Газораспределительный механизм

Рабочая поверхность  головки клапана (фаска) обычно имеет угол 45°; только у впускных клапанов двигателя ЗИЛ-130 этот угол равен 30°. Фаску головки клапана тщательно обрабатывают и притирают к седлу.

Стержень клапана  имеет выточку, в которую вставляют  сухарики 7 для крепления упорной шайбы 6 пружины клапана. Стержни клапанов перемещаются в направляющих втулках 10 - чугунных или металлокерамических.

Клапан прижимается  к седлу одной или двумя  пружинами. При двух пружинах направление  их витков должно быть различным, чтобы  при поломке одной из них ее витки не могли попасть между витками другой.

Выпускные клапаны  двигателей принудительно поворачиваются при работе, что предотвращает их заедание и обгорание (рисунок 6). Механизм поворота состоит из неподвижного корпуса 1 (рисунок 5 а-г), пяти шариков 2 с возвратными пружинами 9, дисковой пружины 8 и опорной шайбы 3 с замочным кольцом 4. Корпус 1 установлен на направляющей втулке 10 клапана в углублении головки цилиндров и имеет секторные пазы для шариков 2. Опорная шайба 3 и дисковая пружина 8 с зазором надеты на выступ корпуса. При закрытом клапане (рисунок 5б), когда усилие его пружины 5 невелико, дисковая пружина 8 выгнута наружной кромкой кверху, а внутренней кромкой опирается на заплечик корпуса 1. При открытии клапана усилие его пружины 5 увеличивается, дисковая пружина 8 распрямляется и ложится на шарики 2 (рисунок 5в). Усилие пружины 8 передается на шарики 2, и они, перекатываясь по секторным пазам корпуса, поворачивают дисковую пружину и опорную шайбу, а следовательно, пружину клапана и клапан.

При закрытии клапана  усилие его пружины уменьшается, дисковая пружина 8 прогибается и упирается в заплечик корпуса, освобождая шарики 2, которые под действием пружины 9 возвращаются в исходное положение.

Для предотвращения попадания масла в цилиндр  по зазору между стержнем клапана и направляющей втулкой 2 на ней или стержне клапана устанавливают резиновое уплотнение в виде колпачка 1 или сальника 3 (рисунок 7).

В настоящее  время за рубежом все шире применяют  так называемую четырёхклапанную конструкцию (в первую очередь для двигателей легковых автомобилей), то есть установку в каждом цилиндре двух впускных и двух выпускных клапанов. Это позволяет улучшить наполнение цилиндров свежей смесью, а значит, увеличить литровую мощность двигателя (до 50 кВт/л). Свеча у четырёхклапанных карбюраторных двигателей расположена в центре камеры, что сокращает время сгорания смеси и улучшает топливную экономичность двигателя.

Фазы  газораспределения

Фазы  газораспределения – это моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек.

Для лучшей очистки  цилиндров от отработавших газов  выпускной клапан должен открываться  до достижения поршнем нижней мёртвой  точки, а закрываться после верхней мёртвой точки. С целью лучшего наполнения цилиндров смесью впускной клапан должен открываться до достижения поршнем верхней мёртвой точки, а закрываться после прохождения нижней мёртвой точки. Период, в течение которого одновременно открыты оба клапана (впускной и выпускной), называют перекрытием клапанов.

Фазы газораспределения  подбирают на заводах опытным  путём в зависимости от быстроходности двигателя и конструкции его впускной и выпускной систем. При этом стремятся использовать колебательное движение газов во впускной и выпускной системах таким образом, чтобы к концу закрытия впускного клапана перед ним оказалась бы волна давления, а к концу закрытия выпускного клапана за ним была бы волна разрежения. При таком подборе фаз газораспределения удаётся одновременно улучшить заполнение цилиндров свежей смесью и их очистку от отработавших газов.

Заводы указывают  фазы газораспределения для своих  двигателей или в виде диаграмм (рисунок 8). Диаграмма показывает, что впускной клапан начинает открываться за 10° до верхней мёртвой точки, а заканчивает закрываться через 46° после нижней мёртвой точки. Выпускной клапан начинает открываться за 66° до нижней мёртвой точки и заканчивает закрываться через 10° после верхней мёртвой точки. Перекрытие клапанов в этом случае составляет 20°.

