такой автомобиль может упасть. Работайте только на ровной нескользкой площадке, под невывешенные колеса подкладывайте упоры.
Отработанные масла способствуют возникновению рака кожи. При попадании масла на руки, вытрите их ветошью, а затем протрите специальным «средством для чистки рук» (или подсолнечным маслом) и вымойте теплой водой с мылом (запрещается мыть руки горячей водой, при этом вредные вещества легко проникают через кожу!).
При попадании на руки бензина, вытрите их чистой ветошью, а затем вымойте с мылом.
В охлаждающей жидкости системы охлаждения двигателя (антифризе) содержится этиленгликоль, который ядовит при попадании в организм и — в меньшей степени — при попадании на кожу. При отравлении антифризом нужно немедленно вызвать рвоту, промыть желудок, а в тяжелых случаях принять солевое слабительное (например, глауберову соль) и обратиться к врачу. При попадании на кожу – смыть большим количеством воды. То же при отравлении тормозной жидкостью. Электролит при попадании на кожу вызывает жжение, покраснение. Если электролит попал на руки или в глаза, вначале смойте его большим количеством холодной воды. Запрещается мыть руки с мылом! Затем руки можно промыть раствором питьевой соды или нашатырного спирта (из автомобильной аптечки). Помните, что серная кислота даже в малых концентрациях разрушает органические волокна – берегите одежду! Поэтому при работе с аккумуляторной батареей (электролит почти всегда присутствует и на ее поверхности) надевайте очки и защитную одежду (резиновые перчатки желательны).
Бензин, масла, тормозная жидкость почти не перерабатываются естественным путем. Тормозная жидкость содержит ядовитые гликолевые эфиры, масла – отработавшие минеральные и органические присадки, внешние загрязнения, продукты изнашивания. Свинцовые аккумуляторы, помимо свинца, содержат сурьму и другие элементы, образующие высокотоксичные для организма человека соединения, долго сохраняющиеся в почве. Резинотехнические изделия и пластмассы также практически не разлагаются в естественных условиях, а при сжигании образуют токсичные, в том числе канцерогенные соединения.
Охрана природы и рациональное пользование природных ресурсов одна из важнейших экономических и социальных задач государства.
Начиная с 1974 г. в перспективных и текущих планов социального экономического развития страны имеется раздел «Охрана природы». Общегосударственное служба наблюдения и контроля за уровнем загрязнения природной среды контролирует загрязнение атмосферного воздуха более чем в 450 городах страны, качество поверхностных вод, суши – более чем в 4 тыс. пунктов, на 1200 водных объектах.
В стране осуществляется широкая программа разработки и серийному освоению высокопроизводительного газа – и пылеулавлещего оборудования, систем сооружений по очистке промышленных и городских сточных вод с применением биологических и физико–химических методов. Ведутся большие работы по рекультивации земель, занятых под отвалы пустых пород на шахтах и карьерах. Во всех больших размеров ведутся посадки лесов взамен вырубленных. Размеры затопляемых при строительстве гидросооружений и земель ограничивается защитными дамбами, резко сокращён отвод пахотных земель для промышленного и гражданского строительства. Не допускается ввод в эксплуатацию промышленных объектов до окончания строительства очистных и пылегазоулавливающих сооружений.
Осуществляется новые меры по рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов. Предстоит усилить охрану природы, земли, её недр, атмосферного воздуха, водоёмов, животного и растительного мира.
Заключение
Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов.
Газораспределительный механизм (см. рис. 10) состоит из:
распределительного вала,
рычагов,
впускных и выпускных клапанов с пружинами,
впускных и выпускных каналов.
Распределительный вал располагается в верхней части головки блока цилиндров. Составной частью вала являются его кулачки, количество которых соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Иными словами, над каждым клапаном расположен свой персональный кулачок. Именно эти кулачки, при вращении распределительного вала, обеспечивают своевременное, согласованное с движением поршней в цилиндрах, открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью цепной передачи или зубчатого ремня. Натяжение цепи привода регулируется специальным натяжителем, а ремня — натяжным роликом.
При вращении распределительного вала, кулачок набегает на рычаг, который, в свою очередь, нажимает на стержень соответствующего клапана (впускного или выпускного) и открывает его (рис.12а). Продолжая вращаться, кулачок сбегает с рычага, и под воздействием сильной пружины клапан закрывается (рис. 12б). Ну, а дальше вы знаете – поршень, через открытый впускной или выпускной клапан, соответственно засасывает горючую смесь или выталкивает отработавшие газы. Когда же оба клапана в одном цилиндре закрыты – происходит такт сжатия или рабочий ход поршня.
Основные неисправности газораспределительного механизма двигателя.
Стуки в газораспределительном механизме появляются по причине увеличенных зазоров в клапанном механизм, износе подшипников или кулачков распределительного вала, рычагов, а также из-за поломки пружин клапанов. Для устранения стуков необходимо отрегулировать тепловой зазор, а изношенные детали и узлы следует заменить. Повышенный шум цепи привода распределительного вала появляется вследствие износа шарнирных соединений звеньев цепи и ее удлинения. Следует отрегулировать натяжение цепи, а при чрезмерном ее износе — заменить на новую. Потеря мощности двигателя и повышенная дымность выхлопных газов происходят при нарушении теплового зазора в клапанном механизме, неплотном закрытии клапанов, износе маслоотражательных колпачков. Зазор следует отрегулировать, изношенные колпачки поменять, а клапаны «притереть» к седлам.
Эксплуатация газораспределительного механизма двигателя.
Обратите внимание на тепловой зазор между рычагом и кулачком распределительного вала. Немного знаний физики и можно понять, что этот зазор должен быть строго определенного размера. Ведь при нагревании все детали двигателя расширяются, в том числе и детали газораспределительного механизма. Если тепловой зазор меньше нормального, то клапан будет открываться больше, чем ему положено и не будет успевать вовремя закрываться. А это нарушит рабочий цикл двигателя и, плюс ко всему, в скором времени придется менять «подгоревшие» клапаны.
Если же зазор между рычагом и кулачком распределительного вала будет очень большим, то клапан не сможет открываться полностью, что естественно не лучшим образом отразится на процессе заполнения цилиндров горючей смесью или выпуска отработавших газов. При неправильной установке теплового зазора, наблюдается целый шлейф неприятностей. Двигатель начинает работать неустойчиво, глохнуть и преподносить прочие «сюрпризы», описанные в неисправностях газораспределительного механизма. Используя инструкцию по эксплуатации своего личного автомобиля, следует периодически контролировать правильность «зазора в клапанах». Однако разговор идет о десятых долях миллиметра! Например, для двигателей ВАЗ, в зависимости от модели, тепловой зазор должен быть в пределах 0,15 – 0,35 мм. Если у вас есть соответствующие инструменты и решимость «залезть в двигатель», то после нескольких попыток можно научиться «регулировать клапана». Если же вы не собирались осваивать профессию автомеханика, то при подозрениях на «разрегулированные клапана», следует обратиться к специалистам.
При эксплуатации двигателя необходимо следить за натяжением цепи или зубчатого ремня привода распределительного вала и при необходимости его регулировать.
В начале автомобильной жизни не советую включать музыку сразу же после запуска двигателя. Проехав несколько километров, прислушайтесь, нет ли посторонних звуков из-под капота. Они могут быть самыми разными, но любой из них скажет, что не все в порядке. Обратитесь к механику — их много умельцев, работающих на любой автостоянке или в гаражах. Найдите одного, которому будете «сдаваться» со своей машиной. Обычно это недорого, и, как правило, качественно. Определив причину постороннего шума, конечно же, надо отремонтировать тот узел, который заявил о своем «заболевании». Ни одна неисправность не появляется, не предупредив об этом заранее. Если же во время движения вы ничего не слышите из-под капота своего автомобиля (не слышно или не умеете слышать), то дайте проехаться на своей машине знающему человеку. Проблемы начинающих водителей именно в том, что зачастую они не знают — как должен вести себя исправный автомобиль, какие шумы нормальные, а какие «говорят» о надвигающихся финансовых затратах. А знать это важно, так как многие ездят на машинах с аварийными узлами, думая, что так и должно быть.
Список литературы
Анохин В.А. Отечественные автомобили М: Машиностроение,1977.
Ильин Н.М. Электрооборудование автомобилей М: Транспорт,1978.
Инструкция по охране труда для слесарей по ремонту автомобилей, двигателей и топливной аппаратуры на автоцентрах и станциях объединений «АвтоВАЗтехобслуживание» №.37.101.7072-85 взамен 37.101.7072-78.
Михайловский Е.В. Серебряков К.Б. Тур Е.Я. Устройство автомобиля М: Машиностроение,1990.
Молоков В.А., Зеленин С.Ф., Учебник по устройству автомобиля, М. 1987
РЕМОНТ ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВАЗ 2110, 2111, 2112 (Жигули) //http://www.autoprospect.ru/vaz/2110-zhiguli/2-tekhnika-bezopasnosti.html
Тур Е.Я. Серебряков К.Б. Устройство автомобиля М: Машиностроение 1990.
Чумаченко Ю. Т., Герасименко А. И., Рассанов Б. Б. АВТОСЛЕСАРЬ. Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей, 2006 г. — 544 c
Ссылки (links): www.autoprospect.ru/vaz/2110-zhiguli/2-tekhnika-bezopasnosti.htmlwww.ronl.ru
Цель работы.
Ознакомление с устройством и работой механизма газораспределения ДВС.
Задание.
Изучить назначение и принцип действия механизмов газораспределения ДВС; классификацию механизмов газораспределения ДВС; преимущества и недостатки механизмов с верхним и нижним расположением клапанов; взаимодействие деталей механизмов с верхним и нижним расположением клапанов.
Изучить условия работы, конструкцию и материал деталей механизма газораспределения; обратить внимание на провод механизма.
Уяснить расположение и назначение меток на элементах привода ГРМ.
Рассмотреть диаграмму фаз газораспределения.
Рассмотреть характерные неисправности механизма газораспределения и их влияние на работу двигателя.
Выяснить, какие существуют регулировки в механизме газораспределения.
Порядок регулировки тепловых зазоров между стержнями клапанов и коромыслами. Влияние величины зазора на работу двигателя.
Оборудование.
Сборочные единицы и детали: детали распределительного вала (распределительные валы, опорные втулки, упорные фланцы, зубчатые колеса, звездочки, шкивы, ремни, цепи, натяжные устройства, успокоительные привода), детали механизма привода (толкатели тарельчатые, цилиндрические, рычажно-роликовые; направляющие толкателей, штанги, коромысла, оси, пружины, стойки коромысел), детали клапанной группы (клапаны впускные, выпускные, седла, направляющие втулки, механизм вращения клапанов, пружины, тарелки пружин, сухари).
Литература: комплект плакатов по устройству механизма газораспределения, техническое описание двигателей базовых моделей.
Отчет.
1. Нарисуйте схему механизма газораспределения с верхним расположением клапанов и распредвала, обозначьте цифрами и перечислите детали.
Марка автомобиля _ВАЗ 2103____
Рис. Газораспределительный механизм с верхним расположением распределительного вала и привод:
1 – корпус, 2 – распределительный вал, 3 – шайба, 4 – толкатель, 5 – пружина, 6 – втулка, 7 – клапан, 8,9,11 – шкивы, 10 – ролик, 12 – ремень, 13 – ось.
2. Нарисуйте схему механизма газораспределения с верхним расположением клапанов и нижним расположением распредвала, обозначьте цифрами и перечислите детали.
Марка автомобиля __КАМАЗ 740____________
Рис. Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала:
1 – распределительный вал, 2 – привод, 3, 20 – втулки, 4 – пружина, 5 – коромысло, 6 – ось, 7 – винт, 8 – штанга, 9 – толкатель, 10,11,12 – шестерни, 13 – шейка, 14 – эксцентрик,15 – кулачок, 16 – сухарь, 17,19 – шайбы, 18 - колпачок.
3. Перечислите преимущества и недостатки механизма газораспределения с верхним расположением клапанов.
Плюс такой схемы — относительно простая конструкция, в частности, как правило используется простой и надёжный привод распределительного вала шестернями, что исключает саму возможность таких неисправностей, как
Кроме того, такая схема в большинстве случаев не даёт использовать больше двух клапанов на цилиндр, усложняет проектирование впускных и выпускных окон в головке цилиндров с высокоэффективной конфигурацией.
4. Опишите правила сборки привода распределительных валов.
1. Слейте жидкость из системы охлаждения
2. Снимите радиатор системы охлаждения
3. Снимите ремень привода насоса гидроусилителя рулевого управления и шкива вязкостной муфты
4. Снимите ремень привода генератора
5. Ослабьте затяжку хомута подводящего шланга и снимите его.
6. Снимите крышку головки блока цилиндров
7. Выверните четыре болта и снимите переднюю крышку головки блока цилиндров в сборе с муфтой привода вентилятора и вентилятором (муфта вентилятора и вентилятор сняты для наглядности).
8. Снимите водяной насос
9. Снимите датчик синхронизации
10. Снимите шкив коленчатого вала
11. Снимите масляный картер
12. Выверните два болта и снимите крышку гидронатяжителя верхней цепи с прокладкой. Крышку снимайте осторожно, так как на нее воздействует пружина гидронатяжителя. Затем выньте гидронатяжитель
13. Аналогично извлеките гидронатяжитель нижней цепи.
14. Выверните семь болтов и снимите крышку цепи. Крышку снимайте осторожно, чтобы не повредить установленный в ней передний сальник коленчатого вала, прокладки крышки и прокладку головки блока цилиндров.
