Газораспределительный механизм (грм)

 

Газораспределительным называется механизм, осуществляющий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.

Он служит для своевременного впуска горючей смеси или воздуха в цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров отработавших газов.

В двигателях автомобилей применяются ГРМ с верхним расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов позволяет увеличить степень сжатия, улучшить наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом, упростить техническое обслуживание двигателя.

Двигатели могут иметь ГРМ различных типов, что зависит от компоновки двигателя и, главным образом, от взаимного расположения коленчатого вала, распределительного вала и впускных и выпускных клапанов. Число распределительных валов зависит от типа двигателя.

При верхнем расположении распредвал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов осуществляется непосредственно от распредвала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распредвала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня. Его верхнее расположение упрощает конструкцию двигателя, уменьшает массу и инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей механизма и обеспечивает высокую надёжность и бесшумность работы при большой частоте вращения коленчатого вала.

Цепной и ременный приводы также обеспечивают бесшумную работу ГРМ.

При нижнем расположении распределительный вал устанавливается в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом и приводится во вращение с помощью шестерен. Открытие и закрытие клапанов производится от распределительного вала через толкатели, штанги и коромысла. При большем числе клапанов обеспечиваются лучшие наполнение цилиндров горючей смесью и их очистка от отработавших газов. При нечетном числе клапанов на цилиндр число впускных клапанов на один клапан больше, чем выпускных.

В настоящее время в газораспределительных механизмах двигателей легковых автомобилей для привода впускных и выпускных клапанов находят широкое применение гидравлические толкатели.

Гидравлические толкатели автоматически обеспечивают постоянный (беззазорный) контакт кулачков распределительного вала с клапанами, компенсируют износ сопрягаемых деталей (распределительного вала и клапанной группы) и исключают необходимость регулирования теплового зазора клапанов в эксплуатации.

 

СИСТЕМА СМАЗКИ

 

Основным назначением смазки является разделение движущихся поверхностей для предотвращения трения и износа. Смазки могут быть твердыми, жидкими или газообразными. В двигателях автомобилей применяются жидкие смазки. Вязкость является свойством жидкости, благодаря которому она сопротивляется течению: чем больше вязкость, тем больше сопротивление и наоборот. Смазка должна иметь достаточную вязкость, чтобы противостоять максимальной нагрузке, не оказывая слишком большого сопротивления перемещению. Использование более жидкого масла позволяет достичь лучшей экономичности, но требует тщательной подгонки опорных подшипников.

 

Смазочная система (СС) предназначена для уменьшения износа трущихся поверхностей и механических потерь на трение, отвода тепла от смазываемых поверхностей и предохранения их от коррозии.

В зависимости от условий работы масло к узлам и механизмам двигателя может подводиться несколькими способами: под давлением, разбрызгиванием и масляным туманом.

 

СС дизеля КАМАЗ-740 комбинированная. Запас масла хранится в поддоне картера. Двухсекционный шестеренный насос с приводом от коленчатого вала подает масло нагнетательной секцией в полнопоточный фильтр со сменным фильтрующим элементом, откуда оно направляется в главную масляную магистраль, проходящую внутри коленчатого вала и по сверлениям поступает к коренным и шатунным подшипникам. Одновременно по вертикальным каналам в блоке поступает к опорным шейкам распределительного вала по наклонным каналам к втулкам коромысел, а от них направляется к регулировочным винтам и верхним наконечникам штанг. Стекая по внутренним отверстиям штанг, масло смазывает толкатели и кулачки распределительного вала двигателя.

Масло поступает разбрызгиванием на стенки цилиндров, где оно снимается маслосъёмным кольцом, отводится внутрь поршня и смазывает поршневой палец. Из наклонных каналов блока масло поступает для смазывания подшипников компрессора и топливного насоса высокого давления. Кроме того, от нагнетательной секции насоса через кран и регулятор-выключатель масло подается в гидромуфту привода вентилятора.

