Ремонт газораспределительного механизма

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………….	4
Глава 1. Газораспределительный  механизм…………………	5
1.1. Устройство газораспределительного механизма………………………..	5
1.2. Принцип работы…………………………………………………………..	10
Глава 2. Ремонт газораспределительного механизма…..	13
2.1. Разборочные работы………………………………………………………	13
2.2. Дефекация и комплектования деталей…………………………………..	15
2.3. Сборка газораспределительного механизма…………………………….	18
2.4. Охрана труда ………………………………………………………….....	21
Заключение…………………………………………………………………	23
Список  литературы……………………………………………………..	24

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Отечественное автомобилестроение. Серийный выпуск автомобилей в нашей  стране был налажен в начале прошлого века, когда в автомобильных парках развитых стран мира насчитывались  уже тысячи автомобилей. С 1908 по 1915 годы на Русско-Балкийском вагонном заводе (г. Рига) выпущено 500 легковых автомобилей из импортных деталей.

Позже, уже в советское  время, в 1924 году на Московском автомобильном  заводе (далее по тексту Московский автозавод), созданном на базе автомобильных мастерских, был выпущен первый полуторатонный грузовой автомобиль АМО-Ф15, а в 1925 году Ярославский автомобильный завод начал серийно выпускать трёхтонные грузовики.

На Московском автозаводе в 1936 году был начат выпуск грузовых автомобилей ЗИС — 5 и легковых правительственных автомобилей ЗИС - 101. В послевоенные годы завод наладил массовый выпуск легковых автомобилей высокого класса ЗИС - ПО и грузовых автомобилей ЗИС - 150. Позже завод приступил к выпуску грузовых автомобилей более современных моделей ЗИЛ - 130 и ЗИЛ - 131 (вместо ЗИС-150).

На Борковском автомобильном  заводе (далее по тексту Борковский автозавод) в 1932 году было налажено производство грузовиков ГАЗ - АБА и легковых автомобилей  ГАЗ - А, а позднее ГАЗ-М-1. В годы Второй мировой войны на этом заводе был освоен выпуск легковых автомобилей повышенной проходимости ГАЗ-67Б. В послевоенные годы Горьковский автозавод перешел на производство грузовых автомобилей ГАЗ-51 и легковых автомобилей М-20 марки «Победа». Затем стали выпускать более современные модели - ГАЗ - 53 и ГАЗ - 3102 (Волга)

 

ГЛАВА I. ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ

1.1. Устройство газораспределительного механизма

В двигателях внутреннего  сгорания своевременный впуск в  цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов обеспечивается газораспределительным механизмом.

На изучаемых двигателях установлены газораспределительные  механизмы с верхним расположением  клапанов.

Газораспределительный механизм состоит из распределительных шестерен, распределительного вала, толкателей, штанг, коромысел с деталями крепления, клапанов, пружин с деталями крепления и направляющих втулок клапанов (рис.1.).

Распределительный вал  расположен между правым и левым  рядами цилиндров.

При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель и поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает на регулировочный винт во внутреннем плече коромысла, которое, провертываясь на своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие впускного или выпускного канала в головку цилиндров. В рассматриваемых двигателях распределительный вал действует на толкатели правого и левого рядов цилиндров.

Газораспределительный механизм с верхним расположением  клапанов дает возможность улучшить форму сгорания, наполнение цилиндров и условия сгорания рабочей смеси. Лучшая форма камеры сгорания позволяет повысить также степень сжатия, мощность и экономичность двигателя.

Рис.1. Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов.

Распределительный вал (см. рис.1.) служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя.

Распределительный вал  отливают из стали (у двигателей ЗМЗ-53) или чугуна (у двигателей ЗИЛ-130). Устанавливают его в отверстия стенок и ребрах картера. Для этой цели на валу имеются цилиндрические шлифованные опорные шейки . Для уменьшения трения между шейками вала и опорами в отверстия запрессовывают втулки, внутренняя поверхность которых покрыта антифрикционным слоем.