15. Выверните болт верхнего рычага натяжного устройства и снимите рычаг натяжного устройства со звездочкой.
16. Аналогично снимите нижний рычаг натяжного устройства со звездочкой.
17. Выверните два болта и снимите пластмассовый успокоитель цепи.
18. Снимите шестерни с распределительных валов, вывернув болты крепления шестерен к фланцам распределительных валов.
19. Выверните болты 2 и выньте вверх успокоитель 1 цепи. Отогните концы стопорной пластины 6 и выверните болты 5, удерживая промежуточный вал от проворачивания (для этого вставьте отвертку в отверстие шестерни 3). Снимите шестерню 4, вставив между нею и шестерней 3 отвертку и упираясь ею как рычагом в шестерню 3. Выньте шестерню 4 из верхней цепи и затем снимите цепь, вытянув ее вверх. Снимите шестерню 3 с промежуточного вала и выньте его из нижней цепи. Снимите нижнюю цепь с шестерни коленчатого вала.
20. Если необходимо снять шестерню 2 с коленчатого вала, сначала снимите втулку 1 и резиновое уплотнительное кольцо между втулкой и шестерней. Затем спрессуйте шестерню 2 с помощью съемника.
21. После снятия промойте в бензине цепи и шестерни, протрите и просушите.
22. Осмотрите цепи. Если на втулках цепи образовались трещины, сколы или значительные следы износа, замените цепи.
23. Шестерни, у которых на зубьях есть сколы или выкрашивания, замените.
24. Поврежденные успокоители цепей замените.
25. Звездочки натяжителей должны свободно вращаться на осях. Если на зубьях звездочек есть сколы или выкрашивания, замените натяжители.
26. Если снимали шестерню с коленчатого вала, напрессуйте ее на коленчатый вал, установите уплотнительное кольцо и втулку.
27. Поверните коленчатый вал так, чтобы метка 1 на шестерне коленчатого вала совпадала с меткой 2 на блоке цилиндров. При этом поршень 1-го цилиндра займет положение ВМТ. Установите успокоитель цепи 4, но не затягивайте болты 3 крепления успокоителя. Наденьте цепь 5 на шестерню коленчатого вала, предварительно смазав ее моторным маслом.
28. Наденьте цепь на ведомую шестерню 1 и установите ее на промежуточный вал 2 так, чтобы установочный штифт шестерни вошел в отверстие промежуточного вала. При этом метка 4 на шестерне должна совпасть с меткой 5 на блоке цилиндров, а ветвь цепи, проходящая через успокоитель 3, должна быть натянута.
29. Установите ведущую шестерню промежуточного вала так, чтобы ее установочный штифт вошел в отверстие на ведомой шестерне.
30. Вверните два болта крепления шестерен промежуточного вала, подложив под них стопорную пластину. Затяните болты моментом 22–25 Н·м и зафиксируйте их, загнув края стопорной пластины на грани головок болтов.
31. Нажав на рычаг натяжителя, натяните цепь и проверьте совпадение меток на шестернях и блоке цилиндров.
32. Затяните болты крепления успокоителя цепи.
33. Смажьте верхнюю цепь моторным маслом и затем наденьте ее на ведущую шестерню промежуточного вала, пропустив в отверстие в головке блока цилиндров.
34. Наденьте цепь на шестерню 2 и, слегка повернув выпускной распределительный вал по часовой стрелке, установите на него шестерню 2 с надетой на нее цепью. При этом штифт 8 распределительного вала должен войти в отверстие шестерни. Вверните болт 1. Проворачивать распределительный вал нужно ключом за четырехгранник на нем. Затем, слегка повернув распределительный вал против часовой стрелки, натяните цепь. Промежуточный и коленчатый валы при этом поворачиваться не должны. Метка А должна совпасть с верхней плоскостью головки блока цилиндра. Выверните болт 6 и снимите шестерню 4 с впускного распределительного вала. Наденьте на шестерню 4 цепь и установите шестерню 4 с цепью на распределительный вал, слегка повернув распределительный вал по часовой стрелке. Штифт 5 распределительного вала должен войти в отверстие шестерни. Слегка повернув распределительный вал против часовой стрелки, натяните цепь. Метка А на шестерне 4 должна совпасть с верхней плоскостью головки блока цилиндров. Остальные валы при этом поворачиваться не должны. Вверните болт 6. Затяните болты 1 и 6 моментом 46–74 Н·м, удерживая распределительные валы от проворачивания ключом за четырехгранники. Установите успокоитель 3, протолкнув его в отверстие в головке блока. Установите успокоитель 7.
35. Установите крышку цепи и водяной насос. При этом нанесите на поверхность крышки, прилегающую к блоку цилиндров и головке блока, тонкий слой герметика «Гермесил» или его аналога. При установке крышки цепи проследите за тем, чтобы не повредить сальник коленчатого вала.
36. Установите гидронатяжители верхней и нижней цепей. Установите шкив коленчатого вала. Вверните болт крепления шкива коленчатого вала и затяните моментом 104–128 Н·м, удерживая коленчатый вал от проворачивания, включив IV передачу и затормозив автомобиль стояночным тормозом. При затяжке храповика шкив напрессовывается на коленчатый вал.
37. Проверните за храповик коленчатый вал на два оборота и установите в положение ВМТ поршень 1-го цилиндра. Проверьте совпадение меток.
38. Установите переднюю крышку головки блока цилиндров, для чего нанесите на поверхность крышки, прилегающую к головке блока, слой герметика «Гермесил». Затяните болты крепления крышки моментом 12–18 Н·м.
39. Установите крышку головки блока цилиндров. Затяните болты крепления крышки моментом 6,0–12 Н·м. Подсоедините шланг и трубку вентиляции картера к штуцерам на крышке клапанов и провода к катушкам зажигания. Наденьте наконечники высоковольтных проводов на свечи зажигания.
40. Установите снятые ранее навесные агрегаты.
5. Заполните таблицу.
Таблица 6
|
Марка двигателя (задается преподавателем) |
|||
|
Ваз 2103 |
Камаз 740 |
|
|
|
Порядок работы цилиндров |
12 |
|
|
|
Зазор между стержнем клапана и коромыслом, мм а) впускного б) выпускного |
0,20мм 0,35мм |
|
|
|
Нормальный осевой разбег распределительного вала, мм |
0,05мм |
|
|
6. Опишите последовательность регулировки зазоров в клапанном механизме.
1. снять крышки головок цилиндров
2. проверить затяжку болтов крепления головок цилиндров динамометрическим ключом
7. Объясните что означают следующие углы на диаграмме фаз газораспределения. Укажите их примерные значения для дизельных и карбюраторных двигателей.
|
Угол |
Карб.
28-35
30-34
17-22
50-55
67-72
265-270
265-270 |
Диз.
10-25
20
20
46
66
236
256 |
|
Ф1- перекрытие клапанов
Ф2- открытие впускного
Ф3- закрытие выпускного
Ф4 закрытие впускного
Ф5- открытие выпускного
Ф6- фаза открытия клапана
Ф7- фаза закрытия клапана
www.referatmix.ru
Министерство образования Российской Федерации
Главное Управление общего и профессионального образования
Администрации Иркутской области
ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ №32
Допускается к защите
Зам. директора по УПР И. И. Яркова
ПИСЬМЕННАЯ ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ РАБОТА
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________
Профессия: 30.20 «Слесарь по ремонту автомобилей»
«Слесарь по топливной аппаратуре»
Выпусник ________________________________________________________________________
Руководитель ______________________________________________________________________
Консультанты: _____________________________________________________________________
Техника безопасности _______________________________________________________________
Нормоконтроль ____________________________________________________________________
г. Ангарск, 2004 год
Отзыв
Р уководителя о качестве письменно экзаменационной работы учащегося профессионального лицея № 32
Учащийся _______________________________________________________________________
Профессия__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Тема________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание
По квалификационной работе
Учащегося группы № 36 «а»
Тема________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Пояснительная записка должна содержать:
Назначение, устройство и принцип работы___________________________________________
Техническое обслуживание________________________________________________________
Неисправности и ремонт__________________________________________________________
Организация рабочего места автослесаря____________________________________________
Техника безопасности при Т. О. и ремонте___________________________________________
Графическая часть должна содердать:
Чертёж____________________________________________________________
К заданию должно быть приложено:
Дневник производственной практики_________________________________
Производственная характеристика___________________________________
Зам. Директора по учебно – производственной работе Ярков И.И.___________
Преподователь Карелов Ю. М.
Содержание.
Назначение.
Устройство.
Принцип работы.
Техническое обслуживание.
Неисправности и ремонт.
Организация рабочего места авто слесаря.
Техника безопасности при ТО и ремонте.
Охрана окружающей среды.
Список используемой литературы.
Приложения:
Макет клапанов ГРМ.
Дневник производственной практики.
Производственная характеристика.
Назначение
Механизм газораспределения служит для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска из них отработавших газов.
Устройство газораспределительного механизма
В двигателях автомобилей применяют газораспределительные механизмы с нижним (ГАЗ-51А, ЗИЛ-164А, и др.) и верхним (ГАЗ-24, ГАЗ-53, ЗИЛ-130, ЯМЗ и др.) расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов имеет ряд преимуществ, способствующих повышению мощности и экономичности двигателя:
компактная камера сгорания с более коротким путём горения рабочей смеси препятствует возникновению детонации и позволяет повысить степень сжатия;
отношение поверхности камеры сгорания к её объёму на 30-35% меньше по сравнению с Г-образной камерой, что сокращает потери тепла в охлаждающую жидкость и повышает КПД двигателя;
в
озможность увеличения размеров и высоты подъёма впускных клапанов, а, следовательно, повышение коэффициента наполнения;
доступность регулировки клапанного механизма.
Рис. 1. Устройство КШМ и ГРМ двигателя ГАЗ-24.
1. Шплинт оси коромысел. 2. Плоские шайбы оси коромысел. 3. Пружинистая шайба оси коромысел. 4. Стойка оси коромысел. 5. Распорная пружина коромысел. 6. Коромысло клапана. 7. Контргайка регулировочного винта клапана. 8. Регулировочный винт клапана. 9. Шестерня распределительного вала. 10. Упорный фланец распределительного вала. 11. Распорное кольцо распределительного вала. 12. Штанга толкателя. 13. Толкатель клапана. 14. Распределительный вал. 15. Втулки распределительного вала. 16. Зубчатый обод маховика. 17. Маховик. 18. Масло отражательный гребень коленчатого вала. 19. Болт крепления маховика. 20. Гайка болта крепления маховика. 21. Уплотнительная прокладка. 22. Держатель сальника заднего подшипника. 23. Набивка сальника заднего подшипника. 24. Верхний вкладыш коренного подшипника. 25. Нижний вкладыш коренного подшипника. 26. Коленчатый вал. 27. Распределительная шестерня. 28. Шкив коленчатого вала. 29. Храповик коленчатого вала. 30. Метка для установки поршня в в.м.т. 31. Метка для установки зажигания. 32. Болт крепления шестерни распределительного вала. 33. Шайба шестерни распределительного вала. 34. Маслоотражатель коленчатого вала. 35. Маслоотражатель переднего сальника. 36. Передний сальник коленчатого вала. 37. Ступица шкива коленчатого вала. 38. Зубчатая шайба храповика. 39. Призматическая шпонка ступицы шкива. 40. Отражатель крышки распределительных шестерен. 41. Штифт установки зажигания. 42. Сегментарная шпонка шестерни распределительных шестерен. 43. Крышка распределительных шестерен. 44. Сегментная шпонка распределительной шестерни. 45. Упорная шайба коленчатого вала. 46. Передняя шайба упорного подшипника. 47. Штифт передней шайбы упорного подшипника. 48. Крышка переднего коренного подшипника. 49. Маслосъемное кольцо (составное). 50. Поршень. 51. Верхнее компрессионное кольцо. 52. Нижнее компрессионное кольцо. 53. Стопорное кольцо поршневого пальца. 54. Поршневой палец. 55. Шатун. 56. Болт шатуна. 57. Вкладыши шатуна. 58. Крышка шатуна. 59. Гайка болта шатуна. 60. Контргайка болта шатуна. 61. Прокладка гильзы цилиндра. 62. Гильза цилиндра. 63. Вставка гильзы цилиндра. 64. Седло клапана. 65. Выпускной клапан. 66. Впускной клапан. 67. Втулка выпускного клапана. 68. Втулка впускного клапана. 69. Стопорное кольцо втулки впускного клапана. 70. Масло отражательный колпачок. 71. Опорная шайба пружины клапана. 72. Пружина клапана. 73.Тарелка пружины клапана. 74. Сухарь клапана
Распределительный вал.
Распределительный вал - стальной кованый; имеет пять опорных шеек. Для удобства сборки шейки имеют разные диаметры: первая - 52 мм, вторая - 51 мм, третья - 50 мм, четвертая - 49 мм, пятая - 48 мм. Шейки опираются на втулки, свернутые из сталебаббитовой ленты и запрессованные в отверстия в перегородках блока цилиндров. Поверхности шеек распределительного вала, кулачков, эксцентрика и зубьев шестерни привода масляного насоса закалены до высокой твердости. Профили впускного и выпускного кулачков одинаковы. Кулачки по ширине шлифованы на конус. Коническая поверхность кулачка в сочетании со сферическим торцом толкателя при работе двигателя сообщает толкателю вращательное движение. Вследствие этого износ направляющей толкателя и его торца делается равномерным и небольшим.
