Отсек клапанного механизма с гидротолкателем двигателя

Механизм газораспределения служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов двигателя, обеспечивая качест­венное наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом, их очистку от отработавших газов и герметизацию цилиндров при сжатии и рабочем ходе поршня.

В четырехтактных двигателях газообмен осуществляется с помощью клапа­нов.

Клапанные механизмы газораспределения разделяют:

• по месту установки клапанов — верхнее расположение кла­панов в головке блока цилиндров и нижнее — в блоке цилиндров;

При верхнем расположении распределительного вала (приложение 1) отсутствуют толкатели и штан­ги, вследствие чего уменьшают­ся масса и инерционные силы клапанного механизма, что дает возможность увеличить частоту вращения коленчатого вала и уменьшить уровень шума при работе двигателя.

В двигателях заднеприводных автомобилей ВАЗ (прил. 1, а) распределительный вал располо­жен в отдельном картере на го­ловке 2 блока цилиндров и вра­щается в подшипниках скольже­ния. Привод к клапанам 7, раз­мещенным в один ряд, осуще­ствляется непосредственно от кулачков 4 распределительного вала через одноплечие рычаги (рокеры) 3. Одним концом од­ноплечий рычаг опирается на стержень клапана, другим — на сферическую головку болта 5 и удерживается на ней при помощи шпилечной пружины 7.

Привод распределительного вала (цепной) показан в приложении 4.

В двигателях автомобилей «Москвич» (прил.1, б) кла­паны 1 расположены в два ряда и приводятся в действие коро­мыслами 9 от кулачков 4 распределительного вала. Для регулиров­ки теплового зазора в клапанах служит регулировочный болт 5 с контргайкой 6, который связан со сферическим наконечником 8.

В двигателях переднеприводных автомобилей ВАЗ-2108 «Спут­ник», ВАЗ-2109 верхний распределительный вал установлен в отдельном корпусе 10 ( прил.1, в), расположенном на головке бло­ка цилиндров 2, в которую запрессованы чугунные седла 14 клапанов и направляющие втулки 13 клапанов 1. Верхняя часть вту­лок уплотняется металлорезиновыми маслоотражательными кол­пачками 12.

Клапаны 1 приводятся в действие непосредственно кулачками 4 через цилиндрические толкатели 1 5 без промежуточных рычагов. В гнездах толкателей находятся шайбы 11 для регулировки зазора h в клапанном механизме.

Привод клапанов двигателя ЗМЗ-4062 показан в приложении 1, г. Он включает в себя распределительный вал впускных клапанов 1 с гидротолкателями 16 и распределительный вал 17 выпускных кла­панов 18 с гидротолкателями и двойными пружинами 19. Валы установлены в разъемных подшипниках, образованных головкой блока цилиндров 2 и съемными крышками подшипников, за­крепляемых болтами.

Гидротолкатели клапанного механизма установлены на ряде моделей двигателей легковых автомобилей высшего, большого, среднего и малого классов (ЗИЛ-4104, ГАЗ-3110, ВАЗ-2112 и др.). Они автоматически обеспечивают беззазорный контакт кулачков распределительных валов с клапанами, компенсируя износы сопрягаемых деталей: кулачков, торцов, корпусов гидротолкателей, корпусов компен­саторов, клапанов, седел и тарелок клапанов.

Типичным примером применения гидротолкателей является двигатель ЗМЗ-4062 автомобиля ГАЗ-3110 «Волга» (приложение 2). Сталь­ной корпус 4 гидротолкателя этого двигателя выполнен в виде цилиндрического стакана, внутри которого размещен корпус ком­пенсатора 6 с обратным шариковым клапаном 8. Гидротолкатели устанавливаются в расточенные в головке цилиндров 9 отверстия, между кулачками распределительных валов и торцами клапанов. На наружной поверхности корпуса выполнены канавка и отвер­стие 3 для подвода масла внутрь гидротолкателя из смазочной ма­гистрали в головке блока цилиндров.

Компенсатор размещен в направляющей втулке 2, приварен­ной внутри корпуса гидротолкателя, и удерживается стопорным кольцом 5. Компенсатор состоит из поршня 7, опирающегося из­нутри на донышко корпуса гидротолкателя, и корпуса 6 ком­пенсатора, который опирается на торцы впускного и выпускного клапанов.

Между поршнем и корпусом компенсатора установлена пру­жина 1, раздвигающая их и тем самым выбирающая возникаю­щий зазор. Одновременно пружина 1 прижимает колпачок обрат­ного шарикового клапана 8, размещенного в поршне.

Работа гидротолкателя происходит следующим образом. При нажатии кулачком распределительного вала на торец корпуса 4 гидротолкателя шариковый клапан 8 закрывается, запирая на­ходящееся внутри масло, которое становится рабочим телом, через которое передается усилие от кулачка 10 к стержню 12 и суха­рям 11 клапана, обеспечивая его открытие. При этом поршень 7 частично входит в корпус 6 компенсатора и часть масла перете­кает через зазор в этой плунжерной паре в полость корпуса 4 гидротолкателя.

