VI. Газораспределительный механизм дизеля

Газораспределительный механизм управляет работой впускных и выпу­скных клапанов, т. е. процессами впу­ска в цилиндры чистого воздуха и вы­пуска из цилиндров отработавших га­зов. Механизм состоит из распредели­тельного ьала и привода впускных и выпускных клапанов.

Привод распределительного вала

Привод осуществляется от колен­чатого вала дизеля с помощью цилин­дрических косозубых шестерен, изго­товленных из качественной стали и размещенных в стальном разъемном корпусе. Так как рабочий цикл четы­рехтактного дизеля совершается за два оборота коленчатого вала, то рас­пределительный вал должен вращать­ся в два раза медленнее коленчатого. Такое уменьшение частоты вращения распределительного вала обеспечива­ется за счет определенного соотноше­ния чисел зубьев шестерен привода.

Ведущая шестерня 2 (рис. 29) при­вода (z = 74) укреплена на коленча­том валу 1 дизеля. Ведомая шестерня 9 (z = 54) прикреплена восемью бол­тами к фланцу хвостовика распреде­лительного вала. Вращение от веду­щей шестерни 2 к ведомой 9 передает­ся через блок промежуточных шесте­рен, который состоит из большой шестерни 3 (z = 74) и малой шестерни 17 (z = 27). Большая промежуточная шестерня находится в зацеплении с ведущей, а малая — с ведомой.

Шестерня 3 насажена с натягом на ступицу шестерни 17. Правильность сборки шестерен обеспечивается с по­мощью штифта 4, а дополнительное крепление осуществляется одиннад­цатью болтами 7 (М16). В ступицу ма­лой промежуточной шестерни 17 с двух сторон запрессованы до упора в борты стальные втулки 13 с бронзо­вым покрытием толщиной 1,5 мм и тонким слоем баббита.

Блок промежуточных шестерен вращается на пальце 5, запрессован­ном в поперечину 6, которая представ­ляет собой стальную литую коробку. В боковых стенках поперечины имеются окна для прохода шестерен, а в торцо­вых стенках — расточки под палец. Поперечина фиксируется на заднем торце блока дизеля двумя штифтами 19 и крепится к нему четырьмя болта­ми 10 (М24), которые ввернуты в при­варенные к блоку бонки 8.

Палец 5 имеет две шейки диамет­ром 67 мм под втулочные подшипники и две цилиндрические части диамет­рами 60 и 70 мм для запрессовки в расточки поперечины. На торце паль­ца и приливе поперечины выполнены пазы под стопорную планку 16, кото­рая прикреплена к поперечине двумя болтами 18 и дополнительно фиксиру­ет палец.

В пальце сделаны несквозное осе­вое сверление а и четыре радиальных отверстия б для подвода масла к вту­лочным подшипникам 13. Возле от­верстий на наружной поверхности ше­ек имеются лыски в, способствующие созданию масляного клина. В осевое сверление а запрессована втулка 14 с резьбой под пустотелый штуцер 15. Для смазывания деталей привода рас­пределительного вала масло от ниж­него масляного коллектора по трубке 12 подводится к штуцеру 15 и соплу 11.

Из штуцера масло по осевому а и ра­диальным б отверстиям поступает к втулочным подшипникам блока про­межуточных шестерен.

Сопло 11 представляет собой труб­ку, к которой приварен фланец е с запрессованным в него штифтом д ди­аметром 4 мм. С одной стороны сопло заварено и имеет три радиальных от­верстия г диаметром 1 мм для выхода масла. На другом конце сопла нареза­на резьба Ml0 и просверлено радиаль­ное отверстие ж диаметром 3 мм для подвода масла. Сопло устанавливают с внутренней стороны поперечины 6 до упора фланцем и фиксируют гай­кой 20. На выступающую часть сопла надевают трубку 12 и навертывают колпачковую гайку 21. Через отвер­стия г в сопле масло разбрызгивается на зубья шестерен. Смазав детали, масло стекает в корпус привода рас­пределительного вала и через втулку 4 (см. рис. 18) в седьмой поперечной перегородке рамы дизеля и сливное отверстие 11 попадает в масляный бак.