Р
аспределительный вал приводится от коленчатого вала косозубой шестерней. На коленчатом валу находится стальная шестерня с 28 зубьями, а на распределительном валу - текстолитовая шестерня с 56 зубьями. Применение текстолита обеспечивает бесшумность работы шестерен. Обе шестерни имеют по два отверстия с резьбой М8Х1.25 для съемника. Распределительный вал вращается в 2 раза медленнее коленчатого. От осевых перемещений распределительный вал удерживается упорным стальным фланцем. Фланец расположен между торцом шейки вала и ступицей шестерни с зазором 0,1-0,2 мм. Осевой зазор обеспечивается распорным кольцом, зажатым между шестерней и шейкой вала. Для улучшения приработки поверхности упорного фланца фосфатированы. Шестерня закреплена на распределительном валу при помощи шайбы и болта и резьбой М12Х1.25. Болт ввертывается в торец вала. На шестерне коленчатого вала против одного из зубьев нанесена метка "0", а против соответствующей впадины шестерни распределительного вала нанесена риска. При установке распределительного вала эти метки должны быть совмещены.
Рис. 2.
Клапаны и толкатели.
Толкатели - стальные, поршневого типа. Торец толкателя направлен отбеленным чугуном и шлифован по сфере радиусом 750 мм (выпуклость середины торца равна 0,11 мм). Внутри толкателя имеется сферическое углубление радиусом 8,73 для нижнего конца штанги. Вблизи нижнего торца сделаны два отверстия для стока масла из внутренней полости толкателя. Штанги толкателей изготовлены из дюралюминиевого прутка. На концы напрессованы стальные закаленные наконечники со сферическими торцами. Нижний наконечник, сопрягающийся с толкателем, имеет торец с радиусом сферы 8,73 мм, а верхний, входящий в углубление в регулировочном винте коромысла - 3,5 мм. Длина штанги двигателя 24Д - 283 мм, двигателя 24-01 - 287 мм.
Коромысла клапанов - стальные литые. В отверстие ступицы впрессована втулка, свернутая из листовой оловянистой бронзы. На внутренней поверхности втулки сделана канавка для равномерного распределения масла по всей поверхности и для подвода его к отверстию в коротком плече коромысла. Длинное плечо коромысла заканчивается закаленной цилиндрической поверхностью, опирающейся на торец клапана, а короткое плечо - резьбовым с отверстием для регулировочного винта. Регулировочный винт имеет шестигранную головку со сферическим углублением для штанги, а с верхнего конца - прорезь для отвертки. Сферическое углубление соединено сверлеными каналами с проточкой на резьбовой части винта. Проточка на винте приходится против отверстия в плече коромысла, т. е. находится примерно посередине высоты резьбовой бобышки короткого плеча коромысла. Масло в этом случае беспрепятственно проходит из канала коромысла в канал винта. Регулировочный винт стопорится контргайкой. Коромысла опираются на стальную полую ось. Ось закреплена на головке цилиндров при помощи четырех стоек из ковкого чугуна и шпилек, пропущенных через стойки. Задняя стойка имеет на плоскости, прилегающей к головке цилиндров, паз, совпадающий со сверлением в головке. По этому сверлению и пазу масло подводится из канала в головке в полость оси коромысел. Остальные три стойки фрезерованного паза не имеют (поэтому их нельзя ставить на место четвертой стойки). От осевого перемещения коромысла удерживаются распорными пружинами, прижимающими коромысла к стойкам. Крайние коромысла удерживаются от перемещения плоскими пружинами, которые закреплены на концах оси при помощи шайб и шплинтов, пропущенных через ось. Для увеличения износостойкости наружная поверхность оси под коромыслами закалена. Под каждым коромыслом в оси сделано отверстие для смазки.
Клапаны изготовлены из жаропрочных сталей: впускной клапан - из хромокремнистой, выпускной - из хромоникельмарганцовистой с присадкой азота. На рабочую фаску выпускного клапана дополнительно наплавлен более жаростойкий хромоникелевый сплав. Торцы стержней клапанов закалены до высокой твердости. Диаметр стержня клапанов 9 мм. Тарелка впускного клапана имеет диаметр 47 мм, а выпускного - 36 мм. Угол седла обоих клапанов 45°. Высота подъема клапанов 9,5 мм. Впускной клапан открывается с опережением на 12° до прихода поршня в в.м.т., закрывается с запаздыванием на 60° после прихода поршня в н.м.т. Выпускной клапан открывается с опережением на 54° до прихода поршня в н.м.т. и закрывается с запаздыванием на 18° после прихода поршня в в.м.т. Указанные фазы газораспределения действительны при зазоре между коромыслом и клапаном, равном 0,45 мм. Рабочий зазор между коромыслом и клапаном должен быть для первого и восьмого клапанов в пределах 0,30-0,35 мм, для всех остальных - 0,35-0,40 мм. Зазоры проверяют и устанавливают на холодном (20°С) двигателе. При увеличенных зазорах возникает стук клапанов, а при уменьшенных возможно неплотное прилегание клапана к седлу и прогорание клапана.
На конце стержня клапаном сделана выточка для сухариков тарелки пружины клапана, а на стержне впускных клапанов имеется еще выточка для масло отражательного колпачка. Пружина клапана с переменным шагом витков изготовлена из термически обработанной высокопрочной проволоки и подвергнута дробеструйной обработке. Пружина опирается на головку цилиндра через стальную опорную шайбу концом, имеющим меньший шаг витков. Тарелки пружины клапана изготовлены из стали. Клапаны работают в металлокерамических направляющих втулках. Втулки изготовлены прессованием с последующим спеканием из смеси железного, медного и графитового порошков и обработаны окончательно после запрессовки в головку. Антифрикционные качества таких втулок высоки. Втулка впускного клапана снабжена стопорным кольцом, препятствующим самопроизвольному перемещению втулки в головке. Для уменьшения количества масла, просасываемого через зазоры между втулкой и стержнем впускного клапана в цилиндр, на стержень клапана под тарелкой пружины надет маслоотражательный колпачок, изготовленный из маслостойкой резины.
Распределительный механизм закрыт сверху крышкой коромысел, штампованной из листовой стали. Крышка коромысел крепится через резиновую прокладку к головке цилиндров шестью винтами
Штанги толкателей (12) представляют собой длинные трубки с наконечниками . Нижняя головка штанги упирается в толкатель, верхняя - в коромысло клапана, расположенное в головке. При работе двигателя колен вал (26) через шестерни (27,9) вращает распредвал (14). Кулачки распредвала периодически поднимают и опускают толкатели (13). При этом штанги (12) давят на коромысла (6), которые открывают и закрывают клапана.
Коромысла клапанов (6) расположены в головке блока. Коромысла представляют из себя рычаги, качающиеся на общей оси (5), закрепленной четырьмя болтами на головке. Они передают усилие от штанг толкателей (12) на клапана. При регулировке клапанов регулируется именно зазор между коромыслом и торцом клапана. Регулировка производится болтом (8) с контргайкой (7), который расположен с противоположной клапану стороне коромысла. В этот болт и упирается верхняя головка штанги толкателей. Смазываются коромысла под давлением, через масляные каналы, проходящие из блока цилиндров в головку.
Клапана (65,66) установлены в металлокерамических направляющих втулках (67,68). Втулки запрессованы в головку и являются съемными, хотя поменять направляющую втулку весьма непросто. Седла клапанов (64) так же вставные, чугунные. Притиркой клапана к седлу обеспечивается его герметичность. Клапан прижимается к седлу двумя пружинами (72), упирающимися в тарелку пружины клапана (73), представляющую собой широкую шайбу. Тарелка пружины фиксируется на клапане двумя сухариками (74), установленными в канавку в верхней части штока клапана. Чтобы снять клапан надо сжать пружины и извлечь сухарики. Две пружины клапана имеют разный диаметр и вставлены одна в другую. Наличие двух пружин обусловлено требованиями надежности - если лопнет одна пружина, клапан не упадет в цилиндр, а будет держаться на второй пружине. При регулировке должен быть обеспечен требуемый зазор между коромыслом и верхним торцом клапана, во избежание нарушения герметичности и прогорание клапана. Направляющие клапанов уплотнены маслосъемными колпачками (70).
М
аслосъемные колпачки (70) фактически представляют собой сальник, который одевается на направляющую клапана (68) и располагается внутри клапанных пружин (72), под тарелкой пружины клапана 73. Маслосъемные колпачки предотвращают попадание масла в цилиндр по направляющим клапана. Особенно это актуально для всасывающего клапана. Вышедшие из строя колпачки, наряду с изношенными поршневыми кольцами, являются источником дымления двигателя и образования нагара на свечах.
Принцип работы клапанов ГРМ
От зубчатого шкива коленчатого вала ремнём вращения передается на зубчатый шкив распределительного вала. При вращении распределительного вала его кулачок набегает на рычаг, который, поворачиваясь на сферической опоре регулировочного болта, другим концом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие, сообщающее камеру сгорания цилиндра впускным (впускной клапан) или выпускным (выпускной клапан) трубопроводом. При дальнейшем повороте вала кулачок сходит выпуклой частью с рычага, который при помощи шпилечной пружины возвращается в исходное положение, а клапан под действием пружины закрывается. При этом между рычагом и затылком кулачка образуется тепловой зазор, который обеспечивает плотное закрытие клапана при удлинении его стержня вследствие нагрева во время работы двигателя.
Т
ехническое обслуживание
Основными неисправностями клапанов ГРМ являются нарушение тепловых зазоров клапанов, износ масло отражательных колпачков, неплотное закрытие клапанов вследствие изнашивания их головок и сёдел, а так же снижение упругости клапанных пружин.
Нарушение регулировок и износ деталей механизма газораспределения сопровождаются повышенной шумностью и стуками при работе двигателя, потерей их мощности, а также повышенным дымлением и расходом масла (при износе масло отражательных колпачков, когда масло начинает просачиваться в камеру сгорания цилиндров через клапаны). Необходимость ремонта и регулировки ГРМ определяется по результатам проверки его технического состояния на автомобиле.
Проверку технического состояние клапанов можно произвести следующими способами:
По стукам. Стуки клапанов возникают при увеличенных зазорах в клапанном механизме из-за нарушения регулировки зазоров клапанов, а так же из-за поломки клапанной пружины и износа кулачков распределительного вала. Стуки клапанов хорошо прослушиваются на малых оборотах холостого хода и имеют отчётливый звонкий стук. Стук клапанов происходит обычно с равномерными интервалами с меньшей по сравнению с другими стуками двигателя частотой, поскольку распределительный вал, приводящий в действие клапаны, вращается в два раза медленнее коленчатого вала.
По расходу сжатого воздуха и падении компрессии устанавливают нарушение герметичности клапанов вследствие износа посадочных поверхностей их сёдел и головок (при наличии нормальных тепловых зазоров клапанов). Расход сжатого воздуха определяется с помощью прибора К-69М. Поскольку повышенный расход воздуха одновременно характеризуется состояние как КШМ, так и ГРМ, для уточнения конкретной причины повышенного расхода сжатого воздуха производится повторная измерение расхода, после заливки в цилиндр небольшого (25… 30 г) количества моторного масла. Если при этом расход сжатого воздуха восстанавливается до требуемой величины, то детали клапанного механизма находятся в удовлетворительном состоянии, а если нет – то потребуется снять головку цилиндров для ремонта (притирки клапанов, замены изношенных деталей).
По изменению разрежения во впускном трубопроводе устанавливается как нарушение герметичности клапанов, так и нарушение фаз газораспределения. Измерение разрежения во впускном трубопроводе производят с помощью специального прибора, датчики которого размещают непосредственно во впускном трубопроводе двигателя. При работе двигателя в установившимся режиме измеряется амплитуда, продолжительность и фазовый сдвиг импульсов впуска и выпуска газов относительно ВМТ поршня. Амплитуда пульсации газов характеризует герметичность клапанов, продолжительность импульсов – зазоры в клапанах, а фазовый сдвиг – фазы газораспределения, которые определяются главным образом износом кулачков распределительного вала, а так же зазорами клапанов. По результатам измерений определяется необходимость разборки и ремонта механизма газораспределения.
Неисправности и ремонт
Снятие клапанов
Для снятия клапана нужно снять клапанные пружины (72) и тарелку пружины клапана (73). Для этого необходимо приобрести съемник клапанов (рассухариватель). Универсальный съемник, которым можно снять клапана практически с любого двигателя, представляет собой рычаг с двумя разрезными упорами. Один упор зацепляется за гайку, навернутую на шпильку крепления оси коромысел, а второй давит на тарелку пружины. Итак, ставим головку на ровную поверхность, навинчиваем гайку на шпильку, ближайшую к снимаемому клапану и поддеваем под гайку один упор съемника. Нажимаем на рычаг съемника и давим вторым его упором на тарелку пружины клапана. Клапан открывается и упирается в поверхность, на которой лежит головка. Давим на рычаг дальше. При этом клапан остается на месте, а клапанные пружины продолжают сжиматься. Тарелка пружины опускается по штоку клапана. При этом из углубления тарелки пружины появляются два сухарика (74), представляющие собой две половинки разрезанного конуса. Сухарики необходимо вынуть круглогубцами или просто отверткой. После этого плавно поднимаем рычаг съемника. При этом незакрепленная тарелка пружины клапана, под действием пружин, поднимается, и шток клапана выходит из тарелки. Теперь клапан без труда можно вынуть. Главное в этом процессе - не потерять сухарики.
Если Вы сняли клапана, обязательно перед их установкой замене маслосъёмные колпачки (70) на новые. Это не займет много времени и денег, но зато Вам не придется лишний раз снимать пружины клапанов для замены колпачков.