Радиаторная секция масляного насоса по маслопроводу подает масло к центрифуге, из которой оно постоянно сливается в поддон картера или проходит в радиатор, если кран маслопровода открыт.

При засорении полнопоточного фильтра или повышенной вязкости масла открывается перепускной клапан и неочищенное масло поступает в главную масляную магистраль.

 

 

НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ (СО) ДВИГАТЕЛЯ.

СО предназначена для отвода излиш­него тепла от деталей двигателя, чтобы поддерживать их t в безопасных пределах (200-250⁰С) и не допускать повреждений.

При перегреве: м.б. повреждены головка поршня, стенки камеры сгорания, обл. вып. канала; пленка масла может сгореть; мощность падает.

СО м.б. воздушная и жидкостная.

Воздушная: (+) Двигатель легче, быстрее прогревается, рабочая температура выше, не требует ТО, не размораживается в мороз. (-) Нужен вентилятор и кожухи, выше вероятность перегрева, больше шумность, цилиндры д.б. отдельными, труднее сделать удовл. отопление салона.

Жидкостная: (+) Деформация блока min, двигатель более компактный, менее шумный, лучше работает в неблагоприятных условиях, доступ к деталям проще. (-) Вся конструкция тяжелее; прогрев – дольше; может закипеть; есть риск разморожения, утечек; требует ТО.

 

СО двигателя КАМАЗ-740 жидкостная, закрытого типа с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости, рассчитанная на применение всесезонной низкозамерзающей жидкости.

Основными элементами системы являются: водяной насос, радиатор, термостаты, водяная рубашка двигателя, вентилятор, гидромуфта привода вентилятора, включатель гидромуфты, расширительный бачок, перепускные трубы, жалюзи.

Во время работы двигателя циркуляция охлаждающей жидкости в системе создается центробежным насосом. Жидкость нагнетается через отверстия в блоке в водяную полость левого и правого блока. Водяные полости в каждом ряду цилиндров сообщаются между собой через отверстия в перегородках, выполненных при отливке блока цилиндров.

Омывая наружные поверхности гильз цилиндров, охлаждающая жидкость через отверстия поступает в водяные полости головок цилиндров. Из головок цилиндров нагретая жидкость по водяным трубам поступает в коробку термостатов и далее, в зависимости от температуры, в радиатор или на вход водяного насоса. Нормальная температура охлаждающей жидкости в системе 80...98°С.

Поддержание оптимального теплового режима двигателя обеспечивается автоматически термостатами и гидромуфтой привода вентилятора, которые управляют направлением потока жидкости и работой вентилятора в зависимости от температуры охлаждающей жидкости в двигателе.

Для ускорения прогрева двигателя, а также поддержания температурного режима двигателя в холодное время года перед радиатором установлены жалюзи.

 

МАСЛЯНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Центробежный очиститель масла двигателя КАМАЗ-740 с активно-реактивным приводом ротора. Он обеспечивает очистку масла от мелких неорганических механических примесей размером до 1 мкм и от органических продуктов окисления и осмоления. Состоит из корпуса с клапанами, оси ротора, с втулками и упорным подшипником в сборе, колпака ротора, отражателя, стопорного устройства ротора, колпака фильтра.

Ротор в сборе с колпаком приводится в движение активным моментом, возникающим в результате вытекания струи масла из щели во втулке-сопле и попадающей на турбину ротора, а также реактивными силами, возникающими при прохождении масла с большой скоростью через тангенциальные сопла в верхней части корпуса ротора. Под действием центробежных сил механические частицы, имеющие высокую плотность, отбрасываются к стенкам колпака ротора и задерживаются на них, а очищенное масло через тангенциональные сопла в роторе ось ротора и трубку поступает в масляный радиатор при открытом кране или стекает в поддон.

Полнопоточный фильтр тонкой очистки масла двойной, со сменными картонными фильтрующими элементами, очищает масло, подаваемое в главную магистраль основной секцией.

 

 

СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ КАРТЕРА

Автомобили выделяют в окру­жающую среду много ядовитых веществ, из которых 65 % содер­жат отработавшие газы, 20% — картерные газы и 15% — пары топлива.