На валу, помимо опорных  шеек, имеются кулачки - по два на каждый цилиндр, шестерня для привода  масляного насоса и прерывателя-распределителя и эксцентрик для привода топливного насоса (ЗИЛ-130, ЗМЗ-53). На распределительном  валу двигателя ЗМЗ-53 этот эксцентрик" и противовес установлены на шпонке впереди распределительной шестерни.

От переднего торца  распределительных валов двигателей ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 приводится в действие датчик пневмоцентробежного ограничителя частоты вращения коленчатого вала двигателя. Трущиеся поверхности распределительного вала для уменьшения износа подвергнуты закалке с помощью нагрева током высокой частоты.

Привод распределительного вала от коленчатого вала осуществляется при помощи шестеренчатой передачи. Для этой цели на переднем торце коленчатого вала насажена стальная шестерня, а на переднем конце распределительного вала -текстолитовая (ЗМЗ-53) или чугунная (ЗИЛ-130) шестерня. Распределительная шестерня от провёртывания на валу удерживается шпонкой и закрепляется шайбой и болтом, завернутым в торец вала. Обе распределительные шестерни имеют косые зубья, вызывающие при вращении вала его осевое смещение.

Для предупреждения осевого  смещения вала при работе двигателя  между шестерней и передней опорной  шейки вала установлен фланец, который закреплен двумя болтами к передней стенке блока цилиндров (рис.2). Внутри фланца на носке вала установлено распорное кольцо, толщина которого несколько больше толщины фланца, в результате чего достигается небольшое осевое смещение распределительного вала.

Рис.2 .Устройство для ограничения осевого распределительного вала

Толкатели - предназначены для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам. Толкатели изготовлены из стали в виде малых цилиндрических стаканов, во внутренней части которых имеются сферические углубления для установки штанги.

Направляющая  втулка служит для обеспечения направленного движения клапана и посадки его в седло без перекоса. Её изготавливают из чугуна или металлокерамики и запрессовывают в головку цилиндров.

Пружина предназначена для создания усилия, необходимого для закрытия клапана и его плотной посадки в седло.

Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам и выполнены в виде стальных стержней с закаленными наконечниками или дюралюминиевых трубок с запрессованными с обеих сторон сферическими стальными наконечниками. Наконечники упираются с одной стороны в углубление толкателя, а с другой - в сферическую поверхность регулировочного болта коромысла.

Коромысло передает усилие от штанги клапану. Изготавливают их из стали в виде двуплечного рычага, посаженного на ось. В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. Полая ось закреплена в стойках на головке цилиндров. От продольного перемещения коромысло удерживается сферической пружиной. На двигателях ЗМЗ-53 и ЗИЛ-130 коромысла не равноплечные. В короткое плечо завернут регулировочный винт с контрогайкой, упирающийся в сферическую поверхность наконечника штанги. Одна из основных деталей механизма газораспределения - клапан.

Рис.3. Клапан и детали крепления

Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршней в цилиндре и от порядка работы двигателя. В двигателе ЗМЗ-53 впускные и выпускные каналы выполнены в головках цилиндров и заканчиваются гнездами из жаропрочного чугуна. Клапан состоит из головки и стержня. Головка имеет узкую, скошенную под углом 45 или 30° кромку (рабочая поверхность), называемую фаской. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла, для чего эти поверхности взаимно притирают.

Головки впускных и выпускных  клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для наполнения цилиндров свежей, горючей смесью диаметр головки  впускного клапана делают большим, чем диаметр выпускного. В связи  с тем, что клапаны во время работы двигателя неодинаково нагреваются (выпускной клапан, омываемый горячими отработанными газами, нагревается больше), изготавливаются они из разного материала: впускные клапаны - из хромистой, выпускные - из сильхромовой жароупорной стали.

Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет  выточку для деталей крепления  клапанной пружины. Стержни клапанов помещены в чугунных или металлокерамических  направляющих втулках. Втулки запрессовывают в головку цилиндров и стопорят замочными кольцами.