Замена маслосъемных колпачков
Для того, чтобы заменить маслосъемные колпачки(70), надо снять клапанные пружины и тарелку (72, 73). Это можно делать как на снятой головке, так и не снимая головку с двигателя.
Если Вам нужно заменить маслосъемные колпачки не снимая головки, достаточно демонтировать ось коромысел с коромыслами в сборе (5). После этого можно снять съемником тарелки пружин клапанов и пружины и получить доступ к маслосъемным колпачкам. Съем тарелок пружин клапанов при этом производится так же, как и при съёме клапанов, с той лишь разницей, что роль ровной поверхности, в которую упирается клапан, когда на его тарелку давит упор съемника, играет поршень. Для этого поршень необходимо установить в верхнее положение. Делается это так. Вывинчиваете свечу, и затыкаете пальцем свечное отверстие. В это время Ваш помощник плавно проворачивает ручкой коленвал. Когда поршень пойдет вверх, вы почувствуете, что из цилиндра через свечное отверстие выходит воздух. Коленвал надо остановить в тот момент, когда поток воздуха прекращается. Дальше следует снять клапанные пружины и тарелку.
Итак, клапанная тарелка с пружинами, а возможно и сам клапан, сняты. Теперь Вам открылся доступ к маслосъемным колпачкам (70). Снять их можно, поддев отверткой, а установить новые, надавив на них сверху. То есть сама замена колпачков трудности не доставляет - основная работа по снятию пружин с клапанов. Если Вы меняли только колпачки, теперь можно перейти к установке на место клапанных пружин и тарелки, сохраняя верхнее положение поршня.
Притирка клапанов
Если клапан (65) неплотно прилегает к седлу (64), происходит уменьшение компрессии. Если при этом на рабочей кромке клапана нет чрезмерно сильных раковин, прилегание клапана к седлу можно улучшить притиркой клапана. Притирка клапанов производится на снятой головке блока. Сначала необходимо снять клапан, состояние которого требует притирки, и еще раз его осмотреть, возможно, его необходимо заменить. При этом надо учесть, что новый клапан все равно нуждается в притирке вследствие неизбежной изношенности седла клапана. После того, как вы решите, какой клапан притирать, тот, который у Вас есть, или новый, можно приступать к притирке.
Притирка клапана производится с помощью шлифовальной пасты. Шлифовальная паста наносится на рабочую кромку клапана, затем клапан устанавливается на свое место, и производятся его вращательные движения с одновременным прижатием к седлу. Осуществить этот процесс в гаражных условиях можно таким образом. Надо подобрать резиновую трубку с таким внутренним диаметром, чтобы она с большим натягом налезала на стержень клапана. Затем нужно взять металлический стержень (или просто сверло) того же диаметра, что и стержень клапана, и зажать его в патроне дрели. Теперь натягиваем один конец трубки на сверло, а другой на стержень клапана, предварительно вставленного в свое гнездо. Далее приводим дрель во вращение и создаем необходимый натяг резиновой трубки, чтобы обеспечить плотное прилегание клапана, намазанного шлифовальной пастой, к седлу. Таким методом можно достаточно быстро притереть все восемь клапанов. В принципе можно обойтись и без резиновой трубки, непосредственно зажимая стержень клапана в патроне дрели. Но при этом надо быть очень осторожным, чтобы не разбить боковыми нагрузками металлокерамическую направляющую втулку клапана.
Хорошо притертый клапан должен иметь ровную поверхность, без темных не прошлифованных мест. После притирки необходимо любым методом пометить клапан и гнездо, в которое он ставится - притертые клапаны невзаимозаменяемые. Когда все клапаны притерты, необходимо промыть бензином головку и клапана, чтобы удалить остатки шлифовальной пасты.
Установка клапанов
Клапана устанавливаются так же, как вы их и снимали, только в обратной последовательности. Клапан (65) вставляется в свою направляющую втулку, и головка располагается на ровной поверхности. Снизу под клапан подкладывается упор, который не дает клапану опускаться. На направляющую втулку клапана надевается маслосъёмный колпачок (70). Затем устанавливаются две клапанные пружины (72) и на шток клапана надевается тарелка (73). Навинчивается гайка на шпильку крепления оси коромысел, под нее поддевается один упор съёмника, а второй упор давит на тарелку и сжимает пружины. Когда тарелка опускается ниже канавки, которая находится в верхней части штока клапана, в эту канавку устанавливаются два сухарика (74). Эту операцию лучше выполнять вдвоем. Затем плавно отпускаем рычаг съемника, чтобы сухарики зафиксировали тарелку на штоке клапана. После установки всех клапанов можно приступить к установке головки на блок цилиндров.
Точно так же производится установка клапанных пружин и тарелок в том случае, если вы не снимали клапана, а только меняли маслосъёмные колпачки
Организация рабочего места авто слесаря.
Рабочее место – это часть производственной площади, закреплённой за данным рабочим (бригадой). Со всем необходимым оборудованием, инструментом, материалами и принадлежностями, которые рабочие применяют для выполнения производственных задач. При организации рабочих мест учитываются следующие требования:
На посты рабочих мест должны поступать тщательно вымытые детали;
Рабочее место должно предусматривать максимальную экономию движений рабочего;
Рабочее место должно быть оснащено механизацией и хорошим освещением, необходимой документацией и спец. тарой;
На рабочем месте должно находится то, что требуется для выполнения задания;
Принадлежности и инструменты должны находится на расстоянии вытянутой руки, причём располагаться они должны так, чтоб брать их в строгой последовательности;
Всё берётся левой рукой с левой стороны;
Режущий инструмент должен находится на деревянной подставке, чтоб уберечь их от затупления;
Чертежи должны находиться на видном месте;
Рабочий, в течение рабочего времени, не должен отвлекаться и отлучаться;
Рабочий должен пользоваться только тем инструментом, который требуется по принадлежности, предохранять инструмент от повреждений и грязи;
По окончании рабочего времени, рабочий обязан привести в порядок рабочие место.
Техника безопасности при ТО и ремонте.
Слесарно-монтажные инструменты, применяемые на постах, должны быть исправными. Не допускается использование ключей с изношенными гранями и несоответствующих размеров, применение рычагов для увеличения плеча гаечных ключей, а также применение зубил и молотка для отвёртывания гаек. Рукоятки отвёрток, напильников, ножовок и так далее должны быть изготовлены из пластмассы или дерева, иметь гладкую, ровно зачищенную поверхность. Деревянные рукоятки во избежание раскалывания должны иметь металлические кольца.
Впрессовывать втулки, подшипники и другие детали следует при помощи прессов и специальных съёмников. Съёмники должны прочно и надёжно захватывать детали в месте приложения усилия.
Осмотровые канавы должны иметь направляющие предохранительные борта и содержатся в чистоте. Неиспользуемые осмотровые канавы должны быть огорожены или закрыты. Автомобили должны въезжать на канаву, когда в ней нет людей.
При постановке автомобиля на пост технического обслуживания или ремонта необходимо на рулевое колесо повесить табличку с надписью: “Двигатель не пускать – работают люди !”. Автомобиль при этом должен быть заторможен ручным тормозом и включением первой передачи в коробке передач.
При обслуживании автомобиля, установленного на подъёмнике, необходимо на механизме управления подъёмником укрепить табличку с надписью: “Не трогать – под автомобилем работают люди !”. Во избежания самопроизвольного опускания гидровлического подъёмника нужно после подъёма автомобиля откинуть предохранительные стойки или вставить штыри в отверстия предохранительных труб, выдвигающихся вместе с пунжерами.
Перед началом работ на автомобиле – самосвале с поднятым кузовом надо устанавливать упорную штангу, предотвращающую опускание кузова.
При техническом обслуживании и ремонте автомобиля со снятыми колёсами, вывешенного на домкратах, талях и кранах, разрешается приступать к работе только после установки автомобиля на подставки (козелки), при этом под неснятые колёса должны быть подложены упоры. Подставки должны быть прочными и надёжными (только металлическими).
При подъёме и транспортировании агрегатов нельзя находится под поднятыми частями автомобиля. Запрещается снимать, устанавливать и транспортировать агрегаты при зачаливании их тросом и канатами без специальных захватов. Тележки для транспортирования должны еметь стойки и упоры, предохраняющие агрегаты от падения и перемещения по тележке.
Для осмотра автомобиля применяют переносные безопасные електролампы напряжением до 36 вольт с предохранительными сетками, при работе в осмотровых канавах напряжение не должно превышать 12 вольт. Ручные электроинструменты (дрели, гайковёрты) надо присоединять к сети только через штепсельные разетки с заземляющим контактом. Провода электроинструментов нужно подвешивать, не допуская прикосновения их с полом.
Приёмку автомобиля на ходу и проверку тормозов следует производить вне помещения; пускать двигатель и трогаться с места разрешается только по получении сигнала от рабочего, производящего регулеровку.
Вождение автомобиля на территории автохозяйства, в том числе и пробование автомобилей после ремонта и регулировки, разрешается только лицам, имеющим удостоверение шофёра. Скорость движение не должна превышать: на подъездных путях и проездах – 10 км/ч, в производственных помещениях – 5 км/ч. обгон одного автомобиля другим на территории автохозяйства запрещается.
Монтаж и демонтаж шин надо производить на специально выделенных местах. Накачивать шины воздухом следует в ограждённом месте или с применением утсройств, предохраняющих рабочих от несчасных случаев при выскакивании замочного кольца или разрыве покрышки. При накачивании следить за показаниями монометра, не допуская давление воздуха в шине сверх установленной нормы.
Охрана окружающей среды
Охрана природы и рациональное пользование природных ресурсов одна из важнейших экономических и социальных задач государства.
Начаная с 1974 г. в перспективных и текущих планов социального экономического развития страны имеется раздел «Охрана природы». Общегосударственное служба наблюдения и контроля за уровнем загрезнения природной среды контролирует загрязнение атмосферного воздуха более чем в 450 городах страны, качество поверхностных вод, суши – более чем в 4 тыс. пунктов, на 1200 водных объектах.
В стране осуществляется широкая программа разработки и серийному освоению высокопроизводительного газа – и пылеулавлещего оборудования, систем сооружений по очитске промышленных и городских сточных вод с применением биологических и физико – химических методов. Ведуться большие работы по рекуьтивации земель, занятых под отвалы пустых пород на шахтах и корьерах. Во всех больших рамеров ведуться посадки лесов взамен вырубленных. Размеры затопляемых при строительстве гидросооружений и земель ограничевается защитными дамбами, резко сокращён отвод пахотных земель для промышленного и гражданского строительства. Недопускается ввод в эксплуатацию промышленных объектов до окончания строительства отчистных и пылегазоулавливающих сооруженй.
Осуществляется новые меры по рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов. Предстоит усилить охрану природы, земли, её недр, атмосферного воздуха, водоёмов, животного и растительного мира.
Литература
"Volga" GAZ-24-56 with Right-Hand Steering Service Manual with Peugeot Diesel Indenor Engine Type XDP 4.90 (Сервисная книжка на английском языке)
ГАЗ-24: описание конструкций узлов и агрегатов с цветными 3D изображениями
Руководство по ремонту, эксплуатации и техническому обслуживанию автомобиля "Волга" ГАЗ-24-10 под редакцией Главного конструктора ОАО "ГАЗ" Кудрявцева Ю.В.
Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей, С. К. Шестопалов, ПрофОбрИздат, Москва-2001
Учебник шофёра первого класса, В. М. Кленников, Н. М. Ильин, Издательство «Транспорт», Москва-1965
topref.ru
Лабораторная работа №2
Газораспределительный механизм
Назначение ГРМ
ГРМ служит для управления процессами наполнения цилиндров воздухом или топливно-воздушной смесью и выпуска отработавших газов из цилиндров.
Управление процессами выпуска и впуска осуществляется путем открытия и закрытия отверстий в цилиндре двигателя от угла поворота кривошипа коленчатого вала.
Типы и виды ГРМ
а) Двигатели с распредвалом в блоке цилиндров
Нижнеклапанные
Нижнеклапанный двигатель (L-Head, Flathead, Side-Valve) — двигатель, у которого распредвал расположен в блоке и клапана расположены также в блоке, в ряд сбоку от цилиндров, тарелками вверх. Привод непосредственно от расположенного под ними распредвала.
Плюсы схемы — малая шумность, простота изготовления. Минусы — из-за сложного пути бензовоздушной смеси значительно ухудшается наполнение цилиндров, как следствие — достигается ощутимо меньшая мощность по сравнению с остальными конфигурациями. Кроме того, долгий путь выхлопных газов может способствовать перегреву двигателей, работающих в тяжёлых условиях.
Вплоть до 1950-х годов, благодаря своей простоте и дешевизне двигатели с таким ГРМ были наиболее распространены на легковых (кроме спортивных) и грузовых автомобилях. В 1950-х годах стали массово внедрять верхнеклапанные двигатели, лишённые присущих нижнеклапанной схеме недостатков. На грузовых автомобилях эта схема использовалась намного дольше, например, грузовик ГАЗ-52 выпускался до 1990-х годов. Двигатель получался громоздким, дорогим, поэтому схема не получила особого распространения.
Со смешанным расположением клапанов
У такого двигателя обычно впускные клапана находятся в головке блока, как у верхнеклапанного мотора, и приводятся в действие при помощи штанг-толкателей, а выпускные — в блоке, как у нижнеклапанного двигателя. Распредвал был один и был расположен в блоке, как у обычного нижнеклапанного мотора.
