ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЦЕНТР ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра «Сервис и техническая эксплуатация автотранспортных средств»

Конструкция, расчет и потребительские свойства автомобилей

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Учебное пособие

4. МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

4.4. Детали клапанного механизма (продолжение)

     Клапаны. Открытие и закрытие впускных и выпускных каналов, сое­диняющих цилиндры с газопроводами системы питания, происходят при помощи клапанов. Клапан (рис. 38,а) состоит из плоской головки 16 и стержня 1, соединенных между собой плавным переходом. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают значительно больше, чем диаметр выпускного.

Рис.38. Выпускной клапан двигателя автомобиля ЗИЛ-130 с механизмом вращения: а – выпускной клапан, установленный на головке цилиндров; б,в – соответственно начальное и конечное рабочие положения механизма вращения клапана

     Так как клапаны работают в условиях высоких температур, их изготовляют из высококачественных сталей. Впускные клапаны делают из хромистой стали, выпускные - из жаростойкой, так как последние соприкасаются с горячими отработавшими газами и нагреваются до температуры 600 - 800 °С. Высокая температура нагрева клапанов вызывает необходимость установки в головке цилиндров специальных вставок 15 из жаропрочного чугуна, которые называются седлами. Применение вставных седел повышает срок службы головки цилиндров и клапанов.
     Для плотного прилегания головок клапанов к седлам их рабочие поверхности делают коническими в ви­де тщательно обработанных фасок под углами 45 или 30°.
     Стержни 1 клапанов имеют цилиндрическую форму. Они перемещаются в чугунных или металлокерамических втулках 2, запрессованных в головку блока. На конце стержня проточены цилиндрические канавки под выступы конических сухариков 10, которые прижимаются к конической поверхности тарелки 9 под действием пружины 8.
     В двигателях ЯМЗ, КамАЗ и автомобилей семейства «Москвич» для повышения работоспособности газораспределительного механизма клапана прижимаются к седлам не одной, а двумя пружинами. В этом случае направление витков пружин делается различным, чтобы при поломке одной из пружин ее витки не попадали между витками другой и не нарушалась безотказная работа клапанного механизма.
     На впускных клапанах под опорные шайбы или в верхней части направляющих втулок (у двигателей ЗИЛ, КамАЗ, ЗМЗ) устанавливают резиновые манжеты или колпачки 11 (см. рис. 28), которые при открытии клапанов плотно прижимаются к его стержню и к направляющей втулке, вследствие чего устраняется возможная утечка (подсос) масла в цилиндры через зазор между втулкой и стержнем клапана (при такте впуска).
     В двигателях ЗИЛ-130 и ЗМЗ-53-11 для лучшего отвода тепла от выпускных клапанов введено натриевое охлаждение. С этой целью клапан делают полым и его полость заполняют на 3/4 объема металлическим натрием 13 (см. рис. 38,а). Натрий имеет высокую теплопроводность и плавится при температуре 98 °С. Во время работы двигателя расплавленный натрий омывает внутреннюю полость клапана, при этом теплота от его головки передается к стержню и через направляющую втулку и головку цилиндров отводится к охлаждающей жидкости.
     В клапанном приводе двигателей ЗМЗ (см. рис. 28), кроме сухариков 14 и тарелки 12 имеется коническая втулка 13, плотно охватывающая сухарики и соприкасающаяся с тарелкой 12 узким кольцевым пояском. Вследствие этого уменьшается трение в этом соединении и клапан может проворачиваться под действием усилия, передаваемого через коромысло. Последнее способствует снятию нагара с головки и седла клапана.
     Для этой же цели выпускные клапаны V-образных карбюраторных двигателей ЗИЛ имеют механизм принудительного вращения. Он состоит из корпуса 4 (см. рис. 38,а), расположенного в углублении головки цилиндра 14 на направляющей втулке 2, закрепленной замочным кольцом 3, пяти шариков 5, установленных вместе с возвратными пружинами 12 в наклонных пазах корпуса, опорной шайбы 6 и коничес­кой дисковой пружины 11. Пружина 11 и шайба 6 свободно надеты на выступ корпуса и закреплены на нем замочным кольцом 7.