Вентиляция картера двигателя предназначена для удаления картерных газов (состоящих из горючей смеси и продуктов сгора­ния), которые разжижают масло и образуют смолистые вещества и кислоты. Кроме того, картерные газы повышают давление в кар­тере двигателя и вызывают утечку масла через уплотнения.

 

Система вентиляции картера двигателя КАМАЗ-740 открытая с сапуном лабиринтного типа. Из картера отработавшие газы выходят через сапун и вытяжную трубку в атмосферу за счет разрежения, создаваемого во время движения автомобиля у конца вытяжной трубки. Сапун препятствует выносу масла через вытяжную трубку.

На лег­ковых автомобилях система вентиляции картера двигателя закры­того типа. За счет вакуума во впускном трубопроводе картерные газы принудительно удаляются в цилинд­ры двигателя на догорание че­рез маслоотделитель и воздуш­ный фильтр. При холостом ходе и малых нагрузках двигателя газы поступают через шланг и золотник под дроссельные заслонки карбюратора. Пламегаситель исключает проник­новение пламени в картер двигателя при вспышках в карбюраторе.

ТРЕБОВАНИЯ К СВОЙСТВАМ ТОПЛИВА ДЛЯ КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Бензин — смесь углево­дородов (соединений углерода и водорода), имеющих температуру кипения 30 — 200⁰С, и присадок, предназначенных для улучшения экс­плуатационных свойств топлива. Является топливом, наиболее пригодным для ис­пользования в двигателях автомобилей. Представляет собой чистую жидкость, которую можно легко сохранять и которая является легко теку­чей. Он образует горючие пары при достаточно низкой тем­пературе и при сгорании высвобождает большое количество тепла.

Перед тем, как бензин сгорит, он должен быть превращен в пар и смешан с соответствующим количеством воздуха.

Пропорция воздуха и топлива, необходимая для полного сгорания, называется химически сбалансированной смесью и для бензина приблизительно равна 15.

Смесь, содержащая большее количество топлива, то есть имеющая соотношение воздух/топливо ниже 15, будет на­зываться обогащенной смесью, а смесь, содержащая боль­шее количество воздуха, то есть имеющая соотношение воз­дух/топливо выше 15, будет называться обедненной сме­сью.

Смеси с соотношением воздух/топливо меньше 8 или больше 22 не могут нормально зажигаться в цилиндрах двигателя внут­реннего сгорания, но и находящееся в этом диапазоне соот­ношение воздух/топливо оказывает значительное влияние на характеристики двигателя.

Максимального значения мощности двигатель достигает при несколько обогащенной смеси.

При обеднении смеси двигатель больше разогревается в процессе работы и обеспечивается наименьший расход топлива.

Если двигатель работает на химически идеальном составе смеси, отработанный газ должен состоять из смеси двуокиси углерода (СО₂), водяного пара (Н₂О) и азота (N₂). Если смесь сделать обо­гащенной, пропорция СО₂ в отрабо­танных газах уменьшится, тогда как количество моноокиси углерода (СО, угарного газа) возрастет и будет также иметься небольшое количество несгоревшего водорода. Ког­да будет достигнут определенный предел горючес­ти, в отработанных газах появится несгоревший углерод в виде черной угар­ной сажи. Её появление является признаком переобогащенности смеси.

Если смесь будет более бедной, чем химически правиль­ный состав, количество СО₂ в отработанных газах будет уменьшаться. При небольшом обеднении смеси в отработанном газе отсутствует СО, но со­держание кислорода увеличивается.

Поскольку в цилиндрах двигателя сгорают пары бензина, а не жидкость, важно, чтобы весь подаваемый в двигатель бензин был испарен до зажигания. Когда жидкость превращается в пар, она поглощает тепло, которое она поглощает из своего окружения. Если топливо будет испаряться в карбюраторе, он будет охлаждаться, влага будет конденсироваться, собираться на трубке дроссельной и воздушной заслонок и двигатель может заглохнуть.