Распределительный вал

Вал служит для привода клапанов, топливных насосов высокого давле­ния и двух регуляторов дизеля (объе­диненного и предельного). Вал состоит из семи частей (шести одинаковых ку­лачковых секций и хвостовика), отко­ванных из высококачественной стали.

Каждая секция (рис. 30, а) имеет кулачки 2 и 5 для привода впускных и выпускных клапанов, шейку 4 под опорный подшипник и фланцы 1 и 5, предназначенные для соединения сек­ций. Фланец 5 имеет выступ 6 диамет­ром 52 мм, а фланец 1 — выемку тако­го же диаметра, что обеспечивает цен­тровку секций при сборке. Соединение фланцев двух соседних секций осуще­ствляется шестью болтами Ml6, из ко­торых один призонный, т. е. плотно входящий в отверстия фланцев. По­становка призонных болтов необходи­ма для точной сборки распределитель­ного вала. Под гайки болтов устанав­ливают лепестковые шайбы с отгибом лепестков на цилиндрическую повер­хность фланца.

Между кулачками 2 и 5 на ци­линдрической поверхности диаметром 70 мм монтируется топливный кула­чок, состоящий из двух частей 13 и 14, стянутых четырьмя болтами 15 (M12). Рабочие поверхности кулачков и опорных шеек цементируют, закали­вают и шлифуют.

Хвостовик распределительного вала (рис. 30, б) для уменьшения массы выполнен пустотелым. Он имеет две шейки 7 и 10 под подшипники и два фланца 8 и 11. Концевая шейка 7 яв­ляется дополнительной опорой рас­пределительного вала. Шейка 10 пре­дусмотрена под опорно-упорный под­шипник, поэтому она ограничена с обеих сторон бортами 9. Все шейки вала имеют диаметр 75 мм.

К фланцу 8 прикреплена восемью болтами (из которых один призонный) шестерня привода распределительно­го вала (z = 54). При помощи фланца 11 хвостовик соединен с шестой сек­цией вала тремя шпильками М16 и тремя болтами 12 (M16), из которых один призонный.

Распределительный вал вращает­ся в семи разъемных и одном втулоч­ном подшипниках. Каждый разъем­ный подшипник состоит из комплекта вкладышей и разъемного корпуса, об­разованного перегородкой 5 в отсеке распределительного вала (см. рис. 19) и крышкой. Вкладыши 1 и 2 (рис. 31) изготовлены из стали, а внутренняя поверхность их покрыта слоем брон­зы.

Верхний вкладыш 2 отличается от нижнего 1 наличием маслораспределительной канавки б. По стыкам вкла­дыши имеют холодильники а и отвер­стия г для прохода масла.

Стальная крышка 12 прикреплена к перегородке отсека распределитель­ного вала двумя болтами Ml6. Для фиксации вкладышей в корпусе под­шипника на их наружной поверхности сделаны лыски в, через которые про­ходят крепежные болты. В центре крышки имеется сверление е с резьбой под штуцер 10 для крепления маслоподводящей трубки 11.

Седьмой разъемный подшипник является опорно-упорным. Его вкла­дыши 3 и 4 шире на 10 мм и имеют борта д для ограничения осевого раз­бега вала (0,1—0,5 мм). Восьмой под­шипник представляет собой стальную втулку 6 с внутренним бронзовым по­крытием, запрессованную в стальной корпус 5. Втулка 6 дополнительно фиксируется винтом 7 (М5), ввернутым с торца в отверстие глубиной 10 мм, просверленное на стыке втулки и кор­пуса. Для подвода масла к восьмой шейке распределительного вала в корпусе 5 сделано отверстие и с резь­бой под штуцер, совпадающее с на­ружной канавкой ж втулки 6. Из ка­навки ж по двум радиальным отвер­стиям з масло попадает в холодильни­ки а и поступает из них на смазывание втулочного подшипника распредели­тельного вала. Корпус имеет квадрат­ный фланец с четырьмя отверстиями под болты, крепящие его к верхней части корпуса привода распредели­тельного вала.