Эта схема обладает тем преимуществом, что её мощность ощутимо выше, чем у «чистого» нижнеклапанного. Как правило, такие двигатели переделывались из нижнеклапанных.
Верхнеклапанные
У этих двигателей клапана расположены в головке цилиндров, а распредвал — в блоке. Привод клапанов — штангами-толкателями через коромысла.
Плюс такой схемы — относительно простая конструкция. Минус — очень большая инерционность механизма газораспределения, что сильно ограничивает максимальные обороты коленчатого вала двигателя и, следовательно, мощность. Кроме того, такая схема в большинстве случаев не даёт использовать больше двух клапанов на цилиндр, усложняет проектирование впускных и выпускных окоон в головке цилиндров с высокоэффективной конфигурацией. Двигатели этой схемы как правило низкооборотные, относительно тихоходные, но с гибкой моментной характеристикой. Если не используются гидравлические толкатели, такой двигатель будет одним из наиболее шумных по сравнению с остальными схемами.
В СССР первым массовым верхнеклапанным мотором стал двигатель «Волги» ГАЗ-21. Из отечественных, такой механизм газораспределения имели такие автомобили, как «Волга» (все карбюраторные модели), «Москвич» всех моделей от —407 до —408 включительно, все грузовики с двигателями конфигурации V8.
б) Двигатели с распредвалом в головке цилиндров
Двигатель с одним распределительным валом и клапанами в головке
В зависимости от конкретной конфигурации привода клапанов, выделяют двигатели с:
Приводом клапанов коромыслами (Москвич-412, старые модели BMW, Honda) — клапана расположены по бокам от распредвала (обычно, V-образно), приводятся в движение насаженными на общую ось коромыслами, которые кулачки вала толкают с одного конца, а другой приводит в движение стержни клапанов;
Приводом клапанов рычагами (ВАЗ-2101, −06, …) — распредвал над расположенными в ряд клапанами, приводит их посредством рычагов, опирающихся на шаровую опору, толкая их кулачками примерно посередине; минус — повышенная шумность, высокие нагрузки в месте контакта кулачков вала и рычагов, сложная регулировка клапанного зазора.
Приводом клапанов толкателями (ВАЗ-2108, многие высокооборотные двигатели) — очень простой механизм с минимальной инерцией деталей, в котором распредвал расположен прямо над клапанами, расположенными тарелками вниз, и приводит их в движение через цилиндрические толкатели; минус — меньшая эластичность характеристики двигателя, сложная регулировка клапанного зазора.
Двигатель с двумя распредвалами в головке цилиндров
При этом существуют две серьёзно различающиеся разновидности этого механизма, отличающиеся количеством клапанов.
С двумя клапанами на цилиндр
В головке цилиндров расположены два распредвала, один из которых приводит впускные клапана, второй — выпускные. Эта схема применялась в 1960-х — 1970-х годах на высокопотенциальных двигателях таких автомобилей, как Fiat 125, Jaguar, Alfa-Romeo, а так же опытном двигателе гоночных автомобилей Москвич-412Р, Москвич-Г4. В настоящее время не применяется.
Схема позволяет значительно увеличить количество оборотов коленчатого вала без вредных последствий для ГРМ за счёт уменьшения его инерции, следовательно, увеличить мощность, снимаемую с двигателя. Например, мощность спортивной модификации двигателя Москвича-412 развивала более 100 л.с.
С четырьмя клапанами на цилиндр
Два распредвала, каждый из которых приводит свой ряд клапанов, в котором есть и впускные, и выпускные. Привод клапанов, как правило, толкателями. Схема даёт большое преимущество по мощностной отдаче. Применяется на большей части современных автомобилях.
в) По количеству клапанов: одноклапанные, двухклапанные, трехклапанные, четырехклапанные, пятиклапанные.
/>
Рис. 1.
г) По типу привода: шестеренчатый от коленчатого вала, ременный, цепной.
д) По типу расположения распределительного вала.
/>
Рис. 2. Газораспределительные механизмы: а — с нижним расположением распредвала; б и в — с верхним расположением распредвала; 1 — кулачок; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — коромысло; 5 — одноплечий рычаг.
При нижнем расположении распредвала усилие, необходимое для открытия клапанов, передаётся к ним от кулачков через толкатели, штанги и коромысла.
В ГРМ с верхним расположением распределительного вала привод клапанов осуществляется кулачком либо непосредственно через толкатели, либо через рычаги или коромысла.
Фазы газораспределения
Фазами газораспределения называется продолжительность открытия клапанов по углу поворота коленчатого вала.
/>
Рис. 3. Круговая диаграмма фаз газораспределения 4-тактного двигателя
ϑвп = ϑовк + 18̊+ ϑзвк
ϑвып = ϑовк +180̊ + ϑзвк
Состав ГРМ
ГРМ состоит из следующих основных элементов (рис. 8): распределительного вала, толкателей, штанг, одно- или двуплечих рычагов (коромысел), клапанов и их пружин.
/>
Рис. 4. Газораспределительный механизм: 1 — кулачок; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — коромысло.
Распределительный вал — основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации впуска/выпуска и тактов работы двигателя.
--PAGE_BREAK--В современных автомобильных двигателях, как правило, расположен в верхней части головки блока цилиндров и соединён со шкивом или зубчатой звёздочкой коленвала ремнём или цепью ГРМ соответственно и вращается с вдвое меньшей частотой, чем последний (на 4-тактных двигателях). Составной частью распредвала являются его кулачки, количество которых соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Таким образом, каждому клапану соответствует индивидуальный кулачок, который и открывает клапан, набегая на рычаг толкателя клапана. Когда кулачок «сбегает» с рычага, клапан закрывается под действием мощной возвратной пружины.
Двигатели с рядной конфигурацией цилиндров и одной парой клапанов на цилиндр имеют один распределительный вал, а V-образные и оппозитные — два, по одному на каждый полублок (в каждой головке блока). Двигатели, имеющие 3 клапана на цилиндр (чаще всего два впускных и один выпускной) обычно имеют один распредвал на головку блока, а имеющие 4 клапана на цилиндр (два впускных и 2 выпускных) имеют 2 распредвала в каждой головке блока.
Современные двигатели часто имеют системы регулировки фаз газораспределения, то есть механизмы, которые позволяют проворачивать распредвал относительно приводной звездочки, тем самым изменяя момент открытия и закрытия (фазу) клапанов, что позволяет более эффективно наполнять рабочей смесью цилиндры на разных оборотах.
/>
Рис. 5. Распределительный вал и крышки подшипников распределительного вала.
1 — распределительный вал; 2 – сальник; 3 — крышка подшипников распределительного вала; 4 – эксцентрик привода топливного насоса; 5 – кулачки; 6 – опорные шейки.
Кулачковый механизм — механизм, имеющий подвижное звено, совершающее вращательное движение — кулак (кулачок), с поверхностью переменной кривизны, взаимодействующей с другим подвижным звеном — толкателем, если подвижное звено совершает прямолинейное движение или коромысло, если подвижное звено совершает качание. Кулак, совершающий прямолинейное движение называется копиром.
Кулачковые механизмы подразделяют на 4 группы:
по типу толкателя
с плоским толкателем
с роликовым
с игольчатым
с остроконечным
по характеру движения толкателя
возвратно-поступательное
качающееся
по характеру движения кулачка
возвратно-поступательное
качающееся
вращающееся
кулачковые механизмы с роликовым толкателем бывают
дезаксиальные (ось кулачка не под толкателем)
центральные (ось кулачка под толкателем)
Основные характеристики кулачкового механизма — это максимальное перемещение толкателя (угол качания коромысла), максимальная скорость или ускорение исполнительного механизма и закон движения исполнительного механизма.
Кулачковый механизм применяется в двигателях внутреннего сгорания в газораспределительном механизме, в металлорежущих станках и других машинах для воспроизведения сложной траектории движения рабочих органов и выполнения функции управления, таких как включение и выключение рабочих органов по определённой схеме.
Клапан — деталь газораспределительного механизма, позволяющая топливной смеси попадать в цилиндр, а выхлопным газам выходить из него.
/>
Рис.10. Клапаны, устанавливаемые непосредственно в головку цилиндра: 1 — впускной клапан, 2 — седла клапанов, 3 – выпускной клапан, 4 – наружная пружина, 5 – внутренняя пружина, 6 – тарелка пружины, 7 – сухарик, 8 – втулка.
Основными элементами клапана являются головка и стержень. У впускного клапана головку часто делают большего диаметра, чем у выпускного, для улучшения наполнения цилиндра. Клапаны работают в тяжелых условиях, поэтому их изготовляют из высококачественной стали. Для экономии этого материала головки клапанов часто выполняют из жаропрочной стали, а стержни – из углеродистой стали с последующей их приваркой. Плотное прилегание клапана к седлу 2 достигается с помощью фаски на головке клапана. По поверхности фаски осуществляется притирка клапана к седлу, что обеспечивает герметичность уплотнения.
Клапанные пружины 4 и 5 обеспечивают посадку клапана на седло и удерживают его в закрытом положении в течение заданной продолжительности по углу поворота коленчатого вала, а также препятствуют открытию клапанов под действием избыточного давления в газовоздушных каналах головки цилиндров. Пружины должны обладать необходимой характеристикой жесткости, обеспечивающей неразрывность кинематической цепи элементов механизма газораспределения при работе двигателя. На каждый клапан ставятся одна или две пружины. В последнем случае уменьшается их длина и повышается надежность работы механизма. Для того чтобы при поломке одной из пружин витки ее не попадали между витками другой, навивку пружин выполняют в различных направлениях. Клапанные пружины изготовляют из высокопрочной пружинной проволоки методом холодной навивки.
Коромысла – служат для изменения направления движения, передаваемого штангой. Коромысло представляет собой двуплечий рычаг, штампованный из стали и вращающийся на оси в бронзовых втулках.
Толкатель — деталь, служащая для сообщения поступательного движения другим деталям или механизмам машины. Толкатели часто применяют в кулачковых механизмах, в которых он обычно является ведомым звеном, получающим движение от кулачка.
Существуют три основных типа толкателей клапанов: механические, гидравлические и роликовые. Механические толкателиявляются самыми старыми, простыми и дешевыми. Из-за своего небольшого веса, механические толкатели позволяют двигателю вращаться намного быстрее перед срабатыванием клапанов. Основными недостатками механических толкателей являются необходимость частой регулировки клапанов и шум от их работы.
Гидравлические толкателиявляются наиболее популярным типом, используемым на двигателях. У них есть небольшая внутренняя камера, где накапливается моторное масло, и контрольный клапан для предотвращения обратного потока масла. Эти особенности позволяют толкателю автоматически компенсировать разницу в клапанных зазорах. Стандартные гидравлические толкатели относительно недороги и не требуют технического обслуживания, однако, на высоких оборотах они стремятся «прокачиваться» и клапаны зависают. Существуют специальные толкатели, которые расширяют диапазон оборотов достаточно, чтобы удовлетворять потребностям практически любого двигателя. Гидравлические толкатели являются наиболее популярным типом толкателей, используемым на форсированных двигателях, и хорошо работают во всех условиях.
/>
Рис 11. Гидравлический толкатель: 1- колпачок, 2 и 3 – стопорные кольца, 4 – втулка, 5 – плунжер, 6 – пружина, 7 – корпус клапана, 8 – шариковый клапан.
Роликовые толкателиклапанов являются лучшими и наиболее дорогими толкателями. Они увеличивают мощность и улучшают топливную экономичность путем уменьшения трения. Роликовые толкатели имеются и в механическом и в гидравлическом вариантах. Если позволяют средства, приобретите роликовые толкатели, и рассчитанный для работы с ним распредвал. Далее следуют гидравлические; механические толкатели — самые нежелательные для форсированного двигателя.
/>
Рис. 12. Роликовый толкатель рычажного типа: 1 — пята, 2 – толкатель, 3 – ролик, 4 – игольчатый подшипник, 5 – ось ролика, 6 – втулка, 7 – вилка толкателя.
Штанги – передают усилие от толкателя рычагу или коромыслу, они представляют собой алюминиевые или стальные трубки, на концах которых запрессованы стальные, термически обработанные наконечники. Материал штанги подбирают с учетом компенсации термических деформаций блока и головки цилиндров при работе двигателя.
Газораспределительный механизм двигателя ВАЗ 21081
/>
Рис. 13. Газораспределительный механизм. 1. Шкив на полипчатом валу для привода генератора; 2. Зубчатый шкив на коленчатом валу для привода распределительного вала; 3. Зубчатый ремень привода распределительного вала; 4. Шкив насоса охлаждающей жидкости; 5. Натяжной ролик; 6. Эксцентриковая ось натяжного ролика; 7. Установочная метка (усик) на задней крышке зубчатого ремня; 8. Установочная метка на шкиве распределительного вала; 9. Шкив распределительного вала; 10. Метка опережения зажигания на 5° на передней крышке зубчатого ремня; 11. Метка опережения зажигания на О'; 12. Метка ВМТ на шкиве привода генератора; 13. Установочная метка на крышке масляного насоса; 14. Метка ВМТ на зубчатом шкиве коленчатого вала; 15. Передний корпус подшипников распределительного вала; 16. Задний корпус подшипников распределительного вала; 17. Эксцентрик на распределительном валу для привода топливного насоса; 18. Распределительный вал; 19. Сухари клапана; 20. Тарелка клапана; 21. Наружная пружина клапана; 22. Внутренняя пружина клапана; 23. Опорная шайба пружин; 24. Впускной клапан; 25. Направляющие втулки клапана; 26. Выпускной клапан; 27. Стопорное кольцо; 28. Маслоотражательный колпачок; 29. Толкатель клапана; 30. Регулировочная шайба; 31. Головка цилиндров; 32. Седло клапана; 33. Дистанционное кольцо; 34. I. Проверка натяжения ремня; 35. II. Порядок затягивания болтов крепления головки цилиндров; 36. III. Порядок затягивания гаек крепления корпусов подшипников распределительного вала.
