Призначення газорозподільного механізму

 

Газорозподільний механізм (ГРМ) призначений забезпечувати своєчасне надходження у циліндри двигуна паливної суміші і випуск відпрацьованих газів.

Клапани газорозподільного механізму в двигунах можуть мати нижнє розташування, при якому вони розміщені в блоці циліндрів, і верхнє—у головці блоку циліндрів. У двигунах автомобілів застосовується верхнє розташування клапанів з розміщенням розподільного вала в блоці циліндрів (двигун ГАЗ-3110) або в головці блоку циліндрів (двигуни МеМЗ-245 і ВАЗ).

Коли розподільний вал розміщується в головці блоку циліндрів (двигун МеМЗ-245), його кулачки діють на клапани 17 через коромисла 9 (рис. 1.1). У такому газорозподільному механізмі немає штовхачів і штанг, спрощується конструкція двигуна, зменшується шум при роботі двигуна.

 

 

Рис. 1.1. Механізм газорозподілу двигуна МеМЗ-245:

1 — шайба опорна внутрішньої і зовнішньої пружин, 2, 3 —пружини, 4 — патрубок, 5 —масловідбивний ковпачок клапана, 6 — тарілка пружини клапана, 7 — сухарі клапана, 8 — наконечник регулювального гвинта коромисла, 9 — коромисло, 10 — гайка, 11 — регулювальний гвинт, 12 — вісь коромисел, 13 — голівка циліндрів, 14 — кулачок розподільного вала, 15 — стопорне кільце, 16 — напрямна втулка, 17 — клапан, 18 — сідло клапана

Розподільний вал

 

Розподільний вал(рис. 1.2) служить для керування рухом клапанів. Вал має опорні шийки 1, впускні 2 і випускні 4 кулачки, ексцентрик 3 для привода паливного насоса і шестерню 5 приводу масляного насоса і розподільника запалювання. Розміщення кулачків визначається розташуванням клапанів, заданими фазами газорозподілу і порядком роботи двигуна. Розподільний вал встановлюється в підшипниках блоку-картера або в спеціальному корпусі на голівці блоку циліндрів (при верхньому розташуванні вала). Розподільний вал приводиться в рух від колінчатого вала за допомогою зубчатої, пасової або ланцюгової передач.

 

Рис. 1.2. Розподільний вал

 

У тілі розподільного вала проходить центральний масляний канал, від якого просвердлені відводи для подачі масла до поверхні кулачків.

 

Клапани

 

Клапани призначені для періодичного відкриття і закриття впускних і випускних отворів у циліндрах і надійного їх ущільнення. Клапани працюють у тяжких умовах, піддаючись впливові високих температур, тискові газів, сил пружності пружин і сил інерції деталей механізму.

Головка клапана має робочу поверхню, призначену для закриття впускних або випускних отворів. Для щільного прилягання головки клапана його робоча поверхня робиться конічною. Кут робочої фаски випускних клапанів робиться рівним 45°, у ряді двигунів у впускних клапанів він складає 30°.

Деталі ГРМ

Клапанні гнізда (сідла клапанів) призначені для подовження терміну служби опорної поверхні, на яку сідає клапан. Для випускних клапанів звичайно сідла роблять вставними у вигляді круглих фасонних кілець. Сідла виготовляються з жаростійких чавунів, легованих сталей, металокераміки, алюмінієвої бронзи.

Направляючі втулки служать для усунення перекосів клапана при посадці на гніздо і для відводу тепла від клапанів.

Клапанні пружини повинні забезпечувати достатнє притискання клапана до сідла, сприймати інерційні навантаження, що виникають при русі деталей механізму газорозподілу.

Штовхачі призначені для передачі зусилля від кулачків вала до стрижнів клапанів або штанг і сприйняття бічних зусиль, що виникають при обертанні кулачка. Штовхачі бувають тарілчасті, циліндричні, роликові і гідравлічні.

Штанги і коромисла

Штанги виготовляють порожніми, зі сталі або дюралюмінію зі сталевими загартованими сфероподібними наконечниками. Коромисла установлюють на загальну вісь, укріплену на голівці циліндрів.

 

Фази газорозподілу

Під фазами газорозподілу розуміють моменти початку відкриття і кінця закриття клапанів, виражені в градусах кута повороту колінчатого вала щодо мертвих точок (рис. 1.3). Фази підбирають дослідним шляхом при конструюванні залежно від швидкохідності двигуна і конструкції його впускної і випускної систем. Впускний клапан відкривається з випередженням наприкінці такту випуску, коли поршень не доходить до в.м.т на кут ά₁ = 5 - 30°, а закривається з запізненням на початку такту стиску, коли поршень відійде від н.м.т. ά₂ = 30 - 90° Раннє відкриття і пізніше закриття впускного клапана забезпечує краще наповнення циліндрів за рахунок інерційного напору пальної суміші у впускному трубопроводі. Випускний клапан відкривається з випередженням наприкінці такту

Рис. 1.3.Фази газорозподілу

 

робочого ходу, коли поршень не доходить до н.м.т. на кут β₁ = 40 - 80°, що дозволяє відпрацьованим газам виходити з циліндра під власним надлишковим тиском. Закриття випускного клапана відбувається після проходження поршнем в.м.т. на кут β₂= 10 - 40° на початку такту впуску, що забезпечує краще очищення циліндрів, тому що відпрацьовані гази у цей час ще продовжують виходити з циліндра за інерцією.