Устройство механизма газораспределения

ГБОУ СПО РМЭ «Марийский радиомеханический техникум»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

По дисциплине «Устройство  автомобилей МДК 01.01»

Специальность 190631

 

Тема: Устройство механизма газораспределения

 

МРМТ 190631 03 ПЗ-КП

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. АТ-31

Рыбаков Андрей

Проверил: Казаков Сергей Юрьевич

                                                                                                   __________           _________

                                                                                               (подпись)               (дата)

 

 

 

 

 

 

2013

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………………..3

Механизм  газораспределения ………………………………………………………….4

Детали механизма газораспределения………………………………………………….

Клапанный механизм……………………………………………………………………5

Фазы  газораспределения………………………………………………………………..8 

Введение

Автомобильный транспорт  занимает одно из ведущих мест в  единой транспортной системе России. Развитие автомобилестроения в том  недалеком СССР относится к 1931-1932 годам, когда вступили в действие реконструированный завод АМО и  вновь построенный ГАЗ. На них  было организовано массовое производство грузовых автомобилей ГАЗ-АА и ЗИЛ-5. 
В 1940 году начал производство малолитражных автомобилей московский завод имени КИН ныне АЗЛК. За годы послевоенных пятилеток вступили в строй Кутаисский (КАЗ), Кременчугский (КрАЗ), Ульяновский (УАЗ), Минский (МАЗ) автомобильные заводы, Павловский (ПАЗ), Ликинский (ЛиАЗ), и Львовский (ЛАЗ) автобусные заводы, а также другие автомобильные заводы, производящие автомобили - самосвалы и прицепно - подвижной состав. 
С каждым годом растет производство автомобилей, но одновременно с ростом числа автомобилей, увеличивается загрязнение окружающей среды выхлопами, отработавшими газами (ОГ) и существенно вырастает шум, производимый ими. Токсичность отработавших газов, выбрасываемых в атмосферу при работе карбюраторных двигателей, обуславливается главным образом, содержание оксида углерода (СО), окиси азота (NO), и соединениями свинца (Pb), а дизелей - содержанием окислов азота и сажи (C). 
Большое значение для уменьшения загрязнения окружающего воздуха отработавшими газами приобретает ежедневно техническое обслуживание подвижного состава автомобильного транспорта, находящегося в эксплуатации, одной из основных задач которого является контроль содержания токсичных веществ в выхлопных газах и доведение его до норм, установленных в России.

 На автотранспортных предприятиях по техническому обслуживанию автомобилей все шире внедряется средства диагностирования и новые формы организации труда: бригадный подряд, оценка трудовой деятельности по конечному результату и др. Все это требует ускоренного развития МТБ предприятий, дальнейшего совершенствования процессов технического обслуживая и ремонта автомобилей, внедрения более широкой механизации выполняемых работ и улучшения организации производства. Механизация работ облегчает и ускоряет многие технологические процессы, поэтому от рабочих, обслуживающих автомобили, сейчас требуется не только знание их устройства, но и практические навыки пользования современным оборудованием, умение применять необходимые приспособления, инструменты, КИАП при диагностировании автомобилей. 
     Применение современного оборудования при техническом обслуживании и ремонте не исключает выполнения общеслесарных операций, которыми должен владеть каждый рабочий-ремонтник. Слесарь по ремонту автомобиля должен иметь четкие представления об основных методах и способах восстановления деталей, технологии ремонтных работ, включая вопросы сборки и испытания автомобилей после капитального ремонта 

Механизм газораспределения

Механизм газораспределения  служит для своевременного впуска в  цилиндры двигателя горючей смеси  и выпуска из них отработавших газов. Он состоит из распределительного вала, механизма его привода и  клапанного механизма (деталей привода  клапанов с регулировочными устройствами, клапанов с седлами, пружин и деталей  крепления их на клапанах).

На изучаемых  двигателях механизм газораспределения  с верхним расположением клапанов. При этом клапанный механизм размещается  в головке цилиндров.

Привод распределительного вала от коленчатого вала двигателя  может осуществляться зубчатым ремнем (ВАЗ-2108, -2105, МеМЗ-245) или зубчатой цепью (ВАЗ-2106, Y3AM-331 и 412).

