Устройство тракторов

Тема 4: Газораспределительный механизм.

Вопросы темы:

1. Устройство и работа ГРМ

2. Декомпрессионный механизм

3. Техническое обслуживание. Возможные неисправности.

1. Устройство и работа ГРМ

В четырехтактных дизельных двигателях применяют клапанный механизм газораспределения, который предназначен для своевре­менной подачи в цилиндры воздуха и для выпуска из них отрабо­тавших газов. Для этого клапаны в определенные моменты откры­вают и закрывают впускные и выпускные каналы головки цилинд­ров, которые сообщают цилиндры двигателя с впускным и выпускным трубопроводами.

Механизм газораспределения (рис. 1) включает в себя клапаны 1 с пружинами 3, распределительный (кулачковый) вал 15, детали, передающие движение от вала клапану, и распределительные шес­терни. В передаточные детали входят толкатели, штанги, коромысла и оси коромысел со стойками. Механизм газораспределения работа­ет следующим образом. Вращение коленчатого вала передается через распределительные шестерни на распределительный вал. Кулачок 8 распределительного вала набегает на толкатель 7 и поднимает его вместе со штангой 6. Она, действуя через регулировочный винт 5, поднимает один конец коромысла, а другой опускает вместе с кла­паном 1. Пружины 3 сжимаются. Когда кулачок распределительного вала сходит с толкателя, давление коромысла на клапан прекраща­ется и он под действием пружин плотно закрывает гнездо.

Рис. 1. Детали механизма газораспределения дизеля СМД-18Н:

а — схема работы; б — диаграмма фаз газораспределения; в — устройство; 1 — клапан; 2 — втулка; 3 — пружины; 4 — коромысло; 5 — регулировочный винт; 6 — штанга; 7 - толкатель; 8 - кулачок; 9 - ось коромысел; 10 – стойка оси; 11 - контргайка; 12 - сухарик; 13 - тарелка; 14 — стопорное кольцо; 15 — распределительный вал; 16 - кулачки выпускных клапанов; 17— шейка; 18 - шестерня; 19 – подпятник.

Впускной и выпускной клапаны по конструкции оди­наковые, но отличаются размерами тарелок. Диаметр тарелки впус­кного клапана больше, чем диаметр тарелки выпускного. Для боль­шей износостойкости клапаны изготавливают из легированной ста­ли: впускной — из хромистой, а выпускной — из сильхромовой (жароупорной).

Края тарелок выполнены под углом наклона 45°. Их рабочие части (фаски) притирают к краям отверстия (седлам) в головке цилиндров. Ширина притертой полоски 1,5...2,5 мм. На нижней поверхности тарелки имеется прорезь, в которую устанавливают наконечник приспособления для притирки клапана. Переход от тарелки к стержню плавный.

В верхней части стержня клапана предусмотрена выточка для установки конических сухариков 12, с помощью которых клапан прочно держится в тарелке 13 пружин. Стержень клапана входит в чугунную направляющую втулку 2, запрессованную в отверстие головки цилиндров. На стержни устанавливают стопорное кольцо 14, предотвращающее выпадение клапана из втулки в цилиндр при обрыве стержня.

Коромысло клапана изготавливают из стали. Оно представ­ляет собой двуплечий рычаг с отверстием в средней части. На одном плече имеется утолщение, называемое бойком. Его рабо­чая часть отполирована и закалена. На другом плече расположе­но отверстие с резьбой, в которое ввернут регулировочный винт со сферической выемкой для верхнего наконечника штанги. Ре­гулировочный винт 5 необходим для регулировки теплового за­зора между клапаном и коромыслом. Для предотвращения само­произвольного отвертывания этого винта служит контргайка, на­ходящаяся на его верхнем конце. В центральное отверстие коромысла запрессованы втулки, на которых оно свободно по­ворачивается на пустотелых стальных осях 9.