Когда снимается усилие с гидротолкателя (это происходит при закрытии клапана), пружина 1 компенсатора прижимает поршень 7 и корпус гидротолкателя к цилиндрической части кулачка, выби­рая зазор. При этом шариковый клапан 8 открывается, обеспечи­вая перепуск масла в полость компенсатора. При дальнейшем по­вороте кулачка, когда корпус 4 гидротолкателя сходит с его «за­тылка» — цилиндрической части, цикл работы гидротолкателя повторяется.

Задание:

1. Самостоятельно изучите методические рекомендации

2. Используя рекомендованную литературу, изучите устройство газораспределительного механизма с верхним расположением распределительного вала

3. Изучите устройство и работу ГРМ двигателя ВАЗ-2103.

4. Изучите устройство и работу ГРМ двигателя ВАЗ-2108.

5. Изучите устройство и работу толкателей с гидрокомпенсатором на примере двигателя ЗМЗ-4062

6. Изучите порядок регулировки теплового зазора в клапанном механизме натяжения приводного ремня (цепи).

7. Подготовьте ответы на контрольные вопросы

Работа в лаборатории:

В ходе выполнения работы студенты самостоятельно с использованием рекомендованной литературы на разрезных агрегатах должны изучить

· Компоновку деталей газораспределительных механизмов с верхним расположением распределительного вала (валов).

· Особенности конструкции газораспределительного механизма двигателей ВАЗ-2103 и ВАЗ-2108

· Основные параметры для сборки и регулировки узлов ГРМ.

.

По окончании работы студенты составляют отчёт по форме:

1. Начертить эскиз толкателя с гидрокомпенсатором двигателя ЗМЗ-4062

Контрольные вопросы:

1. Назначение ГРМ?

2. Тепловой зазор. Назначение, параметры, регулировка?

3. На каком двигателе (холодном или горячем) производится регулировка теплового зазора ГРМ? Почему?

4. Как осуществляется регулировка теплового зазора в клапанном механизме двигателей ВАЗ-2103, ВАЗ-2108, ЗМЗ-4062?

5. Почему диаметр головки впускного клапана больше, чем выпускного?

6. Чем обеспечивается проворачивание клапанов?

7. Как правильно устанавливается распредвал с распредшестерней (звёздочкой) по отношению к коленвалу?

8. Сколько пружин установлено на клапане? Почему?

9. Как правильно натянуть приводную цепь (ремень)?

10. Что такое фазы газораспределения?

11. Почему впускные и выпускные клапаны открываются с опережением, а закрываются с запаздыванием по отношению к «мёртвым» точкам поршня?

12. На каких клапанах двигателя ВАЗ установлены маслосъёмные колпачки (сальники)?

13. Как взаимосвязаны фазы газораспределения и частота вращения коленчатого вала?

14. Из какого материала изготавливаются штанги ГРМ двигателя ЗМЗ-4062, ВАЗ?

15. Из каких материалов изготавливаются впускные и выпускные клапаны?

16. Что называется перекрытием клапанов? Как его вычислить?

17. Преимущества и недостатки толкателей с гидрокомпенсаторами.

18. Какими способами добиваются уменьшения износа толкателей?

19. Почему коромысло изготавливается в виде неравноплечего рычага?

Литература:

1. А.Г. Пузанков «Автомобили. Устройство автотранспортных средств»; Москва; ACADEMA; 2004;

2. В.П. Передерий «Устройство автомобиля», М., ИД «ФОРУМ» - ИНФРА-М, 2006 г.;

3. Автомобиль ВАЗ-2105. Многокрасочный альбом, М., «Машиностроение», 1984;

4. Автомобили «Жигули» ВАЗ-2104, 2105, 2107. Устройство. Ремонт., М., «Транспорт», 1989.

Приложение 1

Газораспределительные механизмы двигателей с верхним распо­ложением распределительных валов автомобилей:

а — ВАЗ-2105, -2107 «Жигули»; б — «Москвич-21412»; в — ВАЗ-2108 «Спут­ник», ВАЗ-2109; г — ГАЗ-3110 «Волга»; 1 — клапан; 2 — головка цилиндров; 3 — рычаги; 4 — кулачки; 5 — болт; 6 — контргайка; 7— шпилечная пружина; 8 — сферический наконечник; 9 — коромысла; 10 — корпус распределительного вала; 11 — регулировочные шайбы; 12— маслоотражательный колпачок; 13 — направ­ляющая втулка; 14 — седло клапана; 15 — толкатель; 16 — гидротолкатель; 17 — распределительный вал; 18 — выпускной клапан с гидротолкателем; 19 — двой­ная пружина; h — тепловой зазор

Приложение 2

Отсек клапанного механизма с гидротолкателем двигателя

ЗМЗ-4062:

1 — пружина; 2 — направляющая втулка; 3 — отверстие для подвода масла; 4 — корпус гидротолкателя; 5 — стопорное кольцо; 6 — корпус компенсатора; 1 — поршень; 8 — шариковый клапан; 9 — головка цилиндров; 10 — кулачок; 11 — сухарь; 12 — стержень клапана

Приложение 3