Общее устройство и  принцип действия механизма газораспределения. Механизм газораспределения с верхним  расположением распределительного вала и клапанов с ременным приводом показан на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема привода механизма газораспределения  с верхним 
расположением распределительного вала и клапанов:

1 — зубчатый  приводной ремень; 2 — ролик; 3 —  рычаг; 4 — зубчатый шкив распределительного  вала; 5 — кулачок; 6 — регулировочный  болт; 7 — пружина; 8 — натяжное  устройство; 9, 10 — зубчатые шкивы

От зубчатого шкива 10 коленчатого  вала ремнем 1 вращение передается на зубчатый шкив 4 распределительного вала. При вращении распределительного вала его кулачок 5 набегает на рычаг 3, который, поворачиваясь на сферической опоре регулировочного болта 6, другим концом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие, сообщающее камеру сгорания цилиндра с впускным (впускной клапан) или выпускным (выпускной клапан) трубопроводом. При дальнейшем повороте вала кулачок сходит выпуклой частью с рычага, который при помощи шпилечной пружины возвращается в исходное положение, а клапан под действием пружины 7 закрывается. При этом между рычагом и затылком кулачка образуется тепловой зазор, который обеспечивает плотное закрытие клапана при удлинении его стержня вследствие нагрева во время работы двигателя.

Клапаны изучаемых деталей имеют  по две пружины с разным направлением витков. Это позволяет при поломке  одной из пружин предотвратить опускание  клапана в цилиндр и возможную  при этом серьезную поломку двигателя  и не позволяет сломанной пружине  застрять в витках другой пружины, не допуская тем самым зависания  клапана, а кроме того снижает  вибрацию клапанов при работе. Для  лучшего наполнения цилиндров горючей  смесью головки впускных клапанов имеют  больший диаметр, чем головки  выпускных клапанов. Для плотного прилегания головок клапанов к седлам их рабочие поверхности делают коническими  в виде фасок с углами 45° или 30°; плотность прилегания тарелок  клапанов к седлам достигается путем  их шлифовки и последующей притирки.

В приводе распределительного вала имеется натяжное устройство 8 ремня с роликом 2, а также может  устанавливаться зубчатый шкив 9 для  привода вспомогательных приборов двигателя. Расположение и профиль  кулачков распределительного вала обеспечивают своевременное открытие впускных и  выпускных клапанов с учетом порядка  работы цилиндров и фаз газораспределения  двигателя

Клапанный механизм

Клапаны, перекрывающие впускные и  выпускные отверстия цилиндров, называются соответственно впускными  и выпускными. Каждый цилиндр четырехтактного двигателя должен иметь, как минимум, два клапана: один впускной и один выпускной. Если цилиндры снабжены тремя или как в дизеле В-2 четырьмя клапанами, то два из них управляют впуском.

В зависимости от расположения клапанов относительно цилиндра различают нижнеклапанные, верхнеклапанные исмешанныемеханизмы  газораспределения.

Нижнеклапанное газораспределение является самым простым из клапанных механизмов. Оно характеризуется тем, что впускные и выпускные клапаны расположены сбоку цилиндра, поэтому эти механизмы называют механизмами с боковым расположением клапанов.

Рассмотрим устройство и принцип  работы нижнеклапанного механизма на примере 6-цилиндрового двигателя ГАЗ-51 (рис. 1, а). Клапаны 8 и 9, имеющие грибовидную форму (головку со стержнем), нагружены клапанными пружинами 11, которые закрепляются на стержнях с помощью тарельчатой шайбы 3 и сухарей 4. В результате действия этих пружин клапаны плотно перекрывают впускное и выпускное отверстия цилиндра. Под стержнями клапанов установлены толкатели 16, опирающиеся своей тарельчатой частью на распределительный вал 14. Распределительный или кулачковый вал, имеющий 12 кулачков (по числу клапанов), при помощи шестерен привода получает вращение от коленчатого вала двигателя, вследствие чего кулачки набегают на толкатели и поднимают их вместе с клапанами. В рассматриваемом случае кулачок 15 открывает впускной клапан 8 и надпоршневая полость цилиндра соединяется с впускным каналом 6. Далее при вращении кулачкового вала 14 клапанная пружина 11 опускает клапан на седло 20. Так кулачки вала со строго заданной последовательностью открывают, а пружины закрывают перемещающиеся в своих направляющих втулках 19 впускные и выпускные клапаны, обеспечивая смену рабочего тела в цилиндрах.

