Классификация и краткая характеристика различных типов ГРМ.

Тема 9. Конструкция ГРМ

 

1. Назначение и требования к ГРМ.

2. Классификация и краткая характеристика различных типов ГРМ.

3. Конструктивные и технологические меры, обеспечивающие надёжность и эффективность ГРМ.

 

1. Назначение и требования к ГРМ.

 

ГРМ предназначен для своевременного открытия впускных и выпускных клапанов с целью максимального наполнения цилиндров свежим зарядом ГС или воздуха, удаления отработавших газов и надёжной герметизации цилиндров во время тактов сжатия и рабочего хода.

 

Требования к ГРМ.

Своевременное открытие клапанов (надёжность);

Надёжная герметизация цилиндров  (надёжность);

Максимальное наполнение цилиндров свежим зарядом (еффективность);

Минимальный расход топлива при работе двигателя (еффективность).

 

Классификация и краткая характеристика различных типов ГРМ.

Классификация газораспределительных механизмов двигателей с клапанным газораспределением осуществляется в зависимости от взаимного расположения самих клапанов и приводящего их распределительного вала, а также конструкции передаточных звеньев между ними.

По расположению клапанов выделяют двигатели:

· Нижнеклапанные (с боковым расположением клапанов);

· Верхнеклапанные (в старой литературе — «с подвесными клапанами») OHV;

· Со смешанным расположением клапанов.

По расположению распределительного вала выделяют двигатели:

· С распредвалом, расположенным в блоке цилиндров (с нижним распредвалом, Cam-in-Block);

· С распредвалом, расположенным в головке блока цилиндров (с верхним распредвалом, Cam-in-Head);

· Без распределительного вала.

По числу распределительных валов:

· с одним распредвалом на головку (обычно для двухклапанных цилиндров) SOHC;

· с двумя распредвалами, (для многоклапанных, отдельно для впускных и выпускных) DOHC.

По управлению газораспределением:

· с постоянными фазами;

· с управляемыми фазами.

По этим признакам клапанные механизмы четырёхтактных двигателей внутреннего сгорания разделяются на целый ряд подтипов.

Двигатели с распредвалом в головке цилиндров (тип OHC, SOHC)

Двигатель с одним верхним распределительным валом и клапанами в головке (Overhead Camshaft или SOHC — Single OverHead Camshaft).

В зависимости от конкретной конфигурации привода клапанов, выделяют двигатели с приводом клапанов коромыслами, рычагами (рокерами) или цилиндрическими толкателями.

В верхневальных двигателях с приводом клапанов коромыслами для привода клапанов используются коромысла — двуплечие рычаги, один из концов которых (обычно более короткий) находится в контакте с расположенным под ним кулачком распредвала, а второй (более длинный) — со стержнем клапана. В большинстве случаев коромысла расположены на общей оси, что облегчает сборку и разборку газораспределительного механизма. Такой привод клапанов обычно применяется на двигателях с полусферической или шатровой камерой сгорания, которые требуют расположения клапанов двумя рядами в виде буквы V, и в которых при использовании других типов привода клапанов пришлось бы использовать либо очень длинные рычаги, либо два распределительных вала, по одному на каждый ряд клапанов, что как правило является менее предпочтительным. Кроме того, благодаря расположению распределительного вала ниже коромысел головка блока получается сравнительно компактной по высоте (но зато имеет большую ширину). Примеры верхневальных двигателей с приводом клапанов коромыслами — «Москвич-412» (полусферическая камера сгорания), некоторые модели двигателей фирм BMW (полусферическая) и Honda (шатровая), 8-клапанный мотор Renault Logan (шатровая).