Правильность  установки механизма верхней  мёртвой точки газораспределения определяется зацеплением распределительных шестерен с имеющимися на них метками. Отклонение при установке фаз газораспределения хотя бы на 2 зуба шестерни или звёздочки распределительного вала приводит к удару клапана о поршень, потери компрессии, выходу из строя клапана или двигателя.

Постоянство фаз  газораспределения сохраняется  только при соблюдении теплового  зазора в клапанном механизме. Увеличение этого зазора приводит к уменьшению продолжительности открытия клапана, и наоборот [1].

III  Техническое обслуживание и ремонт

газораспределительного механизма

3.1  Машина Москвич-412

В распределительном  механизме двигателя наиболее частыми  неисправностями являются: нарушение герметичности клапанов, отложение нагара на клапанах и стенках газовых каналов, износ наконечников клапанов и регулировочных винтов коромысел, износ направляющих втулок и стержней клапанов, износ приводной цепи и поломка клапанных пружин.

Снятие головки  цилиндров. Для ремонта распределительного механизма нужно снять головку цилиндров двигателя, отвернув гайки десяти шпилек, крепящих головку к блоку цилиндров. Снять головку можно на месте, не снимая двигатель с автомобиля. При этом необходимо выполнить следующее:

• отъединить «массовый» провод от аккумуляторной батареи;
• слить воду из системы охлаждения двигателя;
• снять воздушный фильтр и шланг системы вентиляции, отъединив его от крышки клапанного механизма;
• снять соединительный трубопровод вакуумного регулятора, отъединив его от карбюратора и прерывателя-распределителя;
• отъединить от карбюратора топливопровод, тягу дросселя и трос воздушной заслонки;
• снять топливопровод, отъединив его от топливного насоса;
• снять карбюратор с впускного трубопровода;
• отъединить подводящий шланг обогревателя кузова от его крана и отъединить трос (тягу) от рычага крана;
• отъединить приводной шланг гидровакуумного усилителя тормозов от штуцера впускного трубопровода;
• отъединить провод от датчика указателя температуры двигателя;
• отъединить от корпуса термостата главный выходной и перепускной шланги;
• отъединить от топливного насоса подводящий топливопровод, снять топливный насос с двигателя и вынуть приводную штангу насоса;
• отъединить провода высокого напряжения от крышки распределителя и свечей и снять держатель проводов вместе с проводами;
• отъединить приемную трубу глушителя от выпускного трубопровода и кронштейна двигателя или, отъединив выпускной трубопровод от головки цилиндров, отвести его вместе с приемной трубой глушителя от двигателя;
• снять крышку клапанного механизма, осторожно приподнимая ее вверх, чтобы не повредить уплотнительную прокладку;
• установить поршень первого цилиндра в верхней мёртвой точке такта сжатия и убедиться в том, что метка на фланце распределительного вала совпадает с выступом на передней стойке головки цилиндров;
• снять верхнюю крышку привода газораспределительного механизма, отвернув болты, крепящие ее к переднему торцу головки цилиндров и к нижней крышке. Крышку следует снимать осторожно, стараясь не повредить ее боковые уплотнительные прокладки;
• связать проволокой обе ветви цепи привода газораспределительного механизма ниже ведомой звездочки с тем, чтобы не допустить перескакивания цепи с зубьев звездочки;
• снять ведомую звездочку с фланца распределительного вала и, разъединяя ее с цепью, отвести в сторону.

После этого в течение  всех работ, пока цепной привод разъединен, не повертывать коленчатый и распределительный вал даже на самый малый угол, чтобы не повредить клапаны поршнями.

Отвернуть гайки десяти шпилек и снять головку цилиндров с двигателя.

В дальнейшем, когда снята  головка цилиндров, коленчатый вал  нельзя повертывать еще и по той  причине, что можно нарушить посадку  гильз цилиндров в блоке, так как гильзы могут сдвинуться с места силой трения в них поршней с кольцами.

При полной разборке двигателя, когда  приводная цепь будет снята также  и с нижней ведущей звездочки, для того чтобы можно было вращать  коленчатый вал, гильзы цилиндров закрепляют в блоке, прижимая их сверху специальными прижимами, используя шпильки крепления головки цилиндров.

Когда цепь снята, надо установить пригодность  ее к дальнейшей работе. Разъединив одно звено, цепь промывают в бензине, высушивают и осматривают. Если отсутствуют видимые дефекты, определяют степень ее растяжения. Для этого надо подвесить цепь, нагрузить усилием 14 кгс и промерить ее участок в 50 шагов (звеньев). Если его длина более 480 мм, цепь необходимо заменить (у новой цепи длина 50 шагов составляет 476,25 мм).

