Способ фиксации распределительного вала от осевого смещения
Распределительный вал служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Для этой цели на нем имеются кулачки. Закрытие клапанов обеспечивается распределительным валом совместно с пружинами клапанов.
Распределительный вал вместе с кулачками штампуют из стали (двигатель ГАЗ -53А) или отливают из чугуна (двигатель ЗИЛ -130).
У четырехцилиндрового двигателя распределительный вал имеет восемь кулачков, у шестицилиндрового — двенадцать и у восьмицилиндрового — шестнадцать, т. е. по два кулачка на цилиндр. Каждый кулачок управляет одним клапаном — впускным или выпускным.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Рис. 1. Распределительный и уравновешивающий валы дизеля ЯАЗ -М206:
1 — болт; 2 — кулачок; 3 — листовая пружина; 4 — балансир; 5 — противовес; 6 и 10 — втулки; 7 — вкладыш; 8 — пружинные кольца; в — распределительный вал; 11 — шестерня; 12 — уравновешивающий вал; 13 — шайбы
В соответствии с порядком работы двигателя одноименные кулачки, т. е. кулачки всех впускных или всех выпускных клапанов, в четырехцилиндровом двигателе располагаются под углом 90°, в шестицилиндровом — под углом 60° и в восьмицилиндровом — под углом 45°. На распределительном валу может находиться также шестерня привода масляного насоса и распределителя зажигания и эксцентрик, приводящий в работу топливный насос. Эксцентрик может быть изготовлен как одно целое с распределительным валом или привернут к нему болтом (двигатель ГАЗ -5ЗА).
Рабочие поверхности кулачков, опорных шеек, эксцентриков и шестерен стальных распределительных валов подвергают термической обработке и шлифованию для увеличения их износостойкости. Для повышения износостойкости кулачков и шеек чугунных валов их отбеливают.
Распределительный вал может быть установлен в нижней части блока цилиндров (нижнее расположение вала) или в его верхней части (верхнее расположение вала). Верхнее расположение вала применяется, только при верхних клапанах, а нижнее — как при верхних, так и при нижних клапанах.
Распределительный вал дизеля ЯАЗ -М206 размещен в верхней части блока цилиндров. У V-образных дизелей ЯМЗ -236 и ЯМЗ -238 распределительный вал тоже установлен в верхней части блока, но между двумя рядами цилиндров.
Распределительные валы двигателей М-21, ГАЗ -5ЗА и ЗИЛ -130 имеют пять опор.
В качестве подшипников для распределительного вала чаще всего применяют запрессованные в картер двигателя стальные втулки, залитые баббитом. Диаметры опорных шеек распределительного вала могут быть одинаковыми (двигатель ГАЗ -5ЗА) или разными (двигатели М-21 и ЗИЛ -130), уменьшающимися от переднего конца вала к заднему. Так, у двигателя М-21 диаметр первой шейки распределительного вала равен 52 мм, второй — 51 мм, третьей — 50 мм, четвертой — 49 мм и пятой — 48 мм. Вследствие этого создаются благоприятные условия для монтажа и демонтажа вала.
Наличие на распределительном валу шестерни с косым зубом приводит к возникновению силы, стремящейся сдвинуть вал вдоль его оси. В двигателях М-21, ГАЗ -5ЭА и ЗИЛ -130 вал от осевых перемещений фиксируется с помощью упорного фланца, установленного с зазором между ступицей шестерни и торцом передней опорной шейки распределительного вала. Зазор обеспечивается тем, что толщина упорного фланца на 0,1—0,2 мм у двигателей М-21 и ГАЗ -53А и на 0,08—0,208 мм у двигателя ЗИЛ -130 меньше толщины распорного кольца. Упорный фланец стальной; рабочие поверхности его термически обработаны и фосфатированы для улучшения приработки. Он крепится двумя болтами к передней стенке блока цилиндров.
Шестерня установлена на распределительном валу на шпонке и удерживается от смещения болтом, ввернутым в торец вала.
Распределительный вал двухтактного дизеля ЯАЗ -М206 несколько отличается от распределительных валов четырехтактных дизелей. На каждый цилиндр приходится по три кулачка. Два крайних кулачка действуют на толкатели коромысел выпускных клапанов, а средний кулачок приводит в движение толкатель коромысла насос-форсунки. Распределительный вал вращается на семи опорных шейках, для чего используются подшипники скольжения двух типов: взаимозаменяемые вкладыши из алюминиевого сплава (промежуточные подшипники) и втулки, залитые свинцовистой бронзой (концевые подшипники). Вкладыши удерживаются от смещения пружинными кольцами и стопорными винтами. В чугунные втулки запрессовано по две стальные втулки, залитые свинцовистой бронзой. На заднем конце распределительного вала установлена распределительная шестерня, на переднем — противовес и балансир.
От осевого смещения распределительный и урановешивающий валы удерживаются двумя бронзовыми шайбами, соприкасающимися с одной стороны с торцом бурта распределительного или уравновешивающего вала, а с другой — со ступицей противовеса. Рабочий зазор в упорном подшипнике равен 0,10—0,32 мм.