В верхневальных двигателях с приводом клапанов рычагами (рокерами) в качестве передаточного звена между кулачками распределительного вала и клапанами используются одноплечие рычаги (рычажные толкатели), опирающиеся на общую ось или на индивидуальные опорные стойки (упоры) в виде болта со сферической рабочей поверхностью, к которой рычаг прижимается силой специальной шпилечной пружины. Распределительный вал расположен над рычагами и толкает их примерно посередине. Данная схема сравнительно проста в реализации и дёшева, однако имеет повышенный уровень шумности, а поверхность контакта кулачка распределительного вала и рычага испытывает большие нагрузки, что требует высоких противозадирных характеристик смазочного масла. Кроме того, из-за расположения распределительного вала над рычагами головка цилиндров получается громоздкой по высоте (ширина зависит от конкретной компоновки, но в целом больше, чем при приводе клапанов цилиндрическими толкателями). Такой ГРМ характерен для двигателей «Жигулей» ВАЗ-2101…2107 и «Нивы» ВАЗ-2121, а также ряда других двигателей, преимущественно разработки 1960-х — 70-х годов.

В верхневальных двигателях с приводом клапанов цилиндрическими толкателями распределительный вал расположен непосредственно над стержнями клапанов и приводит их посредством коротких цилиндрических толкателей. Механизм привода получает очень простым и с минимальной инерцией деталей, что выгодно для высокооборотных двигателей, а головка цилиндров — достаточно компактной по всем направлениям. Однако регулировка клапанного зазора при такой конструкции привода клапанов вызывает значительные затруднения из-за затруднённого доступа к толкателям, поэтому современные моторы с таким ГРМ обычно имеют гидрокомпенсаторы клапанного зазора, встроенные в толкатели. Благодаря указанным выше преимуществам (простота, компактность, минимальная инерция) в настоящее время данный тип привода клапанов является наиболее распространённым на легковых автомобильных двигателях (как SOHC, так и DOHC).

Двигатели с двумя распредвалами (тип 2OHC / DOHC)

Эта схема является усложнённой разновидностью обычной OHC. В головке блока цилиндров расположены два распредвала, один из которых приводит впускные клапаны, второй — выпускные, при этом на каждый цилиндр приходится один впускной и один выпускной клапан.

Схема позволяет значительно увеличить количество оборотов коленчатого вала за счёт уменьшения инерции привода клапанов, следовательно, увеличить мощность, снимаемую с двигателя.

Тема 9. Конструкция ГРМ

 

1. Назначение и требования к ГРМ.

2. Классификация и краткая характеристика различных типов ГРМ.

3. Конструктивные и технологические меры, обеспечивающие надёжность и эффективность ГРМ.

 

1. Назначение и требования к ГРМ.

 

ГРМ предназначен для своевременного открытия впускных и выпускных клапанов с целью максимального наполнения цилиндров свежим зарядом ГС или воздуха, удаления отработавших газов и надёжной герметизации цилиндров во время тактов сжатия и рабочего хода.

 

Требования к ГРМ.

Своевременное открытие клапанов (надёжность);

Надёжная герметизация цилиндров  (надёжность);

Максимальное наполнение цилиндров свежим зарядом (еффективность);

Минимальный расход топлива при работе двигателя (еффективность).

 

Классификация и краткая характеристика различных типов ГРМ.

Классификация газораспределительных механизмов двигателей с клапанным газораспределением осуществляется в зависимости от взаимного расположения самих клапанов и приводящего их распределительного вала, а также конструкции передаточных звеньев между ними.

По расположению клапанов выделяют двигатели:

· Нижнеклапанные (с боковым расположением клапанов);

· Верхнеклапанные (в старой литературе — «с подвесными клапанами») OHV;

· Со смешанным расположением клапанов.

По расположению распределительного вала выделяют двигатели:

· С распредвалом, расположенным в блоке цилиндров (с нижним распредвалом, Cam-in-Block);

· С распредвалом, расположенным в головке блока цилиндров (с верхним распредвалом, Cam-in-Head);

· Без распределительного вала.

По числу распределительных валов:

· с одним распредвалом на головку (обычно для двухклапанных цилиндров) SOHC;

· с двумя распредвалами, (для многоклапанных, отдельно для впускных и выпускных) DOHC.

По управлению газораспределением:

· с постоянными фазами;

· с управляемыми фазами.

По этим признакам клапанные механизмы четырёхтактных двигателей внутреннего сгорания разделяются на целый ряд подтипов.