Клапан прижимается  к седлу цилиндрической стальной пружиной, которая имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения её вибрации. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой - в опорную шайбу. Опорная шайба удерживается на стержне клапана двумя коническими сухарями, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана ( см. рис.3 .).

Для уменьшения проникновения  масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя в опорных  шайбах установлены резиновые кольца или на стержни клапанов надеты резиновые колпачки. Для равномерного нагрева и износа клапана желательно, чтобы при работе двигателя он поворачивался.

Опережение  открытие и запаздывание закрытия клапанов. Для лучшей очистки цилиндров от отработанных газов и заполнения их свежим воздухом или горючей смесью клапаны от крыты дольше, чем в простейшем двигателе. От степени наполнения цилиндров свежим зарядом и очистки их от отработавших газов во многом зависит мощность двигателя.

Для того, чтобы в цилиндры двигателя поступало больше воздуха или горючей смеси, впускные клапаны должны открываться ещё до прихода поршня в в.м.т. (с опережением). Так как при большой частоте вращения коленчатого вала такт впуска часто повторяется, то во впускном трубопроводе создается разрежение, Воздух поступает в цилиндры двигателя, несмотря на то, что поршень идет некоторое время вверх. Воздух по инерции поступает в цилиндры через открытый клапан и после того, как поршень пройдет н.м.т. Впускной клапан закрывается с некоторым запаздыванием.

Периоды от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого  вала, называются фазами газораспределения. Их изображают в виде таблицы или круговой диаграммы (рис.4.). Опережение открытия и запаздывание закрытия впускного клапана позволило у этого двигателя продлить впуск воздуха от 180 до 268 °.

После закрытия впускного  клапана происходит сжатие и рабочий  ход. Выпу отработавших газов из цилиндра или открытие выпускного клапана  начинается прихода поршня в н.м.т. за 50 ° по углу поворот коленчатого вала. Выпускной клапан закрывается после прохода поршнем в.м.т. Продолжительность открыт выпускного клапана по углу поворота коленчатого вала 252 °.

 

Рис.4. Диаграмма фаз газораспределения двигателя ЗМЗ-53.

В конце такта выпуска  и начале такта впуска оба клапана  некоторое время открыты одновременно, что соответствует 46 ° по углу поворота коленчатого вала Такое перекрытие клапанов способствует лучшей очистке цилиндров отработавших газов в результате его продувки свежим воздухом.

Моменты открытия и закрытия клапанов у каждого двигателя  различные зависят от профиля  кулачков распределительного вала, а  также от значения зазоров между  клапанами и коромыслами.

1.2. Принцип работы

В четырёхтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хо, поршня или два оборота коленчатого вала, т.е. за это время должно последовательно открываться впускные и выпускные клапаны каждого цилиндр а это возможно, если число оборотов распределительного вала будет в 2 раза меньше числа оборотов коленчатого вала, поэтому диаметр шестерни, установленной распределительном валу, делают в 2 раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.

Коленчатый  вал с помощью шестерен вращает распределительный вал, каждый кулачок которого, набегая на толкатель, поднимает его вместе со штангой. Последняя поднимает один конец коромысла, а другой движется вниз и давит на клапан, опуская его и сжимая пружины клапана. Когда кулачок распределительного вала сходит с толкателя, штанга и толкатель опускаются, а клапан под действием пружин, садясь в седло, плотно закрывает отверстие канала.

Клапаны в цилиндрах двигателя должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень двигается от в.м.т к н.м.т., впускной клапан должен быть открыт, а при такте сжатия, расширения (рабочего ходя) и выпуска закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, на шестернях газораспределительного механизма делают метки: на зубе шестерни коленчатого вала и между двумя зубьями шестерни распределительного вала. При сборке двигателя эти метки должны совпадать.

 

Рис. 5. Метки для регулировки клапанов.

Толкатели при работе двигателя все время провертываются вокруг своих осей, что необходимо для их равномерного износа. Вращение толкателя достигается за счет выпуклой поверхности его нижней головки и скошенной поверхности кулачка распределительного вала.