Масло к подшипникам распреде­лительного вала подводится от верх­него масляного коллектора по четы­рем трубкам, каждая из которых обес­печивает смазывание двух подшипни­ков. Из трубки 11 через штуцер 10 и сверление е в крышке 12 масло попа­дает в канавку б верхнего вкладыша 1 и через холодильники а выходит на поверхность шейки распределитель­ного вала. Через зазоры на смазку (0,1—0,2 мм) масло стекает в отсек распределительного вала и далее по двенадцати отверстиям в правом на­клонном листе блока — в картер и масляный бак.

Привод клапанов

Назначение и устройство. Привод обеспечивает передачу усилий от ку­лачков распределительного вала на клапаны для открытия их. Закрытие клапанов осуществляется пружинами (см. рис. 23). Основными деталями привода клапанов являются толкате­ли, штанги толкателей, коромысла и траверсы (рис. 32).

Толкатель 2 изготовлен из качест­венной стали и термически обработан. На его цилиндрической поверхности проточены три горизонтальные ка­навки г, соединенные двумя верти­кальными пазами а. В нижней части толкателя сделан паз для ролика и расточены два отверстия диаметром 28 мм под палец 23, на котором свобод­но вращается ролик 1. Фиксация паль­ца осуществляется двумя стопорными кольцами 21, установленными в ка­навках толкателя.

Палец имеет несквозное осевое от­верстие ж диаметром 12 мм, заглу­шённое с торца, и два радиальных от­верстия д и е. Центральное отверстие е диаметром 4 мм заканчивается лыс­кой глубиной 1,5 мм, а отверстие д такого же диаметра соединяет полость пальца с канавкой з, проточенной на его поверхности. Для подвода масла к пальцу в толкателе сделано косое сверление в, совпадающее с кольце­вой канавкой з.

В верхней части толкателя сдела­но сферическое углубление для шар­нирного соединения со штангой тол­кателя и просверлены два отверстия б диаметром 4 мм, через которые масло стекает на поверхность ролика.

Толкатели совершают возвратно-поступательное движение в шести корпусах, расположенных над кулач­ковыми секциями распределительно­го вала. Корпус 25 толкателей отлит из чугуна и прикреплен шестью шпильками к правому наклонному ли­сту блока в отсеке распределительно­го вала. В корпусе расточены три гнез­да диаметром 65 мм. В крайних гнез­дах устанавливают толкатели приво­да клапанов, а в среднем гнезде — толкатель топливного насоса. В ниж­ней части крайних гнезд сделаны пазы под ролики для предотвращения пово­рота толкателей. С этой же целью в средней части корпуса прикреплен угольник 4 (см. рис. 44), входящий в паз толкателя топливного насоса.

В среднем гнезде (см. рис. 32) про­точена кольцевая канавка г, соединен­ная сверлениями ж диаметром 6 мм с крайними гнездами. На смазывание толкателей масло поступает от верх­него масляного коллектора (см. рис. 62) по трубке 27 (см. рис. 32), соединен­ной штуцером 26 с центральным от­верстием и в корпусе 25 толкателей, совпадающим с кольцевой канавкой г в среднем гнезде. Из канавки г по осе­вым сверлениям ж масло поступает к толкателям 2. Канавки г и пазы а обес­печивают смазывание цилиндриче­ской поверхности толкателя и подвод масла к пальцу 23.