     При закрытом клапане, когда усилие пружины 8 невелико (рис. 38,б), дисковая пружина 11 выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечики корпуса 4. При этом шарики 5 в конических пазах корпуса отжаты пружинами 12 в крайнее положение.
     Когда клапан начинает открываться, усилие пружины 8 возрастает, в результате чего дисковая пружина 11 (см. рис. 38,б,в) выпрямляется и передает усилие пружины 8 на шарики 5, которые, перекатываясь по наклонным пазам корпуса, поворачивают дисковую пружину 11, опорную шайбу 6, клапанную пружину 8 и сам клапан относительно его первоначального положения.
     Во время закрытия клапана усилие клапанной пружины 8 уменьшается, при этом дисковая пружина 11 прогибается до своего исходного положения и освобождает шарики 5, которые под действием пружин 12 возвращаются в первоначальное положение, подготавливая механизм вращения к новому циклу поворота клапана.
     При частоте вращения коленчатого вала около 3000 об/мин частота вращения выпускного клапана достигает 30 об/мин.
     Чтобы обеспечить плотное прилегание головки клапана к седлу, необходим определенный тепловой зазор между стержнем клапана и носком (винтом) коромысла или болтом толкателя. Тепловые зазоры в клапанах изменяются вследствие их нагрева, изнашивания и нарушений регулировок. Когда зазор в клапанах увеличен, они открываются не полностью, в результате чего ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания, а также повышаются ударные нагрузки на детали клапанного механизма.
     При недостаточном зазоре в кла­панах они неплотно садятся на седла, вследствие чего происходят утеч­ки газов, образование нагара с обгоранием рабочих поверхностей седла и клапана. Из-за неплотной посадки клапанов при такте сжатия рабочая смесь может попадать в выпускной газопровод, а в процессе такта расширения газы, имеющие высокую температуру, могут прорываться во впускной газопровод, вследствие чего в этих газопроводах возможны хлопки или вспышки, что является признаком неплотной посадки клапанов.
     Для плотного прилегания головки клапана к седлу тепловой зазор устанавливают между носком коромысла 17 (см. рис. 28) и торцом стержня клапана 2 при нижнем расположении распределительного вала (у двигателей ЗИЛ-130, КамАЗ-740, ЗМЗ-53-11 и др.) или между рычагом 3 (см. рис. 29,а) привода клапана 1 и кулачком 4 при верхнем расположении распределительного вала (у двигателей ВАЗ-2105, -2107).
     В двигателях автомобилей ВАЗ (с приводом на задние колеса) тепловой зазор должен быть 0,15 мм как для впускных, так и для выпускных клапанов. При их регулировке отпускают контргайку 6 и, вращая регулировочный болт 5, устанавливают указанный зазор между рычагом 3 и кулачком 4 на двигателе в холодном состоянии.
     В двигателях переднеприводных автомобилей ВАЗ-2108 «Спутник», -2109 зазор h (см. рис. 30) между кулачками распределительного вала и регулировочными шайбами должен быть (0,2±0,05) мм для впускных клапанов и (0,35±0,05) мм для выпускных. Комплект регулировочных шайб имеет толщину от 3 до 4,25 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Толщина шайб маркируется на ее поверхности.
     У двигателей автомобилей семейства «Москвич» (с приводом на задние колеса) при верхнем расположении распределительного вала тепловой зазор устанавливают между наконечником 8, регулировочного болта 5 и торцом стержня клапана 1 (зазор h см. на рис. 29,б).
     В непрогретых двигателях ЗИЛ-130, ЯМЗ-238 и ЗМЗ-53-11 зазор впускных и выпускных клапанов должен быть 0,25 - 0,30 мм, на дизелях КамАЗ зазор у впускных клапанов составляет 0,25 - 0,30 мм, а у выпускных - 0,35 - 0,40 мм.
     В этих двигателях для регулировки зазора в клапанах (рис. 39) служит регулировочный винт 3 с контргай­кой 2, ввернутый в коромысло 1.

Рис.39. Проверка и регулировка теплового

О ПОСОБИИ            НАЗАД            ВПЕРЕД            СОДЕРЖАНИЕ            СПИСОК ПОСОБИЙ