Каким способом осуществляется привод газораспределительный механизм

Классификация, устройство и принцип работы ГРМ двигателя

Газораспределительный механизм (ГРМ) представляет собой совокупность деталей и узлов, обеспечивающих открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя в определенный момент времени. Основная задача ГРМ заключается в своевременной подаче топливовоздушной смеси или топлива (это зависит от типа мотора) в камеру сгорания и выпуск отработавших газов. Для реализации этой задачи слажено работает целый комплекс механизмов, часть из которых управляется при помощи электроники.

Устройство газораспределительного механизма

В современных моторах газораспределительный механизм располагается в головке блока цилиндров двигателя. В его состав входят следующие основные элементы:

Распределительный вал. Это сложная по конструкции деталь, которая изготавливается из прочной стали или чугуна с высокой точностью обработки. В зависимости от конструкции ГРМ распредвал может устанавливаться в головке блока цилиндров или в картере двигателя (такая компоновка сейчас не применяется). Это основная деталь, которая отвечает за последовательное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал

На валу имеются опорные шейки и кулачки, которые и толкают стержень клапана или коромысло. Форма кулачка имеет строго определенную геометрию, поскольку от этого зависит длительность и степень открытия клапана. Также кулачки выполнены разнонаправленными, чтобы обеспечивать попеременную работу цилиндров.

Привод. Крутящий момент от коленчатого вала передается через привод на распределительный вал. Привод бывает разным в зависимости от конструктивного решения. Шестерня коленвала в два раза меньше шестерни распредвала. Таким образом, коленчатый вал вращается в два раза быстрее. В зависимости от типа привода в его состав входят:

• цепь или ремень;
• шестерни валов;
• натяжитель (натяжной ролик);
• успокоитель и башмак.

Впускные и выпускные клапаны. Они расположены в головке блока цилиндров и представляют собой стержни с плоской головкой на одном конце, которая называется тарелкой. Впускные и выпускные клапаны отличаются по конструкции. Впускной изготавливается цельной деталью. Также он имеет больший диаметр тарелки для обеспечения лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом. Выпускной часто изготавливают из жаропрочной стали и с полым стержнем для лучшего охлаждения, так как в работе он подвергается более высоким температурам. Внутри полости находится натриевый наполнитель, который легко плавится и отводит часть тепла от тарелки к стержню. Впускные и выпускные клапаны с пружинами

На тарелках клапанов сделаны специальные фаски, которые обеспечивают более плотное прилегание к отверстиям в головке блока цилиндров. Это место называется седлом. Кроме самих клапанов, в механизме предусмотрены дополнительные элементы, обеспечивающие его правильную работу:

• Пружины. Возвращают клапаны в исходное положение после нажатия.
• Маслосъемные колпачки. Представляют собой специальные уплотнители, которые не допускают попадания масла в камеру сгорания по стержню клапана.
• Направляющая втулка. Устанавливается в корпус ГБЦ и обеспечивает точное движение клапана.
• Сухари. С их помощью пружина крепится на стержне клапана.

Толкатели. Через толкатели передается усилие от кулачка распредвала на стержень. Изготавливаются из высокопрочной стали. Они бывают разных видов (механические (стаканы), роликовые, гидрокомпенсаторы). Тепловой зазор между механическими толкателями и кулачками распредвала регулируется вручную. Гидрокомпенсаторы или гидротолкатели автоматически поддерживают нужный тепловой зазор и не требуют регулировки.

Коромысло или рычаги. Простое коромысло представляет собой двуплечный рычаг, который совершает качательные движения. В различной компоновке коромысла могут работать по-разному.

Коромысло

Системы изменения фаз газораспределения. Данные системы устанавливаются не на все двигатели. Более подробно про устройство и принцип работы CVVT можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Принцип работы

Работу газораспределительного механизма сложно рассматривать отдельно, в отрыве от рабочего цикла двигателя. Ведь его основная задача – это вовремя открыть и закрыть клапана на определенный промежуток времени. Соответственно на такте впуска открываются впускные, а на такте выпуска – выпускные. То есть фактически механизм должен реализовывать рассчитанные фазы газораспределения.

Технически это происходит следующим образом:

1. Коленчатый вал передает крутящий момент посредством привода на распределительный.
2. Кулачок на распределительном валу нажимает на толкатель или коромысло.
3. Клапан перемещается внутрь камеры сгорания, открывая доступ свежему заряду или отработавшим газам.
4. После того как кулачок проходит активную фазу воздействия, клапан возвращается на место под действием пружины.