Штанга 36 толкателя представляет собой тонкостенную стальную трубку диаметром 34 мм, к которой приваре­ны два наконечника. Нижний нако­нечник 37 своей шаровой головкой опирается на сферическую выемку толкателя, а верхний наконечник 31 с вогнутой шаровой поверхностью слу­жит опорой для болта-толкателя 16, ввернутого в коромысло. Штанга рас­положена внутри защитного кожуха, состоящего из двух тонкостенных тру­бок. Верхняя трубка 32 закреплена в приливе цилиндровой крышки, а ниж­няя трубка 35 с помощью приварного фланца прикреплена двумя болтами к верхнему листу отсека распредели­тельного вала. Обе части кожуха сое­динены резиновой втулкой 34, концы которой стянуты хомутами 33, изго­товленными из стальной ленты.

 

Коромысло 13 отштамповано из высококачественной стали в виде дву­плечего рычага. Для увеличения прочности оба плеча коромысла име­ют двутавровую форму. В центре ко­ромысла расточено отверстие диамет­ром 60 мм, в которое запрессована стальная втулка 19 с бронзовым по­крытием, служащая подшипником для оси. На наружной поверхности втулки проточена кольцевая канавка г шири­ной 12 мм и глубиной 2,5 мм, соединен­ная пятью радиальными отверстиями д с внутренней поверхностью втулки, покрытой бронзой. Четыре отверстия д диаметром 3 мм имеют холодильни­ки т, улучшающие смазывание под­шипника, а пятое отверстие диамет­ром 4 мм совпадает с каналом с диаметром 4,5 мм, просверленным в плече коромысла, которое заканчивается вилкой. В отверстия вилки вставлен палец 12 с надетым на него ударником 11, имеющим квадратную форму. При сборке ударник устанавливают глад­кой боковой поверхностью в сторону траверсы 22, а боковой поверхностью с цилиндрической выемкой м — в сто­рону сопла 24, запрессованного в ка­нал с. Ударник имеет четыре отвер­стия н диаметром 3 мм, соединяющие его боковые грани с кольцевой канав­кой г на наружной поверхности паль­ца 12. Палец выполнен пустотелым и фиксируется от смещения двумя сто­порными кольцами, установленными в канавках о, проточенных по его кон­цам.

На конце второго плеча коромыс­ла имеется отверстие с резьбой М22 под болт-толкатель 16, положение ко­торого фиксируется гайкой 15. Своей шаровой головкой болт-толкатель опирается на штангу. В плече про­сверлен канал п диаметром 4,5 мм, с которым соединено вертикальное от­верстие р диаметром 2 мм.

Оба коромысла качаются на оси 10, запрессованной в отверстие стойки 7. Ось изготовлена из высококачествен­ной стали в виде толстостенной втул­ки, имеющей наружный диаметр 52 мм, а внутренний — 24 мм. Полость оси закрыта заглушками 14, запрессован­ными в торцовые расточки диаметром 30 мм. В средней части оси сделана наружная проточка шириной 30 мм, соединенная радиальным отверстием д диаметром 6 мм с полостью оси. На расстоянии 36,5 мм от торцов оси про­сверлены по два радиальных отвер­стия е диаметром 4 мм, заканчиваю­щихся лысками л глубиной 3 мм.

Коромысла фиксируются от сме­щения стопорными кольцами 8, уста­новленными в канавках г, проточен­ных около торцов оси. Регулировка зазоров между коромыслами и стой­кой обеспечивается постановкой стальных шайб 9. Левое коромысло управляет открытием впускных кла­панов, а правое — выпускных. За счет формы коромысел расстояние между ударниками меньше, чем расстояние между болтами-толкателями, поэтому левое и правое коромысла невзаимо­заменяемы.

Стойка 7 отлита из стали и имеет в верхней части расточку под ось 10, а в нижней части — фланец для крепле­ния к крышке цилиндра. Во фланце просверлены четыре отверстия диа­метром 23 мм под шпильки и два от­верстия диаметром 10 мм — под штифты. Между стойкой и крышкой цилиндра ставят прокладку из масло-стойкой бумаги. В стойке просверлен наклонный канал к диаметром 7 мм.