При вращении распределительного и уравновешивающего валов возникают крутильные колебания. Чем длиннее валы, тем больше колебания. Для уменьшения колебаний валов на них устанавливают специальные гасители, состоящие из листовых пружин, охватывающих с обеих сторон кулачок, сидящий на болту противовеса. Пружины с кулачками находятся в фигурных вырезах балансиров и концами опираются на них. Колебания валов гасятся вследствие наличия трения между листовыми пружинами.
Рис. 2. Упорный фланец распределительного вала:
1 и 5 — болты; 2 — шестерня; 3 — упорный фланец; 4 — распорное кольцо; б — распределительный вал; 7 — шпонка
Источник
Что достигают применением устройства для изменения фаз газораспределения при изменении режима работы двигателя?
Главными задачами системы изменения фаз газораспределения являются:
— улучшение качества работы двигателя на холостом ходу;
— снижение расхода топлива;
— оптимизация крутящего момента в области средних и высоких частот вращения коленчатого вала;
— увеличение внутренней рециркуляции отработавших газов с сопутствующим ей снижением температуры газов при сгорании и уменьшением выброса оксидов азота;
— увеличение мощности в области высоких частот вращения коленчатого вала.
19. Что дает опережение открытия выпускного клапана?
Выпускной кулачок должен открывать клапан достаточно рано, чтобы цилиндр успел очиститься от продуктов сгорания. При позднем открытии оставшиеся в цилиндре несгоревшие газы будут смешиваться с поступающей свежей смесью; раннее открытие может существенно снизить мощность рабочего хода, так как давление, толкающее поршень вниз, будет сбрасываться через выпускной канал. Тоже и при закрытии: если закрыть клапан слишком рано, то отработанные газы не успеют выйти, а если слишком поздно, то входящая порция смеси будет вытолкнута в выхлоп вместе со сгоревшими газами. Такое может происходить потому, что в момент прохода поршня через ВМТ при переходе от такта выпуска к такту впуска впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Это называется «перекрытием клапанов». Этот «перелив» из впускного канала в выпускной может дать двигателю несколько преимуществ. Во-первых, выхлопные газы, выходящие из цилиндра могут быть использованы для создания вакуума — нечто подобное происходит при выдергивании пробки из бутылки. Это будет помогать опускающемуся поршню втягивать в цилиндр свежую смесь. Во-вторых, выхлопную систему можно настроить так, что свежая смесь, переливающаяся в выпускной канал, будут втягиваться обратно в камеру сгорания перед самым закрытием выпускного клапана. Решающим обстоятельством является здесь не продолжительность перекрытия (выражаемая в градусах поворота коленчатого вала), а то, насколько высоко поднимаются клапаны в верхней мертвой точке. При стандартном распредвале высота подъема обоих клапанов в верхней мертвой точке может доходить до 0,76 мм, в то время, как для гоночных автомобилей эта величина достигает 5 мм. В целом, чем больше подъем клапанов при перекрытии, тем при больших оборотах двигатель достигает максимальной мощности, и тем хуже распределение мощности. Здесь уже возникает проблема зазора между клапанами и поршнем. При чрезмерно больших кулачках, дающих высокий подъем клапанов в фазе перекрытия, приходится делать в поршнях специальные углубления — «карманы», чтобы исключить столкновение поршня с клапанами к верхней мертвой точке.
В чем назначение перекрытие фаз?
Когда впускной клапан открывается раньше, а выпускной клапан закрывается поздно, имеется период времени, когда оба клапана открыты. Этот период перекрытия клапанов имеет место, когда поршень находится около ВМТ. Открывание обоихкла-панов одновременно может не показаться хорошей идеей, однако, такая технология сжимает движущуюся массу потока выхлопных газов как своеобразный «пылесос», чтобы вытянуть оставшиеся газы. Фактически, этот эффект пылесоса такой сильный, что он также помогает начать впуск потока. Этот более ранний впускной поток, вызванный энергией выхлопных газов, называется продувкой, и он улучшает наполнение цилиндра и увеличивает мощность, особенно на высоких оборотах. Тогда как чрезмерное перекрытие клапанов уменьшает крутящий момент на низких оборотах, потери уменьшаются, когда продолжительность перекрытия настраивается в соответствии с применением — примерно от 400 для обычного распредвала и примерно до 850 для специального профиля.Распределительные валы с короткой продолжительностью тактов, разработанные для работы при низких оборотах двигателя, почти всегда имеют короткие периоды перекрытия клапанов. Эти распределительные валы обеспечивают хорошие значения мощности двигателя на низких оборотах, так как фазы работы клапанов не слишком удалены от фаз ВМТ/НМТ.
Какие силы действуют вдоль оси распределительного вала?
