Работа клапанного механизма газораспределения

УСТРОЙСТВО И РАБОТА МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

В четырехтактных двигателях применяются клапанные механиз-
мы газораспределения, клапаны которых открывают и закрывают
впускные и выпускные отверстия.

Различают два типа клапанных механизмов газораспределения: с
подвесными клапанами (рис. 76,а), расположенными в головке ци-
линдров, и боковыми клапанами (рнс. 76,6), расположенными в блок-
картере.

В двухтактных двигателях газораспределение может осуществлять-
ся двумя способами:

1) кривошипно-шатунным механизмом, как показано на рисунке 17;

2) смешанной системой; в этом случае (рис. 19) воздух поступает
через окна, открываемые и закрываемые поршнем, а отработавшие га-
зы удаляются через клапанное отверстие.

Механизм газораспределения с подвесными клапанами действует
следующим образом. Коленчатый вал 39 (рис. 76, а) приводит во вра-
щение через шестерни 37, 33 и 32 распределительный вал /. При пово-
роте распределительного вала его кулачок своим выступом поднимает
толкатель 2. Стержень толкателя движется в блок-картере 4. Вместе с
толкателем поднимается штанга 3, которая упирается нижним концом
в дно сферической выемки толкателя 2, а верхним — в регулировочный
винт 8 коромысла 10. Коромысло, установленное на оси 15, пово-
рачивается вокруг своей оси и отжимает клапан 26 вниз. При этом от-
крывается отверстие канала в головке цилиндров, а пружины 19 и 20,
предварительно сжатые (чтобы удержать клапан в закрытом положе-
нии), сжимаются дополнительно. Стержень клапана движется в на-
правляющей втулке 22.

Наибольшее открытие клапана происходит тогда, когда толкатель
находится на вершине кулачка. При дальнейшем повороте распреде-
лительного вала толкатель постепенно опускается, а клапан под дейст-
вием пружин движется вверх, в конце хода плотно закрывая отверстие
канала в головке цилиндров.

При обратном движении клапана детали передачи (коромыс-
ло, штанга и толкатель) перемещаются в первоначальное по-
ложение.

Механизм газораспределения с боковыми клапанами работает ана-
логично описанному выше, но конструкция его проще (рис. 76,6), так
как отсутствуют штанги толкателей, коромысла и детали, на кото-
рых монтируются коромысла. В механизме газораспределения этого
типа движение от толкателя 2 передается непосредственно клапа-
ну 28.

Для того чтобы изменение размеров при нагревании деталей меха-
низма газораспределения не нарушало плотной посадки клапана в
гнезде, между торцом стержня клапана и бойком коромысла при под-
весных клапанах или между торцом стержня клапана и толкателем

В.м.т.

В.мж Отнпытие 74° <2?° Закпмтие

Открытие <jn° 20° Закрытие

клапана

нмт.

нмж

Рис. 77. Диаграммы газораспределения: а — дизелей А-41 и А-01М; б — двигателя ГАЭ-53.

,о

б

а

при боковых клапанах имеется зазор. На холодном двигателе у впуск-
ных клапанов зазор составляет 0,15—0,40 мм, у выпускных — 0,20—
0,45 мм.

В течение одного рабочего цикла четырехтактного двигателя про-
исходит одно открытие впускного и выпускного клапанов. Для этого
распределительный вал должен за цикл сделать один оборот, а колен-
чатый вал за этот период — два оборота. Поэтому привод распредели-
тельного вала имеет передаточное отношение 1: 2. У двухтактных дви-
гателей распределительный вал вращается с той же частотой, что и ко-
ленчатый, поэтому его привод имеет передаточное отношение 1:1.

При равных условиях наполнение цилиндров двигателей с подвес-
ными клапанами больше, чем с боковыми, так как в первом случае по-
ток воздуха или горючей смеси, поступая в цилиндр, не изменяет резко
своего направления. Использование подвесных клапанов позволяет сде-
лать камеру сгорания более компактной; это понижает тепловые поте-
ри через ее стенки и, следовательно, уменьшает удельный расход топ-
лива.

На большинстве отечественных автотракторных двигателях приме-
няются механизмы газораспределения с подвесными клапанами и толь-
ко на некоторых (например, ГАЗ-52) — с боковыми.

При рассмотрении действительных процессов в двигателях (см.
главу 5) было выяснено, что для лучшего наполнения цилиндра двига-
теля свежей горючей смесью или воздухом и более полной очистки его
от отработавших газов клапаны открываются и закрываются не в те
моменты, когда поршень находится в мертвых точках, а с некоторым
опережением при открытии и запаздыванием при закрытии.

Моменты открытия и закрытия клапанов определяются профилем
кулачков распределительного вала, установкой его по отношению к ко-
ленчатому валу и зазорами между клапанами и толкателями или ко-
ромыслами.

Периоды от момента открытия клапанов (или окон у двухтактных
двигателей) до момента их закрытия, выраженные в градусах поворо-
та коленчатого вала, называются фазами газораспределения. Их мож-
но изобразить в виде круговой диаграммы (рис. 77,а, б), называемой
диаграммой газораспределения.

Фазы газораспределения зависят в основном от быстроходности
двигателя. Чем выше номинальная частота вращения коленчатого ва-
ла, тем больше углы фаз газораспределения.

У всех двигателей имеется период, когда впускной и выпускной
клапаны открыты одновременно, — так называемое перекрытие клапа-
нов. Значение угла перекрытия колеблется в пределах от 16° (П-23М)
до 78° (ЗИЛ-130). При перекрытии клапанов утечка заряда с отрабо-
тавшими газами незначительна вследствие небольшого промежутка
времеии перекрытия и малых проходных сечений в этот период.

Наивыгоднейшие фазы газораспределения для каждой модели дви-
гателя устанавливают экспериментальным путем. Даже небольшие от-
клонения от принятых фаз газораспределения значительно снижают его
мощность и экономичность двигателя. Правильная установка фаз га-
зораспределения двигателя достигается при его сборке совмещением
специальных меток на шестернях коленчатого и распределительного
валов (рис. 76,в).

Дата добавления: 2014-10-31