Траверса 22 передает усилие от коромысла на два клапана. Она от­штампована из высококачественной стали и имеет Т-образную форму. В центральное отверстие траверсы за­прессована бронзовая втулка, которая дополнительно фиксируется двумя штифтами. В нижней части траверсы профрезерован паз, предотвращаю­щий поворот ее на направляющем пальце.

Сверху в цилиндрическую расточ­ку траверсы вставляют сменную стальную пяту 18. Вертикальные и го­ризонтальные канавки в расточке со­единяют кольцевую канавку вокруг пяты с внутренней поверхностью бронзовой втулки.

В плечах траверсы сделаны отвер­стия с резьбой М24 под бойки 17. Кон­цы плеч разрезаны и стянуты болтами 20 (М10), фиксирующими положение бойков после регулировки темпера­турного зазора в приводе клапанов.

Направляющий палец 30 обеспе­чивает возвратно-поступательное движение траверсы 22, для чего на его цилиндрической поверхности сделаны два плоских среза. Своим нижним ци­линдрическим выступом палец входит в гнездо цилиндровой крышки и при­креплен к ней при помощи фланца двумя шпильками М10. Между паль­цем и траверсой установлена возвра­щающая пружина 29.

Работа привода клапанов (рис. 33). При вращении распределительного вала 1 его кулачок 2 набегает на ролик 3 толкателя 4. Последний перемеща­ется вверх в корпусе 5 и воздействует на штангу 6, через которую усилие передается на болт-толкатель 12, ввернутый в плечо коромысла 14. По­ворачиваясь на оси 15, коромысло ударником 17 давит на траверсу 18, которая бойками 19 воздействует на два впускных (выпускных) клапана 23, опуская их вниз. Ход каждого клапана 25 мм. При дальнейшем повороте рас­пределительного вала, когда ролик 3 с выступа кулачка 2 переходит на его затылочную (цилиндрическую) часть, пружины 16 и 21 сажают клапаны 23 на свои седла, а все детали привода клапанов возвращаются в исходное положение. Пружина 20 обеспечивает подъем траверсы, не допуская ее пере­коса.

Смазывание верхнего привода клапанов. От верхнего масляного кол­лектора (см. рис. 62) масло по трубкам подводится к цилиндровым крышкам. Через ввернутый в прилив крышки 6 (см. рис. 32) пустотелый штуцер 3 и втулку 4 масло поступает в наклон­ный канал к стойки коромысел и за­полняет кольцевую проточку на оси 10.

Через радиальное отверстие д мас­ло проходит в полость оси и по ради­альным отверстиям е выходит на сма­зывание втулок коромысел. Большая часть масла проходит через радиаль­ные отверстия д во втулке 19 и запол­няет кольцевую канавку г на ее на­ружной поверхности. Из канавки мас­ло идет в каналы плеч коромысла 13. По каналу п и вертикальному отвер­стию р масло стекает на шаровую по­верхность болта-толкателя 16. По ка­налу с масло подходит к соплу 24, че­рез которое выбрасывается на повер­хность ударника //и далее стекает на пяту 18 через отверстия н в ударнике 11, соединенные между собой кольце­вой канавкой г на пальце 12. С повер­хности пяты масло попадает в кольце­вую канавку траверсы 22 и по канав­кам в ней идет на смазывание направ­ляющего пальца 30. Одновременно по наклонным поверхностям плеч тра­версы масло стекает к бойкам 17. Сма­зав все детали верхнего привода кла­панов, масло вытекает на крышку и по ее наклонной поверхности направля­ется к штангам. По зазору между штангами 36 и кожухами оно сливает­ся в отсек распределительного вала, из которого по 12 отверстиям в на­клонном листе 14 блока (см. рис. 19) попадает в картер и масляный бак.