Разборка клапанного механизма. Сняв головку цилиндров двигателя, приступают к разборке клапанного механизма. Пометив коромысла порядковыми номерами (с первого по восьмой, начиная с передней стороны двигателя), снимают с осей коромысла с пружинами, шайбами и распорными втулками, постепенно впрессовывая каждую ось, раскладывая и помечая все детали в том порядке, в котором они стояли на двигателе.

Каждое коромысло снимают тогда, когда оно освобождено от нажима кулачка, повертывая распределительный вал для снятия очередного коромысла в соответствующее положение, или, ослабив контргайки, вывертывают регулировочные винты коромысел настолько, чтобы их концы не выступали из своих резьбовых отверстий, и, сняв наконечники стержней клапанов, снимают коромысла с осей. Чтобы не перепутать места установки деталей, сначала снимают коромысла, например, впускных клапанов, а затем - выпускных. Затем вынимают из опор головки цилиндров распределительный вал, удалив предварительно его упорный фланец, и снимают клапаны.

Перед снятием с головки цилиндров  клапаны необходимо пометить порядковыми номерами цилиндров. Метки наносят легким кернением на плоскости головки клапана (вблизи центра головки) или рисками, нанося соответственно одну, две, 3 или 4 метки.

Для того чтобы снять клапан, необходимо сжать его пружины и вынуть сухари 7 из гнезда тарелки. Сжатие пружин обычно осуществляют специальным съемником, а если его нет, то подручными средствами; использовать при этом шпильки крепления крышки клапанного механизма нежелательно, так как они могут быть погнуты.

Вынув сухари, снимают тарелку, обе пружины и шайбу 1 пружин. Снятые детали сложите так, чтобы при сборке можно их было поставить опять на свои места.

Нагар с тыльной стороны головок  клапанов удаляют стальными скребками, размягчив предварительно нагар керосином. Аналогично удаляют нагар с поршней и стенок камер сгорания.

Притирка клапанов. Если рабочие фаски головок клапанов и их гнезд обгорели, имеют раковины или другие небольшие повреждения, то производят притирку клапанов, восстанавливая этим необходимую герметичность закрытия клапана. Для притирки на фаску клапана наносят тонкий слой притирочной пасты, представляющей собой смесь абразивного порошка с маслом и, прижимая клапан к гнезду, поворачивают его на некоторый угол в обе стороны, немного отводя от гнезда (приподнимая) при перемене направления движения. Подъем клапана осуществляют при помощи вспомогательной пружины, помещенной на стержне клапана между его головкой и поверхностью канала головки цилиндров, а поворачивают клапан резиновой присоской. Можно также притирать клапаны специальной рукояткой с зажимом, захватывая клапан за его стержень.

Когда на прилегающих друг к другу  рабочих поверхностях головки клапана и его гнезда будут выведены раковины и появятся сплошные матовые пояски, притирку заканчивают.

Если на рабочей поверхности  фасок клапанов и гнезд имеются  глубокие раковины или значительная кольцевая выработка, то перед притиркой  необходима шлифовка рабочих поверхностей клапанов и гнезд специальным приспособлением с набором абразивных камней.

После притирки клапаны, их гнезда и остальные места, куда могла попасть притирочная паста, тщательно промывают крепким мыльным раствором при помощи кисти, а затем керосином или бензином и протирают ветошью.

У снятых клапанных пружин надо проверить высоту в свободном состоянии, которая для больших пружин должна быть не менее 40 мм, а для малых - не менее 36 мм. Пружины меньшей высоты следует заменить новыми.

После притирки клапанов может снизиться усилие клапанных  пружин вследствие изменения (увеличения) высоты пружин, собранных с клапаном, которая при закрытом клапане для внешней пружины не должна быть более 37 мм. При большей высоте клапанные пружины надо снять и под опорную шайбу пружин подложить дополнительную шайбу соответствующей толщины, также надев ее, как и основную шайбу, на направляющую втулку клапана. Наружный и внутренний диаметры такой дополнительной шайбы должны быть в пределах соответственно 37,0-37,6 и 15,2-15,5 мм.

Установка головки  цилиндров. Головку цилиндров устанавливают на двигатель с заранее собранным клапанным механизмом. Устанавливают головку цилиндров и другие детали и приборы в порядке, обратном разборке. Момент затяжки 9-10 кгс-м.