Стоит также отметить, что за полный рабочий цикл распредвал совершает 2 оборота, попеременно открывая клапана в каждом цилиндре, в зависимости от порядка их работы. То есть, например, при схеме работы 1-3-4-2 в один и тот же момент времени в первом цилиндре будут открыты впускные клапаны, а в четвертом выпускные. Во втором и третьем клапаны будут закрыты.

Классификация или типы ГРМ

Двигатели могут иметь различную компоновку газораспределительного механизма. Рассмотрим следующую классификацию.

По расположению распределительного вала

Существуют два типа положения распредвала:

При нижнем расположении распредвал находится в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Усилие от кулачков передается через толкатели на коромысла, при этом применяются специальные штанги. Они представляют собой длинные стержни и связывают толкатели внизу с коромыслами наверху. Нижнее расположение считается не самым удачным, но имеет и свои плюсы. В частности, более надежное соединение распредвала с коленвалом. Данный тип расположения на современных моторах не применяется.

Нижнее расположение распредвала и устройство ГРМ

При верхнем положении распредвал находится в головке блока цилиндров (ГБЦ) непосредственно над клапанами. При таком положении могут быть реализованы различные варианты воздействия на клапаны: через толкатели, коромысла или рычаги. Такая конструкция более простая, надежная и компактная. Верхнее положение распредвала получило более широкое распространение.

По количеству распределительных валов

На рядных двигателях могут быть установлены один или два распределительных вала. Моторы с одним распредвалом имеют аббревиатуру SOHC (Single Overhead Camshaft), а с двумя – DOHC (Double Overhead Camshaft). Один вал отвечает за открытие впускных, а другой за открытие выпускных клапанов. В двигателях c V-образной компоновкой используются четыре распредвала, по два на каждый ряд цилиндров.

По количеству клапанов

От количества клапанов на один цилиндр будет зависеть форма распредвала и количество кулачков на нем. Клапанов может быть два, три, четыре или пять.

Самый простой вариант с двумя клапанами: один работает на впуск, другой на выпуск. В трехклапаном двигателе два работают на впуск и один на выпуск. При четырех клапанах: два на впуск и два на выпуск. Пять клапанов: три на впуск и два на выпуск. Чем больше клапанов на впуске, тем больше объем поступающей топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Повышается мощность и динамика двигателя. Сделать больше пяти не позволят размер камеры сгорания и форма распредвала. Наиболее часто встречается схема с четырьмя клапанами на цилиндр.

По типу привода

Различают три типа привода распределительного вала:

1. Шестеренчатый. Данный привод возможен только при нижнем положении распредвала в блоке цилиндров. Коленвал и распредвал имеют зубчатый привод через шестерни (звездочки). Главное преимущество такого привода – надежность. При верхнем положении распредвала в ГБЦ применяется цепной и ременный привод.
2. Цепной. Этот привод считается более надежным. Но использование цепи требует особых условий. Для гашения колебаний устанавливаются успокоители, а натяжение цепи регулируется натяжителями. В зависимости от количества валов могут применяться несколько цепей.

Ресурса цепи хватает в среднем на 150-200 тысяч километров пробега.

Главной проблемой цепного привода считается поломка натяжителей, успокоителей или разрыв самой цепи. При плохом натяжении цепь может перескакивать между зубьев в ходе работы, что приводит к нарушению фаз газораспределения.

Ременный и цепной приводы ГРМ

Автоматически регулировать натяжение цепи помогают гидронатяжители. Они представляют собой поршни, которые давят на так называемый башмак. Башмак прилегает непосредственно к цепи. Он представляет собой изогнутую дугой деталь со специальным покрытием. Внутри гидронатяжителя находится плунжер, пружина и рабочая полость для масла. Масло поступает в натяжитель и выталкивает цилиндр до нужного уровня. Клапан закрывает масляный канал, и поршень постоянно поддерживает нужное натяжение цепи. По похожему принципу работают гидрокомпенсаторы в ГРМ. Успокоитель цепи гасит остаточные колебания, которые не погасил башмак. Так достигается оптимальная и точная работа цепного привода.

Самые большие неприятности может принести разрыв цепи.

Распредвал прекращает вращение, а коленвал продолжает крутиться и двигать поршни. Днища поршней ударяются о тарелки клапанов, что приводит к их деформации. В самых тяжелых случаях может быть поврежден и блок цилиндров. Чтобы такого не произошло, иногда применяются двухрядные цепи. При обрыве одной другая продолжит работу. Водитель без последствий исправит ситуацию.
Ременный. Ременный привод не требует смазки, в отличие от цепного.