продолжение --PAGE_BREAK--Газораспределительный механизм обеспечивает наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом горючей смеси и выпуск отработавших газов в соответствии с требованиями рабочего процесса в каждом из цилиндров двигателя. Этот механизм характеризуется верхним рядным расположением клапанов.
Распределительный вал 18, управляющий открытием и закрытием клапанов, расположен в головке цилиндров и приводится во вращение от коленчатого вала зубчатым ремнем 3. Клапаны приводятся в действие непосредственно кулачками распределительного вала через цилиндрические толкатели 29 без промежуточных рычагов. В гнезде толкателя находится шайба 30, подбором которой регулируется зазор в клапанном механизме.
Эластичный зубчатый ремень приводит во вращение и шкив 4 насоса охлаждающей жидкости. Ролик 5 служит для натяжения ремня. Он вращается на эксцентричной оси 6, прикрепленной к головке цилиндров. Поворачивая ось 6 относительно шпильки крепления, изменяют натяжение ремня. Натяжение ремня считается нормальным, если в средней части ветви между шкивами распределительного и коленчатого валов ремень закручивается усилием пальцев в 1,5-2 кгс.
Благодаря строгой ориентации шпоночных пазов в ведущем 2 и ведомом 9 шкивах относительно зубьев и соответствующего зацепления их с зубчатым ремнем обеспечиваются требуемые фазы газораспределения. Проверка правильного взаимного расположения шкивов привода производится следующим образом: коленчатый вал поворачивается до положения, при котором поршень первого цилиндра находится в ВМТ такта сжатия (оба клапана закрыты, а метка на шкиве коленчатого вала совмещена с меткой 13 на крышке масляного насоса). При этом метка 8 должна совпадать с меткой 7 на задней крышке зубчатого ремня, а метка на маховике должна находиться против среднего деления шкалы на картере сцепления.
Если метки не совпадают, то ослабляют ремень натяжным роликом, снимают со шкива распределительного вала, корректируют положение шкива, снова надевают ремень на шкив и слегка натягивают натяжным роликом. Опять проверяют совпадение установочных меток, провернув коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.
Не допускается проворачивать коленчатый и распределительный валы двигателей 2108 и 21081, если не установлен ремень привода распределительного вала, т.к. поршни в ВМТ упрутся в клапаны, и детали двигателя будут повреждены. Кроме того, коленчатый вал допускается проворачивать только за борт крепления шкива привода генератора и только в сторону затягивания болта (по часовой стрелке). Не допускается проворачивать коленчатый вал за шкив распределительного вала или за болт его крепления.
Распределительный вал, отлитый из чугуна, имеет пять опорных шеек, которые вращаются в гнездах, выполненных в головке цилиндров и в корпусах 15 и 16 подшипников распределительного вала. На валу имеется эксцентрик 17 для привода топливного насоса. Задний торец распределительного вала имеет паз для соединения с датчиком-распределителем зажигания двигателя.
От осевых перемещений распределительный вал удерживается упорным буртиком вала, располагаемым между торцем задней опоры вала и корпусом вспомогательных агрегатов. Для повышения износостойкости рабочие поверхности кулачков, эксцентрика и поверхность под сальник отбеливаются. Глубина отбеленного слоя не менее 0,2 мм.
Клапаны (впускной 24 и выпускной 26), служащие для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов, расположены в головке цилиндров наклонно в ряд.
Впускной клапан изготовлен из хромокремнистой стали. Его головка имеет больший диаметр для лучшего наполнения цилиндра. Выпускной клапан выполнен составным: стержень из хромоникельмолибденовой стали с лучшей износостойкостью на трение и хорошей теплопроводностью для отвода тепла от головки клапана к его направляющей втулке, а головка — из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали. Кроме того, рабочая фаска выпускного клапана, работающая при высоких температурах в агрессивной среде отработавших газов, имеет наплавку из жаростойкого сплава.
Направляющие втулки клапанов изготовлены из чугуна, запрессованы в головку цилиндров, и от возможного выпадания удерживаются стопорными кольцами 27. Отверстия во втулках окончательно обрабатываются в сборе с головкой цилиндров, что обеспечивает узкий допуск на диаметр отверстия и точность его расположения по отношению к рабочим фаскам седла и клапана. В отверстиях направляющих втулок имеются спиральные канавки для смазки. У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половины длины отверстия, а у втулок выпускных клапанов — по всей длине отверстия.
Сверху на направляющие втулки надеваются колпачки 28 из фторкаучуковой резины со стальным арматурным кольцом, которые охватывают стержень клапана и служат для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между направляющей втулкой и стержнем клапана.
Пружины (наружная 21 и внутренняя 22) прижимают клапан к седлу и не позволяют ему отрываться от привода. Пружины нижними концами опираются на опорную шайбу 23. Верхняя опорная тарелка 20 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 19, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса. Сухари имеют три внутренних буртика, которые входят в выточки на стержне клапана. Такая конструкция обеспечивает как надежное соединение, так и поворот клапанов при работе, благодаря чему они изнашиваются равномернее.
Толкатели 29 предназначены для передачи усилия от кулачков распределительного вала к клапанам. Толкатели изготовлены в виде цилиндрических стаканов и находятся в направляющих головки цилиндров. В торцевом углублении толкателя размещается регулировочная шайба 30 определенной толщины, обеспечивающая необходимый зазор между кулачком распределительного вала и толкателем с шайбой.
Шайбы сделаны из стали 20Х и для увеличения твердости поверхности подвергнуты нитроцементации. В запасные части поставляются регулировочные шайбы толщиной от 3 до 4,5 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Толщина шайбы маркируется на ее поверхности. Шайбу необходимо устанавливать в толкатель маркировкой вниз.
При работе двигателя толкатели все время провертываются вокруг своих осей, что необходимо для их равномерного износа. Вращение толкателей достигается за счет смещения оси кулачка относительно оси толкателя на 1 мм.
Фазы газораспределения двигателя ВАЗ 21081
/>
Рис. 14. Двигатель (поперечный разрез). 1. Приемник масляного насоса; 2. Масляный картер; 3. Масляный фильтр; 4. Блок цилиндров; 5. Выпускной коллектор; 6. Впускной трубопровод; 7. Подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 8. Теплоизолирующий экран карбюратора; 9. Термостат; 10. Топливный насос; 11. Крышка маслозаливной горловины; 12. Крышка головки цилиндров; 13. Передний корпус подшипников распределительного вала; 14. Распределительный вал; 15. Головка цилиндров; 16. Свеча зажигания; 17. Прокладка головки цилиндров; 18. Поршень; 19. Поршневой палец; 20. Шатун; 21. Вкладыш шатунного подшипника коленчатого вала; 22. Крышка шатуна; 23. Коленчатый вал; 24. Маслоотражательный колпачок; 25. Толкатель; 26. Сухарь клапана; 27. Тарелка пружин; 28. Регулировочная шайба; 29. Внутренняя пружина клапана; 30. Наружная пружина клапана; 31. Опорная шайба пружин; 32. Стопорное кольцо; 33. Направляющая втулка клапана; 34. Седло клапана; 35. Впускной клапан; 36. А.Зазор в механизме привода клапанов на холодном двигателе: 0,2 мм для впускных клапанов и 0,35 мм для выпускных; 37. В.Диаграмма фаз газораспределения; 38. I.Впуск горючей смеси; 39. II.Сжатие; 40. III.Рабочий ход; 41. IV.Выпуск.
Фазы газораспределения. За один рабочий цикл в цилиндре двигателя происходит четыре такта — впуск горючей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. Эти такты осуществляются за два оборота коленчатого вала, т.е. каждый такт происходит за пол-оборота (180°) коленчатого вала.
Впускной клапан начинает открываться с опережением, т.е. до подхода поршня к верхней мертвой точке (ВМТ) на расстояние, соответствующее 33° поворота коленчатого вала до ВМТ. Это необходимо для того, чтобы клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз, и через полностью открытое впускное отверстие поступило по возможности больше свежей горючей смеси.
Впускной клапан закрывается с запаздыванием, т.е. после прохождения поршнями нижней мертвой точки (НМТ) на расстоянии, соответствующем 79° поворота коленчатого вала после НМТ. Вследствие инерционного напора струи всасываемой горючей смеси она продолжает поступать в цилиндр, когда поршень уже начал движение вверх, и тем самым обеспечивается лучшее наполнение цилиндра. Таким образом, впуск практически происходит за время поворота коленчатого вала на 292°.
Выпускной клапан начинает открываться еще до полного окончания рабочего хода, до подхода поршня к НМТ на расстояние, соответствующее 47 поворота коленчатого вала до НМТ. В этот момент давление в цилиндре еще довольно велико, и газы начинают интенсивно истекать из цилиндра, в результате чего их давление и температура быстро падают. Это значительно уменьшает работу двигателя во время выпуска и предохраняет двигатель от перегрева.
Выпуск продолжается и после прохождения поршнем ВМТ, т.е. когда коленчатый вал повернется на 17 после ВМТ. Таким образом, продолжительность выпуска составляет 244°.
Из диаграммы фаз видно, что существует такой момент (50° поворота коленчатого вала около ВМТ), когда открыты одновременно оба клапана — впускной и выпускной. Такое положение называется перекрытием клапанов. Из-за малого промежутка времени перекрытие клапанов не приводит к проникновению отработавших газов во впускной трубопровод, а наоборот, инерция потока отработавших газов вызывает подсос горючей смеси в цилиндр и тем самым улучшает его наполнение.
Описанные фазы газораспределения имеют место при зазоре А между кулачком распределительного вала и толкателем клапана на холодном двигателе.
Чтобы обеспечить согласование моментов открытия и закрытия клапанов с углами поворота коленчатого вала (т.е. обеспечить правильную установку фаз газораспределения), на деталях двигателя имеются метки: 7 — на задней крышке зубчатого ремня; 8 — на шкиве распределительного вала; 10 и 11 — на передней крышке зубчатого ремня; 12 — на шкиве привода генератора; 13 — на крышке масляного насоса; 14 — на зубчатом шкиве коленчатого вала.
Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня первого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия метка 7 на задней крышке зубчатого ремня должна совпадать с меткой 8 на шкиве распределительного вала, а метка 14 на зубчатом шкиве коленчатого вала — с меткой 13 на крышке масляного насоса.
Когда полость привода распределительного вала закрыта передней крышкой, то положение коленчатого вала можно определить по меткам на шкиве привода генератора и передней крышке зубчатого ремня. При положении поршня четвертого цилиндра в ВМТ метка 12 на шкиве должна совпадать с меткой 11 на крышке привода распределительного вала. Кроме того, можно пользоваться меткой 20 на маховике и шкалой 19 в люке картера сцепления. Одно деление шкалы соответствует повороту коленчатого вала на Г. При совпадении меток регулируются натяжение ремня и зазоры А в клапанном механизме.
Порядок работы двигателя. Для плавной работы многоцилиндрового двигателя и уменьшения неравномерных нагрузок на коленчатый вал рабочие процессы в различных цилиндрах должны происходить в определенной последовательности (порядке). Порядок работы цилиндров двигателя зависит от расположения шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала и у двигателей семейства 2108 составляет 1-3-4-2.
Когда в первом цилиндре поршень движется вниз в диапазоне от 0° до 180° поворота, происходит сгорание и расширение газов. Во время расширения газы совершают полезную работу, поэтому этот такт называют рабочим ходом. Третий цилиндр отстает от первого на 180°, и в нем поршень движется вверх, осуществляя сжатие рабочей смеси. В четвертом цилиндре, отстающем от первого на 360°, а от третьего на 180°, поршень движется вниз, и происходит впуск горючей смеси. И, наконец, во втором цилиндре, отстающем по циклу рабочего процесса на 540° от первого цилиндра, в это время поршень движется вверх, и происходит выпуск отработавших газов. Аналогично в диапазоне от 180° до 360° поворота первой шатунной шейки рабочий ход происходит в третьем цилиндре, сжатие — в четвертом, впуск — во втором и выпуск в первом и т.д.
www.ronl.ru
Лабораторная работа №2
Газораспределительный механизм
Назначение ГРМ
ГРМ служит для управления процессами наполнения цилиндров воздухом или топливно-воздушной смесью и выпуска отработавших газов из цилиндров.
Управление процессами выпуска и впуска осуществляется путем открытия и закрытия отверстий в цилиндре двигателя от угла поворота кривошипа коленчатого вала.
Типы и виды ГРМ
а) Двигатели с распредвалом в блоке цилиндров
Нижнеклапанные
Нижнеклапанный двигатель (L-Head, Flathead, Side-Valve) — двигатель, у которого распредвал расположен в блоке и клапана расположены также в блоке, в ряд сбоку от цилиндров, тарелками вверх. Привод непосредственно от расположенного под ними распредвала.
Плюсы схемы — малая шумность, простота изготовления. Минусы — из-за сложного пути бензовоздушной смеси значительно ухудшается наполнение цилиндров, как следствие — достигается ощутимо меньшая мощность по сравнению с остальными конфигурациями. Кроме того, долгий путь выхлопных газов может способствовать перегреву двигателей, работающих в тяжёлых условиях.