Детонация — неконтролируемое самовос­пламенение части бензовоздушной смеси, со­провождающееся горением взрывного характе­ра (скорость распространения фронта пламени возрастает с 15-20 до 1500-2500 м/с). Ее призна­ками являются характерные металлические сту­ки (результат многократного отражения ударных волн от поверхностей цилиндров), вибрации и снижение мощности двигателя, увеличение рас­хода топлива, повышение дымности отработав­ших газов. Детонация приводит к перегреву и оплавлению поршней, прогару прокладки голов­ки блока цилиндров, разрушению поршневых ко­лец, износу подшипников коленчатого вала. Для подавления детонации используют уменьшение угла опережения зажигания, прикрытие дросселя и увеличение скорости вращения коленвала, увлажнение воздуха..

Неуправляемое воспламенение топливовоздушной смеси от чрезмерно нагретых деталей камеры сгорания и раскаленных частей, покрытых нагаром, называется калильным зажиганием.

Октановое число (ОЧ) бензина — показа­тель стойкости бензина к детонации. Важнейшим условием бездетонационной работы двигателя являет­ся применение топлива с октановым числом, рекомендуемым заводом-изготовителем. Оно указывается в марке бензина, например у АИ-95 ОЧ =95.

Октановое число бензина может быть повышено путем добавления специальных присадок: метилтретбутилового эфира (МТБЭ), метилового или этилового спирта (метанола, этанола). Органических соединений на основе марганца и железа. В качестве антидетонаторов также применяются изопентан, изооктан, неогексан, бензол, толуол, ацетон и др.

КАРБЮРАТОР

Карбюратор смешивает воз­дух и топливо в требуемом соотношении, чтобы получить необходимые характеристики двигателя, а также распы­лить топливо до такой степени, чтобы обеспечить хорошее его сгорание.

Состоит из следующих систем:

1. Механизма поддержания постоянного уровня топлива.

2. Главной дозирующей системы.

3. Системы холостого хода.

4. Экономайзера.

5. Ускорительного насоса.

6. Системы пуска двигателя.

Объем топлива, поступающего в карбю­ратор, контролируется с помощью иголь­чатого клапана и поплавка. При падении уровня топлива в поплавковой камере, поплавок опускается вниз. Игла клапана, соединенная с поплавком, перемещается и открывает отверстие в клапане для прохода топлива в поплавковую камеру. При уве­личении уровня топлива происходит обрат­ный процесс.

Дроссельная заслонка регулирует выходную мощность двигателя путем управления подачей горючей смеси в двигатель.

Благодаря падению давления в диффузоре топливо, по­даваемое из поплавковой камеры, смешивается с воздухом, и поскольку падение давления увеличивается при увеличении количества воздуха, подаваемого через диффузор, количество топлива, подаваемого для смешивания с этим воздухом, также увеличивается.

Холостой ход – такой режим работы, когда развиваемое двигателем усилиерасходуется только на то, чтобы преодолевать собственное внутреннее трение. Воздух, протекающий при этом через диффузор, течет настолько медленно, чтобы только распылять топли­во, но при этом разрежение в диффузоре недостаточно для того, чтобы затягивать топливо из жиклеров.

Устройства, которые используются в карбюраторе для изменения состава смеси для обеспечения большей мощности или большей экономичности, называются экономайзерами.

Ускорительный насос подает смесь в камеру сгорания, когда дроссельная заслонка резко открывается.

Для запуска холодного двигателя необходимо обеспечить специальные условия. Используемые в настоящее время системы холодного за­пуска делятся на два основных типа:

воздушная заслонка;

отдельный карбюратор для холодного запуска.

Воздушная заслонка с остоит из створчатого клапана, расположенно­го в месте подачи воздуха в карбюратор. Когда клапан зак­рыт, перекрытие подачи воздуха увеличивает величину разрежения в трубке Вентури. В результате подается дополнительное топливо, обеспечивающее очень высокое обо­гащение смеси, с соотношением приблизительно 8:1.