Ресурс ремня также ограничен и в среднем он равен 60-80 тысячам километров пробега.

Для лучшего сцепления и надежности используются зубчатые ремни. Такой привод более прост. Разрыв ремня при работающем двигателе приведет к тем же последствиям, что и при разрыве цепи. Главными преимуществами ременного привода является простота эксплуатации и замены, дешевизна и бесшумная работа.

От правильной работы всего газораспределительного механизма зависит работа двигателя, его динамика и мощность. Чем больше количество и объем цилиндров, тем сложнее будет устройство ГРМ. Каждому водителю важно понимать устройство механизма, чтобы вовремя заметить неисправность.

Источник

Тест №2 «Газораспределительный механизм»

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Седельниковский агропромышленный техникум»

ТЕСТ «Газораспределительный механизм»

МДК.01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобилей»

ПМ. 01 «Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта»

по профессии 23.01.03 Автомеханик

Составил: Баранов Владимир Ильич мастер производственного обучения

Седельниково, Омская область, 2017

Целью настоящих тестов является закрепление студентами знаний, полученных при изучении теоретического материала по теме «Газораспределительный механизм», входящей в состав МДК 01.02 «Устройство, техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» профессии 23.01.03 «Автомеханик».
Тесты составлены в соответствии с требованиями программы профессионального модуля ПМ.01 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта», по профессии 23.01.03 «Автомеханик», 1 курс.

1. Газораспределительные механизмы в зависимости от места установки клапана разделяются на механизмы с нижним и верхним расположением клапанов. Какой механизм имеет меньшее количество деталей?

1) с нижним расположением клапанов

2) с верхним расположением клапанов

3) имеют одинаковое количество деталей.

2. Каким способом осуществляется привод газораспределительного механизма?

1) зубчатыми колесами

2) цепной передачей или зубчатым ремнем

3) в зависимости от типа и модели двигателя способом указанным в пункте 1 или 2.

3. Для чего предназначен толкатель ГРМ?

1) для передачи усилия от распределительного вала

2) для передачи усилия от поршня

3) для поворота клапана вокруг своей оси.

4. В каком ответе перечислены только детали ГРМ?

1) распределительный вал, штанга толкателя, коромысло, поршневой палец, клапан выпускной

2) толкатель, седло клапана, сухари, тарелка пружины клапана, направляющая толкателя

3) направляющая втулка клапана, ось коромысел, головка цилиндров, пружина клапана.

5. Как крепится тарелка пружины клапана к стержню клапана?

1) установочным штифтом

2) при помощи резьбы

3) контактной сваркой

6. Как отличить впускной клапан от выпускного одного двигателя?

1) по длине стержня клапана

2) по диаметру тарелки клапана

3) по маркировке.

7. Какой клапан при работе двигателя нагревается до более высокой температуры?

3) клапана одного цилиндра нагреваются до одинаковой температуры

8. Какие детали входят в клапанный узел ГРМ?

1) клапан, седло клапана, пружина клапана, направляющая втулка клапана, компрессионное кольцо

2) клапан, тарелка пружины клапана, маслосъемное кольцо, сухари, механизм вращения клапана

3) клапан, опорная шайба пружины, седло клапана, толкатель, сухари

9. Для чего предназначен газораспределительный механизм дизельного двигателя?

для подачи топлива.

для подачи воздуха

для распределения газов по цилиндрам двигателя

для впуска воздуха и выпуска отработанных газов

10. В каком ответе правильно дано определение назначения газораспределительного механизма?

1) для своевременного открывания и закрывания клапанов, впуска горючей смеси или воздуха отработанных газов

2) для своевременного открывания и закрывания клапанов с целью впуска горючей смеси и выпуска отработанных газов

3) для своевременного закрывания клапанов и впуска горючей смеси

11. Каким термином называют моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выражая в градусах поворота коленчатого вала?

1) перекрытием клапанов

2) фазами газораспределения

3) порядком работы цилиндров

4) угол опережения зажигания

12. Какие клапана выполняют полыми и полость заполняют металлическим натрием?

1) только впускные клапаны

2) только выпускные клапаны

3) впускные и выпускные клапана.

13. В какой последовательности передается усилие в приводе клапанов?