 

 

 

 

Рис. 1 - Механизмы газораспределения:

а) с нижним расположением клапанов: 1— ниша для сбора масла: 2 — полость коробки клапанов: 3 — шайба опорная (тарельчатая); 4 — сухарики; 5 — блок цилиндров; в—впускной канал; 7—головка цилиндров: 8,9 — впускной и выпускной клапаны; 10 20 — гнезда (седла) клапанов; 11— пружина; 12 — контргайка: 13 — проточка на стержне толкателя; 14 — распределительный вал; 15 — кулачки; 16 — толкатели; 17 — болт регулировочный: 18 — головка болта; 19 — направляющие втулки;

б) с верхним расположением клапанов: 1- кулачок; 2 - картер; 3 - толкатель; 4 - штанга; 5 — стойка крепления валика коромысел; 6 — коромысло; 7 — валик коромысел: 8 - регулировочный болт; 9 - контргайка; 10 - наконечник стержня клапана; 11-тарелка пружин; 12 - сухарики; 13 – наружная пружина; 14- внутренняя пружина клапана- 15 - опорная шайба; 16 - направляющая втулка; 17 - клапан; 18 - седло клапана; 19 - головка цилиндра;

в) со смешанным расположением клапанов: 1- впускной клапан; 2 и 7 — направляющая втулка; 3 и 8 — пружина; 4 — коромысло; 5 — штанга  6— выпускной клапан; 9 — толкатель;  10 — распределительный вал

Чтобы повысить плотность прилегания клапанов к сёдлам перекрываемых ими отверстий впуска и выпуска, клапаны и сёдла выполняются с конусными фасками. С этой же целью между толкателем и стержнем клапана помещают регулировочный болт 17 с контргайкой 12, доступ к которым осуществляется через полость 2. Регулировочный болт ввертывают в тело толкателя так, чтобы обеспечить гарантированный зазор между его головкой 18 и стержнем клапана в рабочем (горячем) состоянии и надежно фиксируют гайкой 12. Благодаря этому усилие пружины 11 полностью передается на уплотнительную фаску клапана как в холодном так и в горячем состоянии деталей механизма газораспределения и остова двигателя.                                                   

Нижнеклапанному газораспределению присущи не только простота механизма и повышенная жесткость конструкции, но и сравнительно небольшой шум работы, что очень важно для автомобильного двигателя. Однако такая конструкция ограничивает воз сжатия, не превышающих 7,5 единиц. Кроме того, камеры сгорания, применяемые для нижнеклапанных двигателей, имеют относительно большие поверхности охлаждения, через которые непроизводительно теряется часть тепла, выделяющегося при сгорании топлива. Потеря этого тепла ухудшает экономичность двигателя.

Верхнеклапанное газораспределение размещается одновременно в блоке и в головке цилиндров (рис. 1, б). Клапаны 17 расположены (подвешены) над цилиндром, поэтому такие механизмы называют иногда механизмами с подвесными клапанами. Принцип их работы не отличается от рассмотренных выше нижнеклапанных, но конструкцию они имеют более сложную. Открытие клапанов обеспечивается при этом следующими дополнительными деталями: коромыслом 6, шарнирно посаженным на ось 7, закрепленную в стойках (кронштейнах) 5, и толкающей штангой 4, передающей усилия от толкателя 3 к коромыслу 6.

Применение верхнеклапанных механизмов приводит к увеличению высоты двигателя и заметно снижает общую жесткость системы. Тем не менее автомобильные карбюраторные двигатели в настоящее время строят верхнеклапанными (дизели вообще имеют только верхнеклапанное газораспределение). Верхнеклапанное газораспределение снимает ограничения по степени сжатия и уменьшает гидравлическое сопротивление на впуске.

Это улучшает на 7—8% наполнение цилиндров и позволяет более рационально компоновать камеры сгорания, повышая этим общее использование тепла в цилиндрах.

Снижение жесткости механизма наблюдается при работе двигателя с большим числом оборотов коленчатого вала вследствие деформации штанг и других деталей. Как результат этого, закон подъема клапанов, т. е. зависимость высоты их подъема от угла поворота кулачков, нарушается и на некоторых участках не соответствует профилю кулачков распределительного вала, который подбирается из условий наивыгоднейшего наполнения. Опыты показывают, что деформация деталей механизма приводит к ухудшению мощностных и экономических показателей двигателя. Для устранения этого явления в современных быстроходных двигателях распределительный вал устанавливают на головке блока, что значительно упрощает кинематическую связь между его кулачками п клапанами. Двигатели такого типа обычно называются двигателями с верхним расположением распределительного вала.К ним относятся двигатель отечественного производства МЗМА-412 и ряд современных зарубежных двигателей: БМВ-2000 (ФРГ), Форд-427 и Понтиак-216 (США), Фергюсон (Англия).