Через внутренние отверстия осей, соединенных втулкой, про­ходит масло для смазывания клапанов, кулачков распределитель­ного вала и передаточных деталей. Напротив втулок и коромысел в осях расположены радиальные сверления. На их наружную поверх­ность надевают пружины, предотвращающие смещение коромы­сел вдоль оси. Оси коромысел закреплены в стойках 10, которые крепят к головке цилиндров шпильками и гайками.

Штанга представляет собой тонкий стальной пруток с зака­ленными концами.

Толкатель изготовлен из стали. Он имеет форму стакана. Оси толкателей смещены относительно кулачков и во время работы по­ворачиваются, что обеспечивает их равномерный износ.

Распределительный вал стальной. На нем находятся три опорные шейки и восемь кулачков. Два крайних и два средних ку­лачка 16 служат для открытия выпускных, а остальные — для от­крытия впускных клапанов. Определенное расположение кулачков соответствует порядку работы двигателя. Для удобства установки вала диаметры опорных шеек, начиная с передней, должны после­довательно уменьшаться.

Фазами газораспределения называют продолжительность откры­тия клапанов. Их выражают в градусах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. На диаграмме (см. рис. 1, б) видно, что клапаны открываются с опережением, а закрываются с запаздыванием. Это необходимо для наиболее полной очистки цилинд­ров от отработавших газов и лучшего наполнения цилиндров чис­тым воздухом, что ведет к повышению мощности двигателя. Углы, показанные на диаграмме, зависят от взаимного расположения ку­лачков, их профиля и значения зазора между клапанами и коро­мыслами.

Распределительные шестерни (рис. 2) стальные, косозубые (за исключением шестерен 1 и 3, которые имеют прямые зубья). Они размещены в картере шестерен и предназначены для передачи вращения от коленчатого вала на распределительный вал и валы топливного, гидравлического и масляного насосов. Враще­ние от коленчатого вала на распределительный вал и вал топлив­ного насоса передается через промежуточную шестерню 6, которая свободно вращается на оси, запрессованной в блок-картер. В цент­ральное отверстие промежуточной шестерни запрессована бронзо­вая втулка.

Рис. 2. Распределительные шестерни дизелей:

а...г — варианты; 1 и 3 — ведомая и ведущие шестерни привода масляного насоса; 2 — шестерня коленчатого вала; 4 — шестерня привода насоса гидросис­темы; 5 — шестерня распределительного вала; 6 — промежуточная шестерня; 7 — шестерня топливного насоса; 8 — шестерня привода насоса гидроусилителя.

От осевого перемещения промежуточная шестерня удерживается шайбой, закрепленной болтами к торцу оси. Вследствие того, что у четырехтактных двигателей распределительный вал и вал топливного насоса должны вращаться в 2 раза медленнее коленчатого, их шестер­ни имеют в 2 раза больше зубьев, чем шестерни коленчатого вала.

Для согласования начала открытия и закрытия клапанов с оп­ределенным положением поршней в цилиндрах шестерня 5 зафик­сирована на распределительном валу штифтом, запрессованным во фланец вала, и установлена с шестерней 2 коленчатого вала и шестерней 7 топливного насоса по меткам относительно положе­ния шестерни промежуточного вала.

2. Декомпрессионный механизм

Чтобы прокрутить коленчатый вал дизеля во время регулировки его механизмов или при пуске, требуется затратить значительные усилия на преодоление сопротивления воздуха, сжимаемого в цилиндрах. Для уменьшения этого сопротивления на двигателях применяют вспомогательный декомпрессионный механизм (декомпрессор), с помощью которого приоткрываются клапаны и из цилиндров при такте сжатия воздух выходит в атмосферу. Благодаря этому значительно снижается усилие, необходимое для вращения коленчатого вала. Декомпрессионный механизм входит в систему пуска двигателя, но конструктивно он объединен с механизмом газораспределения.