Вплоть до 1950-х годов, благодаря своей простоте и дешевизне двигатели с таким ГРМ были наиболее распространены на легковых (кроме спортивных) и грузовых автомобилях. В 1950-х годах стали массово внедрять верхнеклапанные двигатели, лишённые присущих нижнеклапанной схеме недостатков. На грузовых автомобилях эта схема использовалась намного дольше, например, грузовик ГАЗ-52 выпускался до 1990-х годов. Двигатель получался громоздким, дорогим, поэтому схема не получила особого распространения.
Со смешанным расположением клапанов
У такого двигателя обычно впускные клапана находятся в головке блока, как у верхнеклапанного мотора, и приводятся в действие при помощи штанг-толкателей, а выпускные — в блоке, как у нижнеклапанного двигателя. Распредвал был один и был расположен в блоке, как у обычного нижнеклапанного мотора.
Эта схема обладает тем преимуществом, что её мощность ощутимо выше, чем у «чистого» нижнеклапанного. Как правило, такие двигатели переделывались из нижнеклапанных.
Верхнеклапанные
У этих двигателей клапана расположены в головке цилиндров, а распредвал — в блоке. Привод клапанов — штангами-толкателями через коромысла.
Плюс такой схемы — относительно простая конструкция. Минус — очень большая инерционность механизма газораспределения, что сильно ограничивает максимальные обороты коленчатого вала двигателя и, следовательно, мощность. Кроме того, такая схема в большинстве случаев не даёт использовать больше двух клапанов на цилиндр, усложняет проектирование впускных и выпускных окоон в головке цилиндров с высокоэффективной конфигурацией. Двигатели этой схемы как правило низкооборотные, относительно тихоходные, но с гибкой моментной характеристикой. Если не используются гидравлические толкатели, такой двигатель будет одним из наиболее шумных по сравнению с остальными схемами.
В СССР первым массовым верхнеклапанным мотором стал двигатель «Волги» ГАЗ-21. Из отечественных, такой механизм газораспределения имели такие автомобили, как «Волга» (все карбюраторные модели), «Москвич» всех моделей от —407 до —408 включительно, все грузовики с двигателями конфигурации V8.
б) Двигатели с распредвалом в головке цилиндров
Двигатель с одним распределительным валом и клапанами в головке
В зависимости от конкретной конфигурации привода клапанов, выделяют двигатели с:
Приводом клапанов коромыслами (Москвич-412, старые модели BMW, Honda) — клапана расположены по бокам от распредвала (обычно, V-образно), приводятся в движение насаженными на общую ось коромыслами, которые кулачки вала толкают с одного конца, а другой приводит в движение стержни клапанов;
Приводом клапанов рычагами (ВАЗ-2101, −06, …) — распредвал над расположенными в ряд клапанами, приводит их посредством рычагов, опирающихся на шаровую опору, толкая их кулачками примерно посередине; минус — повышенная шумность, высокие нагрузки в месте контакта кулачков вала и рычагов, сложная регулировка клапанного зазора.
Приводом клапанов толкателями (ВАЗ-2108, многие высокооборотные двигатели) — очень простой механизм с минимальной инерцией деталей, в котором распредвал расположен прямо над клапанами, расположенными тарелками вниз, и приводит их в движение через цилиндрические толкатели; минус — меньшая эластичность характеристики двигателя, сложная регулировка клапанного зазора.
Двигатель с двумя распредвалами в головке цилиндров
При этом существуют две серьёзно различающиеся разновидности этого механизма, отличающиеся количеством клапанов.
С двумя клапанами на цилиндр
В головке цилиндров расположены два распредвала, один из которых приводит впускные клапана, второй — выпускные. Эта схема применялась в 1960-х — 1970-х годах на высокопотенциальных двигателях таких автомобилей, как Fiat 125, Jaguar, Alfa-Romeo, а так же опытном двигателе гоночных автомобилей Москвич-412Р, Москвич-Г4. В настоящее время не применяется.
Схема позволяет значительно увеличить количество оборотов коленчатого вала без вредных последствий для ГРМ за счёт уменьшения его инерции, следовательно, увеличить мощность, снимаемую с двигателя. Например, мощность спортивной модификации двигателя Москвича-412 развивала более 100 л.с.
С четырьмя клапанами на цилиндр
Два распредвала, каждый из которых приводит свой ряд клапанов, в котором есть и впускные, и выпускные. Привод клапанов, как правило, толкателями. Схема даёт большое преимущество по мощностной отдаче. Применяется на большей части современных автомобилях.
в) По количеству клапанов: одноклапанные, двухклапанные, трехклапанные, четырехклапанные, пятиклапанные.
Рис. 1.
г) По типу привода: шестеренчатый от коленчатого вала, ременный, цепной.
д) По типу расположения распределительного вала.
Рис. 2. Газораспределительные механизмы: а — с нижним расположением распредвала; б и в — с верхним расположением распредвала; 1 — кулачок; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — коромысло; 5 — одноплечий рычаг.
При нижнем расположении распредвала усилие, необходимое для открытия клапанов, передаётся к ним от кулачков через толкатели, штанги и коромысла.
В ГРМ с верхним расположением распределительного вала привод клапанов осуществляется кулачком либо непосредственно через толкатели, либо через рычаги или коромысла.
Фазы газораспределения
Фазами газораспределения называется продолжительность открытия клапанов по углу поворота коленчатого вала.
Рис. 3. Круговая диаграмма фаз газораспределения 4-тактного двигателя
ϑвп = ϑовк + 18̊ + ϑзвк
ϑвып = ϑовк +180̊ + ϑзвк
Состав ГРМ
ГРМ состоит из следующих основных элементов (рис. 8): распределительного вала, толкателей, штанг, одно- или двуплечих рычагов (коромысел), клапанов и их пружин.
Рис. 4. Газораспределительный механизм: 1 — кулачок; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — коромысло.
Распределительный вал — основная деталь газораспределительного механизма (ГРМ), служащего для синхронизации впуска/выпуска и тактов работы двигателя.
В современных автомобильных двигателях, как правило, расположен в верхней части головки блока цилиндров и соединён со шкивом или зубчатой звёздочкой коленвала ремнём или цепью ГРМ соответственно и вращается с вдвое меньшей частотой, чем последний (на 4-тактных двигателях). Составной частью распредвала являются его кулачки, количество которых соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Таким образом, каждому клапану соответствует индивидуальный кулачок, который и открывает клапан, набегая на рычаг толкателя клапана. Когда кулачок «сбегает» с рычага, клапан закрывается под действием мощной возвратной пружины.
Двигатели с рядной конфигурацией цилиндров и одной парой клапанов на цилиндр имеют один распределительный вал, а V-образные и оппозитные — два, по одному на каждый полублок (в каждой головке блока). Двигатели, имеющие 3 клапана на цилиндр (чаще всего два впускных и один выпускной) обычно имеют один распредвал на головку блока, а имеющие 4 клапана на цилиндр (два впускных и 2 выпускных) имеют 2 распредвала в каждой головке блока.
Современные двигатели часто имеют системы регулировки фаз газораспределения, то есть механизмы, которые позволяют проворачивать распредвал относительно приводной звездочки, тем самым изменяя момент открытия и закрытия (фазу) клапанов, что позволяет более эффективно наполнять рабочей смесью цилиндры на разных оборотах.
Рис. 5. Распределительный вал и крышки подшипников распределительного вала.
1 - распределительный вал; 2 – сальник; 3 - крышка подшипников распределительного вала; 4 – эксцентрик привода топливного насоса; 5 – кулачки; 6 – опорные шейки.
Кулачковый механизм — механизм, имеющий подвижное звено, совершающее вращательное движение — кулак (кулачок), с поверхностью переменной кривизны, взаимодействующей с другим подвижным звеном — толкателем, если подвижное звено совершает прямолинейное движение или коромысло, если подвижное звено совершает качание. Кулак, совершающий прямолинейное движение называется копиром.
Кулачковые механизмы подразделяют на 4 группы:
по типу толкателя
с плоским толкателем
с роликовым
с игольчатым
с остроконечным
по характеру движения толкателя
возвратно-поступательное
качающееся
по характеру движения кулачка
возвратно-поступательное
качающееся
вращающееся
кулачковые механизмы с роликовым толкателем бывают
дезаксиальные (ось кулачка не под толкателем)
центральные (ось кулачка под толкателем)
Основные характеристики кулачкового механизма — это максимальное перемещение толкателя (угол качания коромысла), максимальная скорость или ускорение исполнительного механизма и закон движения исполнительного механизма.
Кулачковый механизм применяется в двигателях внутреннего сгорания в газораспределительном механизме, в металлорежущих станках и других машинах для воспроизведения сложной траектории движения рабочих органов и выполнения функции управления, таких как включение и выключение рабочих органов по определённой схеме.
Клапан - деталь газораспределительного механизма, позволяющая топливной смеси попадать в цилиндр, а выхлопным газам выходить из него.
Рис.10. Клапаны, устанавливаемые непосредственно в головку цилиндра: 1 - впускной клапан, 2 - седла клапанов, 3 – выпускной клапан, 4 – наружная пружина, 5 – внутренняя пружина, 6 – тарелка пружины, 7 – сухарик, 8 – втулка.
Основными элементами клапана являются головка и стержень. У впускного клапана головку часто делают большего диаметра, чем у выпускного, для улучшения наполнения цилиндра. Клапаны работают в тяжелых условиях, поэтому их изготовляют из высококачественной стали. Для экономии этого материала головки клапанов часто выполняют из жаропрочной стали, а стержни – из углеродистой стали с последующей их приваркой. Плотное прилегание клапана к седлу 2 достигается с помощью фаски на головке клапана. По поверхности фаски осуществляется притирка клапана к седлу, что обеспечивает герметичность уплотнения.
Клапанные пружины 4 и 5 обеспечивают посадку клапана на седло и удерживают его в закрытом положении в течение заданной продолжительности по углу поворота коленчатого вала, а также препятствуют открытию клапанов под действием избыточного давления в газовоздушных каналах головки цилиндров. Пружины должны обладать необходимой характеристикой жесткости, обеспечивающей неразрывность кинематической цепи элементов механизма газораспределения при работе двигателя. На каждый клапан ставятся одна или две пружины. В последнем случае уменьшается их длина и повышается надежность работы механизма. Для того чтобы при поломке одной из пружин витки ее не попадали между витками другой, навивку пружин выполняют в различных направлениях. Клапанные пружины изготовляют из высокопрочной пружинной проволоки методом холодной навивки.
Коромысла – служат для изменения направления движения, передаваемого штангой. Коромысло представляет собой двуплечий рычаг, штампованный из стали и вращающийся на оси в бронзовых втулках.
Толкатель - деталь, служащая для сообщения поступательного движения другим деталям или механизмам машины. Толкатели часто применяют в кулачковых механизмах, в которых он обычно является ведомым звеном, получающим движение от кулачка.
Существуют три основных типа толкателей клапанов: механические, гидравлические и роликовые. Механические толкатели являются самыми старыми, простыми и дешевыми. Из-за своего небольшого веса, механические толкатели позволяют двигателю вращаться намного быстрее перед срабатыванием клапанов. Основными недостатками механических толкателей являются необходимость частой регулировки клапанов и шум от их работы.
Гидравлические толкатели являются наиболее популярным типом, используемым на двигателях. У них есть небольшая внутренняя камера, где накапливается моторное масло, и контрольный клапан для предотвращения обратного потока масла. Эти особенности позволяют толкателю автоматически компенсировать разницу в клапанных зазорах. Стандартные гидравлические толкатели относительно недороги и не требуют технического обслуживания, однако, на высоких оборотах они стремятся «прокачиваться» и клапаны зависают. Существуют специальные толкатели, которые расширяют диапазон оборотов достаточно, чтобы удовлетворять потребностям практически любого двигателя. Гидравлические толкатели являются наиболее популярным типом толкателей, используемым на форсированных двигателях, и хорошо работают во всех условиях.
Рис 11. Гидравлический толкатель: 1- колпачок, 2 и 3 – стопорные кольца, 4 – втулка, 5 – плунжер, 6 – пружина, 7 – корпус клапана, 8 – шариковый клапан.
Роликовые толкатели клапанов являются лучшими и наиболее дорогими толкателями. Они увеличивают мощность и улучшают топливную экономичность путем уменьшения трения. Роликовые толкатели имеются и в механическом и в гидравлическом вариантах. Если позволяют средства, приобретите роликовые толкатели, и рассчитанный для работы с ним распредвал. Далее следуют гидравлические; механические толкатели — самые нежелательные для форсированного двигателя.
Рис. 12. Роликовый толкатель рычажного типа: 1 - пята, 2 – толкатель, 3 – ролик, 4 – игольчатый подшипник, 5 – ось ролика, 6 – втулка, 7 – вилка толкателя.
Штанги – передают усилие от толкателя рычагу или коромыслу, они представляют собой алюминиевые или стальные трубки, на концах которых запрессованы стальные, термически обработанные наконечники. Материал штанги подбирают с учетом компенсации термических деформаций блока и головки цилиндров при работе двигателя.