Преимущества и недостатки косозубых шестерен в приводе распределительного вала
-практически неограниченная передаваемая мощность
-малые габариты и вес
-стабильное передаточное отношение
Высокий КПД, который составляет в среднем 0,97 – 0,98
шум в работе на высоких скоростях (может быть снижен при применении зубьев соответствующей геометрической формы и улучшении качества обработки профилей зубьев)
Преимущественное распространение получили передачи с зубьями эвольвентного профиля, которые изготавливаются массовым методом обкатки на зубофрезерных или зубодолбежных станках. Достоинство эвольвентного зацепления состоит в том, что оно мало чувствительно к колебанию межцентрового расстояния
При высоких угловых скоростях вращения рекомендуется применять косозубые шестерни, в которых зубья входят о зацепление плавно, что и обеспечивает относительно бесшумную работу.
Недостатком косозубых шестерен является наличие осевых усилий, которые дополнительно нагружают подшипники. Этот недостаток можно устранить, применив сдвоенные шестерни с равнонаправленными спиралями зубьев или шевронные шестерни.
Шевронные шестерни, ввиду высокой стоимости и трудности изготовления применяются сравнительно редко – лишь для уникальных передач большой мощности.
При малых угловых скоростях вращения применяются конические прямозубые шестерни, при больших – шестерни с круговым зубом, которые в настоящее время заменили конические косозубые шестерни, применяемые ранее.
Конические гипоидные шестерни тоже имеют круговой зуб, однако оси колес в них смещены, что создает особенно плавную и бесшумную работу. Передаточное отнесение в зубчатых парах колеблется в широких пределах, однако обычно оно равно 3 – 5
Преимущества и недостатки цепной и ременной передач в приводе распределительного вала
Преимуществами являются возможность осуществлять передачу на значительные расстояния, эластичность привода, смягчающая колебания и нагрузки и предохраняющая от значительных перегрузок (за счет проскальзывания), плавность хода и бесшумность работы.
К недостаткам относятся меньшая компактность, непостоянство передаточного отношения (из-за скольжения ремня на шкивах), большое давление на валы и подшипники, немного меньший коэффициент полезного действия.
Способы осевой фиксации распределительного вала
Фиксация вала в осевом направлении осуществляется специальными торцевыми ограничителями. У большинства двигателей осевые перемещения ограничиваются упорным фланцем, укрепленным болтами к блок-картеру. Распорное кольцо 6, зажатое между ступицей шестерни и передней опорной шейкой, толще
упорного фланца, что обеспечивает необходимый осевой зазор между торцом шейки и ступицей шестерни.
С какой целью на деталях привода распределительного вала ставят метки?
метка на шкиве коленчатого вала совмещена с меткой на крышке масляного насоса). При этом метка 8 должна совпадать с меткой на задней крышке зубчатого ремня, а метка на маховике должна находиться против среднего деления шкалы на картере сцепления.
Если метки не совпадают, то ослабляют ремень натяжным роликом, снимают со шкива распределительного вала, корректируют положение шкива, снова надевают ремень на шкив и слегка натягивают натяжным роликом. Опять проверяют совпадение установочных меток, провернув коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.
Назначение теплового зазора в приводе клапана, почему его необходимо регулировать в процессе эксплуатации двигателя?
Каково основное назначение пружины клапана?
Источник
Фиксация распределительного вала от осевых перемещений
В процессе вращения распределительного вала возникают осевые усилия, которые передаются на упорные фланцы либо винты. Распределительный вал двигателя (ЗМЗ-53, ЯМЗ, ЗИЛ-130, А-01, Д-240, СМД-60) фиксируется от осевых перемещений посредством упорных фланцев. В дизельном двигателе Д-240 [рис. 1, а)] упорная шайба (1) зажата между опорной шейкой вала и ступицей приводной шестерни (11). Осевое перемещение шайбы (4), а следовательно, и распределительного вала, ограничивается торцом втулки (10) с одной стороны, и упорным фланцем (6), который прикреплён к стенке блок-картера (посредством винтов (5)), с другой стороны.
Рис. 1. Способы фиксации осевого перемещения распределительного вала.
а) – Фиксация распределительного вала дизельного двигателя Д-240 посредством упорного фланца;
б) – Фиксация распределительного вала дизельного двигателя СМД-14 посредством упорного винта;
1) – Упорная шайба;
3) – Замковая шайба;
6) – Упорный фланец;
8) – Распределительный вал;
11) – Шестерня распределительного вала;
15) – Регулировочный винт.
В дизельном двигателе СМД-14 осевое перемещение распределительного вала ограничивается упорным винтом (15) [рис. 1, б)], который завёрнут в резьбовое отверстие передней крышки (12) распределительных шестерён. Вал при этом упирается фланцем в бурт втулки (10) с одной стороны, тогда как с другой стороны его перемещение ограничивает винт (15), который упирается в подпятник (13).
Осевые усилия в разъёмных подшипниках могут восприниматься специальными буртиками, которые выполнены на распределительном валу и упираются в торцы упорного подшипника (М-2140, ВАЗ).
Источник