Декомпрессионный механизм, воздействующий на коромысла. Такой механизм состоит из двух соединенных валиков (рис. 3, а и б), установленных над коромыслами, и рычага 5 с фиксатором. На валиках 3 против клапанов имеются винты 4. При выключенном положении декомпрессионного механизма головки винтов на валиках обращены вбок и не мешают нормальной работе распределительного механизма. Когда декомпрессор включают в работу, валики поворачиваются и головками винтов нажимают на длинные плечи коромысел 2, открывая клапаны 7.

В рабочем положении валики декомпрессора фиксируются защелкой с пружиной. Опускание клапана регулируют поворотом винта 4 в валике.

Рис. 3. Декомпрессионный механизм:

а — схема работы, б и в — устройства, воздействующие на коромысла и толкатели; 1 — клапан; 2 — коромысло; 3 — валик, 4 — регулировочный винт, 5 и 11 — рычаги, 6 — штанга; 7— ось коромысла; 8— кулачок распределительного вала; 9 - качающийся толкатель; 10 — тяга, 12 — валик с лыской; 13 — толкатель.

Декомпрессионный механизм, воздействующий на толкатели. Этот механизм включает в себя четыре валика 12 (рис. 3, в), концы которых установлены в кольцевых выточках толкателей 13, рычаг 5 и соединительные детали. На каждом валике 12 выполнена лыска. Если лыски валиков направлены вверх (декомпрессор выключен), то толкатели свободно перемещаются и распределительный меха­низм работает нормально. Когда рукоятку декомпрессора устанав­ливают во включенное положение, валики поворачиваются лысками вбок и концы валиков цилиндрической поверхностью подни­мают толкатели впускных клапанов, клапаны опускаются и во всех цилиндрах компрессия исчезает.

В отличие от декомпрессионного механизма, воздействующего на коромысла, в механизме, воздействующем на толкатели, опус­кание клапанов не регулируют.

3. Техническое обслуживание. Возможные неисправности.

На нормальную работоспособность механизма газораспределе­ния влияют затяжка головок цилиндров и стоек коромысел, ис­правное состояние всех деталей, установка распределительных ше­стерен по меткам и правильная регулировка зазоров между клапа­нами и коромыслами.

Своевременность открытия и закрытия клапанов может быть на­рушена из-за неотрегулированного зазора между клапанами и ко­ромыслами. При слишком малом или большом зазоре снижается мощность двигателя и увеличивается удельный расход топлива. При малом зазоре клапан горячего двигателя неплотно сидит в гнезде из-за удлинения стержня клапана при нагревании, что приводит к быстрому выгоранию фасок клапана и седла.

При большом зазоре уменьшается продолжительность откры­того состояния клапана и слышится металлический стук в зоне расположения клапана, сопровождаемый интенсивным износом бойка коромысла и стержня клапана.

Зазоры между клапанами и коромыслами регулируют при ТО-2 в такой последовательности. Колпак головки цилиндра очищают от пыли и снимают. После подтяжки крепления стоек, вращая колен­чатый вал, определяют по движению коромысел клапанов оконча­ние тактов впуска (когда закроется впускной клапан) и начало такта сжатия в первом цилиндре.

Коленчатый вал вращают до прихода поршня в в.м.т. Для этого используют шпильку, которую устанавливают в отверстие картера маховика.

При такте сжатия замеря­ют зазор между стержнем клапана и бойком коромысла. Если зазор нарушен, то его регулируют отверткой, гаечным ключом и щупом. Для этого отпускают контргайку 2 (рис. 4) регулировочного винта, поворачивают винт 3 до получения необходимого зазора, который контролируют щупом 5.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каково назначение декомпрессионного механизма?

2. Для чего между клапанами и коромыслом необходим зазор?

3. Почему диаметр шестерни коленчатого вала в 2 раза меньше диаметра шестерни распределительного вала?

4. С какой целью распределительные шестерни устанавливают по меткам?

5. Назовите типы декомпрессионных механизмов?

6. Перечислите операции, выполняемые при обслуживании механизма газораспределения?

7. Укажите, в какой последовательности регулируют зазоры между клапанами и коромыслом?