Газораспределительный механизм двигателя ВАЗ 21081
Рис. 13. Газораспределительный механизм. 1. Шкив на полипчатом валу для привода генератора; 2. Зубчатый шкив на коленчатом валу для привода распределительного вала; 3. Зубчатый ремень привода распределительного вала; 4. Шкив насоса охлаждающей жидкости; 5. Натяжной ролик; 6. Эксцентриковая ось натяжного ролика; 7. Установочная метка (усик) на задней крышке зубчатого ремня; 8. Установочная метка на шкиве распределительного вала; 9. Шкив распределительного вала; 10. Метка опережения зажигания на 5° на передней крышке зубчатого ремня; 11. Метка опережения зажигания на О'; 12. Метка ВМТ на шкиве привода генератора; 13. Установочная метка на крышке масляного насоса; 14. Метка ВМТ на зубчатом шкиве коленчатого вала; 15. Передний корпус подшипников распределительного вала; 16. Задний корпус подшипников распределительного вала; 17. Эксцентрик на распределительном валу для привода топливного насоса; 18. Распределительный вал; 19. Сухари клапана; 20. Тарелка клапана; 21. Наружная пружина клапана; 22. Внутренняя пружина клапана; 23. Опорная шайба пружин; 24. Впускной клапан; 25. Направляющие втулки клапана; 26. Выпускной клапан; 27. Стопорное кольцо; 28. Маслоотражательный колпачок; 29. Толкатель клапана; 30. Регулировочная шайба; 31. Головка цилиндров; 32. Седло клапана; 33. Дистанционное кольцо; 34. I. Проверка натяжения ремня; 35. II. Порядок затягивания болтов крепления головки цилиндров; 36. III. Порядок затягивания гаек крепления корпусов подшипников распределительного вала.
Газораспределительный механизм обеспечивает наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом горючей смеси и выпуск отработавших газов в соответствии с требованиями рабочего процесса в каждом из цилиндров двигателя. Этот механизм характеризуется верхним рядным расположением клапанов.
Распределительный вал 18, управляющий открытием и закрытием клапанов, расположен в головке цилиндров и приводится во вращение от коленчатого вала зубчатым ремнем 3. Клапаны приводятся в действие непосредственно кулачками распределительного вала через цилиндрические толкатели 29 без промежуточных рычагов. В гнезде толкателя находится шайба 30, подбором которой регулируется зазор в клапанном механизме.
Эластичный зубчатый ремень приводит во вращение и шкив 4 насоса охлаждающей жидкости. Ролик 5 служит для натяжения ремня. Он вращается на эксцентричной оси 6, прикрепленной к головке цилиндров. Поворачивая ось 6 относительно шпильки крепления, изменяют натяжение ремня. Натяжение ремня считается нормальным, если в средней части ветви между шкивами распределительного и коленчатого валов ремень закручивается усилием пальцев в 1,5-2 кгс.
Благодаря строгой ориентации шпоночных пазов в ведущем 2 и ведомом 9 шкивах относительно зубьев и соответствующего зацепления их с зубчатым ремнем обеспечиваются требуемые фазы газораспределения. Проверка правильного взаимного расположения шкивов привода производится следующим образом: коленчатый вал поворачивается до положения, при котором поршень первого цилиндра находится в ВМТ такта сжатия (оба клапана закрыты, а метка на шкиве коленчатого вала совмещена с меткой 13 на крышке масляного насоса). При этом метка 8 должна совпадать с меткой 7 на задней крышке зубчатого ремня, а метка на маховике должна находиться против среднего деления шкалы на картере сцепления.
Если метки не совпадают, то ослабляют ремень натяжным роликом, снимают со шкива распределительного вала, корректируют положение шкива, снова надевают ремень на шкив и слегка натягивают натяжным роликом. Опять проверяют совпадение установочных меток, провернув коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.
Не допускается проворачивать коленчатый и распределительный валы двигателей 2108 и 21081, если не установлен ремень привода распределительного вала, т.к. поршни в ВМТ упрутся в клапаны, и детали двигателя будут повреждены. Кроме того, коленчатый вал допускается проворачивать только за борт крепления шкива привода генератора и только в сторону затягивания болта (по часовой стрелке). Не допускается проворачивать коленчатый вал за шкив распределительного вала или за болт его крепления.
Распределительный вал, отлитый из чугуна, имеет пять опорных шеек, которые вращаются в гнездах, выполненных в головке цилиндров и в корпусах 15 и 16 подшипников распределительного вала. На валу имеется эксцентрик 17 для привода топливного насоса. Задний торец распределительного вала имеет паз для соединения с датчиком-распределителем зажигания двигателя.
От осевых перемещений распределительный вал удерживается упорным буртиком вала, располагаемым между торцем задней опоры вала и корпусом вспомогательных агрегатов. Для повышения износостойкости рабочие поверхности кулачков, эксцентрика и поверхность под сальник отбеливаются. Глубина отбеленного слоя не менее 0,2 мм.
Клапаны (впускной 24 и выпускной 26), служащие для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов, расположены в головке цилиндров наклонно в ряд.
Впускной клапан изготовлен из хромокремнистой стали. Его головка имеет больший диаметр для лучшего наполнения цилиндра. Выпускной клапан выполнен составным: стержень из хромоникельмолибденовой стали с лучшей износостойкостью на трение и хорошей теплопроводностью для отвода тепла от головки клапана к его направляющей втулке, а головка — из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали. Кроме того, рабочая фаска выпускного клапана, работающая при высоких температурах в агрессивной среде отработавших газов, имеет наплавку из жаростойкого сплава.
Направляющие втулки клапанов изготовлены из чугуна, запрессованы в головку цилиндров, и от возможного выпадания удерживаются стопорными кольцами 27. Отверстия во втулках окончательно обрабатываются в сборе с головкой цилиндров, что обеспечивает узкий допуск на диаметр отверстия и точность его расположения по отношению к рабочим фаскам седла и клапана. В отверстиях направляющих втулок имеются спиральные канавки для смазки. У втулок впускных клапанов канавки нарезаны до половины длины отверстия, а у втулок выпускных клапанов — по всей длине отверстия.
Сверху на направляющие втулки надеваются колпачки 28 из фторкаучуковой резины со стальным арматурным кольцом, которые охватывают стержень клапана и служат для уменьшения проникновения масла в камеру сгорания через зазоры между направляющей втулкой и стержнем клапана.
Пружины (наружная 21 и внутренняя 22) прижимают клапан к седлу и не позволяют ему отрываться от привода. Пружины нижними концами опираются на опорную шайбу 23. Верхняя опорная тарелка 20 пружин удерживается на стержне клапана двумя сухарями 19, имеющими в сложенном виде форму усеченного конуса. Сухари имеют три внутренних буртика, которые входят в выточки на стержне клапана. Такая конструкция обеспечивает как надежное соединение, так и поворот клапанов при работе, благодаря чему они изнашиваются равномернее.
Толкатели 29 предназначены для передачи усилия от кулачков распределительного вала к клапанам. Толкатели изготовлены в виде цилиндрических стаканов и находятся в направляющих головки цилиндров. В торцевом углублении толкателя размещается регулировочная шайба 30 определенной толщины, обеспечивающая необходимый зазор между кулачком распределительного вала и толкателем с шайбой.
Шайбы сделаны из стали 20Х и для увеличения твердости поверхности подвергнуты нитроцементации. В запасные части поставляются регулировочные шайбы толщиной от 3 до 4,5 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Толщина шайбы маркируется на ее поверхности. Шайбу необходимо устанавливать в толкатель маркировкой вниз.
При работе двигателя толкатели все время провертываются вокруг своих осей, что необходимо для их равномерного износа. Вращение толкателей достигается за счет смещения оси кулачка относительно оси толкателя на 1 мм.
Фазы газораспределения двигателя ВАЗ 21081
Рис. 14. Двигатель (поперечный разрез). 1. Приемник масляного насоса; 2. Масляный картер; 3. Масляный фильтр; 4. Блок цилиндров; 5. Выпускной коллектор; 6. Впускной трубопровод; 7. Подводящая труба насоса охлаждающей жидкости; 8. Теплоизолирующий экран карбюратора; 9. Термостат; 10. Топливный насос; 11. Крышка маслозаливной горловины; 12. Крышка головки цилиндров; 13. Передний корпус подшипников распределительного вала; 14. Распределительный вал; 15. Головка цилиндров; 16. Свеча зажигания; 17. Прокладка головки цилиндров; 18. Поршень; 19. Поршневой палец; 20. Шатун; 21. Вкладыш шатунного подшипника коленчатого вала; 22. Крышка шатуна; 23. Коленчатый вал; 24. Маслоотражательный колпачок; 25. Толкатель; 26. Сухарь клапана; 27. Тарелка пружин; 28. Регулировочная шайба; 29. Внутренняя пружина клапана; 30. Наружная пружина клапана; 31. Опорная шайба пружин; 32. Стопорное кольцо; 33. Направляющая втулка клапана; 34. Седло клапана; 35. Впускной клапан; 36. А.Зазор в механизме привода клапанов на холодном двигателе: 0,2 мм для впускных клапанов и 0,35 мм для выпускных; 37. В.Диаграмма фаз газораспределения; 38. I.Впуск горючей смеси; 39. II.Сжатие; 40. III.Рабочий ход; 41. IV.Выпуск.
Фазы газораспределения. За один рабочий цикл в цилиндре двигателя происходит четыре такта — впуск горючей смеси, сжатие, рабочий ход и выпуск отработавших газов. Эти такты осуществляются за два оборота коленчатого вала, т.е. каждый такт происходит за пол-оборота (180°) коленчатого вала.
Впускной клапан начинает открываться с опережением, т.е. до подхода поршня к верхней мертвой точке (ВМТ) на расстояние, соответствующее 33° поворота коленчатого вала до ВМТ. Это необходимо для того, чтобы клапан был полностью открытым, когда поршень пойдет вниз, и через полностью открытое впускное отверстие поступило по возможности больше свежей горючей смеси.
Впускной клапан закрывается с запаздыванием, т.е. после прохождения поршнями нижней мертвой точки (НМТ) на расстоянии, соответствующем 79° поворота коленчатого вала после НМТ. Вследствие инерционного напора струи всасываемой горючей смеси она продолжает поступать в цилиндр, когда поршень уже начал движение вверх, и тем самым обеспечивается лучшее наполнение цилиндра. Таким образом, впуск практически происходит за время поворота коленчатого вала на 292°.
Выпускной клапан начинает открываться еще до полного окончания рабочего хода, до подхода поршня к НМТ на расстояние, соответствующее 47 поворота коленчатого вала до НМТ. В этот момент давление в цилиндре еще довольно велико, и газы начинают интенсивно истекать из цилиндра, в результате чего их давление и температура быстро падают. Это значительно уменьшает работу двигателя во время выпуска и предохраняет двигатель от перегрева.
Выпуск продолжается и после прохождения поршнем ВМТ, т.е. когда коленчатый вал повернется на 17 после ВМТ. Таким образом, продолжительность выпуска составляет 244°.
Из диаграммы фаз видно, что существует такой момент (50° поворота коленчатого вала около ВМТ), когда открыты одновременно оба клапана — впускной и выпускной. Такое положение называется перекрытием клапанов. Из-за малого промежутка времени перекрытие клапанов не приводит к проникновению отработавших газов во впускной трубопровод, а наоборот, инерция потока отработавших газов вызывает подсос горючей смеси в цилиндр и тем самым улучшает его наполнение.
Описанные фазы газораспределения имеют место при зазоре А между кулачком распределительного вала и толкателем клапана на холодном двигателе.
Чтобы обеспечить согласование моментов открытия и закрытия клапанов с углами поворота коленчатого вала (т.е. обеспечить правильную установку фаз газораспределения), на деталях двигателя имеются метки: 7 — на задней крышке зубчатого ремня; 8 — на шкиве распределительного вала; 10 и 11 — на передней крышке зубчатого ремня; 12 — на шкиве привода генератора; 13 — на крышке масляного насоса; 14 — на зубчатом шкиве коленчатого вала.
Если фазы газораспределения установлены правильно, то при положении поршня первого цилиндра в ВМТ в конце такта сжатия метка 7 на задней крышке зубчатого ремня должна совпадать с меткой 8 на шкиве распределительного вала, а метка 14 на зубчатом шкиве коленчатого вала — с меткой 13 на крышке масляного насоса.
Когда полость привода распределительного вала закрыта передней крышкой, то положение коленчатого вала можно определить по меткам на шкиве привода генератора и передней крышке зубчатого ремня. При положении поршня четвертого цилиндра в ВМТ метка 12 на шкиве должна совпадать с меткой 11 на крышке привода распределительного вала. Кроме того, можно пользоваться меткой 20 на маховике и шкалой 19 в люке картера сцепления. Одно деление шкалы соответствует повороту коленчатого вала на Г. При совпадении меток регулируются натяжение ремня и зазоры А в клапанном механизме.
Порядок работы двигателя. Для плавной работы многоцилиндрового двигателя и уменьшения неравномерных нагрузок на коленчатый вал рабочие процессы в различных цилиндрах должны происходить в определенной последовательности (порядке). Порядок работы цилиндров двигателя зависит от расположения шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала и у двигателей семейства 2108 составляет 1-3-4-2.
Когда в первом цилиндре поршень движется вниз в диапазоне от 0° до 180° поворота, происходит сгорание и расширение газов. Во время расширения газы совершают полезную работу, поэтому этот такт называют рабочим ходом. Третий цилиндр отстает от первого на 180°, и в нем поршень движется вверх, осуществляя сжатие рабочей смеси. В четвертом цилиндре, отстающем от первого на 360°, а от третьего на 180°, поршень движется вниз, и происходит впуск горючей смеси. И, наконец, во втором цилиндре, отстающем по циклу рабочего процесса на 540° от первого цилиндра, в это время поршень движется вверх, и происходит выпуск отработавших газов. Аналогично в диапазоне от 180° до 360° поворота первой шатунной шейки рабочий ход происходит в третьем цилиндре, сжатие — в четвертом, впуск — во втором и выпуск в первом и т.д.
bukvasha.ru