1) кулачковый вал, толкатель, штанга толкателя, регулировочный винт, коромысло, клапан

2) кулачковый вал, толкатель, регулировочный винт, штанга толкателя, коромысло, клапан

3) кулачковый вал, толкатель, штанга толкателя, клапан, коромысло, регулировочный винт

14. Укажите место проверки теплового зазора в ГРМ?

1) между штангой толкателя и регулировочным винтом

2) между толкателем и кулачком распредвала

3) между носком коромысла и торцом стержня клапана.

15. Что обеспечивает герметичность сопряжений клапан-седло клапана?

1) их шлифовка и притирка по месту пастами

2) подгонка по месту с применением уплотнителей

3) установка самоподжимных манжет

16. Какое количество клапанов установлено на двигателе КамАЗ-740.10?

1) 6 впускных и 6 выпускных клапанов

2) 8 впускных и 8 выпускных клапанов

3) 12 впускных и 12 выпускных клапанов

4) 16 впускных и 16 выпускных клапанов

17. С какой скоростью вращается распределительный вал?

1) в два раза быстрее коленчатого вала

2) в два раза медленнее коленчатого вала

3) со скоростью вращения коленчатого вала
4) в четыре раза быстрее коленчатого вала

18. Для чего предусмотрены тепловые зазоры в ГРМ?

1) для предотвращения разрушения коромысел и толкателей

2) для исключения неплотного закрытия клапанов

3) для уменьшения износа направляющих клапанов и толкателей.

19. В какую часть коромысла вворачивают регулировочный винт?

1) в конец коромысла, обращенный к штанге

2) в конец коромысла, обращенный к стержню клапана

3) в отверстие оси коромысла.

20. Какое количество сухарей необходимо для крепления тарелки пружины со стержнем клапана?

21. Как влияет наличие нагара на фасках клапанов на их охлаждение?

1) не отражается

2) улучшает охлаждение

3) ухудшает охлаждение.

22. Что такое перекрытие клапанов.

1) это моменты когда оба клапаны открыты;

2) это моменты когда оба клапана закрыты;

3) это моменты когда впускной клапан открыт, а выпускной закрыт;

1) в сантиметрах;

3) в миллиметрах;

24. Как называется средняя часть клапана.

25. Материал изготовления клапанов;

1) из инструментальной стали;

2) из легированного чугуна;

3) из жаропрочной стали;

4) из углеродистой стали.

Критерии оценок тестирования:

Оценка «отлично» 23 — 25 правильных ответов 25 предложенных вопросов;

Оценка «хорошо» 18 — 22 правильных ответов из 25 предложенных вопросов;

Оценка «удовлетворительно» 13 — 17 правильных ответов из 25 предложенных вопросов;

Оценка неудовлетворительно» 0 — 12 правильных ответов из 25 предложенных вопросов.

Кузнецов А.С. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: в 2 ч. – учебник для нач. проф. образования / А.С. Кузнецов. — М.: Издательский центр «Академия», 2012.

Кузнецов А.С. Слесарь по ремонту автомобилей (моторист): учеб. пособие для нач. проф. образования / А.С. Кузнецов. – 8-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2013.

Автомеханик / сост. А.А. Ханников. – 2-е изд. – Минск: Современная школа, 2010.

Виноградов В.М. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: Основные и вспомогательные технологические процессы: Лабораторный практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / В.М. Виноградов, О.В. Храмцова. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012.

Петросов В.В. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.В. Петросов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.

Карагодин В.И. Ремонт автомобилей и двигателей: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. Образования / В.И. Карагодин, Н.Н. Митрохин. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.

Коробейчик А.В. к-68 Ремонт автомобилей / Серия «Библиотека автомобилиста». Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

Коробейчик А.В. К-66 Ремонт автомобилей. Практический курс / Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов н/Д: «Феникс», 2004.

Чумаченко Ю.Т., Рассанов Б.Б. Автомобильный практикум: Учебное пособие к выполнению лабораторно-практических работ. Изд. 2-е, доп. – Ростов н/Д: Феникс, 2003.

Слон Ю.М. С-48 Автомеханик / Серия «Учебники, учебные пособия». – Ростов н/Д: «Феникс», 2003.

Жолобов Л.А., Конаков А.М. Ж-79 Устройство и техническое обслуживание автомобилей категорий «В» и «С» на примере ВАЗ-2110, ЗИЛ-5301 «Бычок». Серия «Библиотека автомобилиста». – Ростов-на-Дону: «Феникс», 2002.

Источник