Механизм газораспределения

Механизм газораспределения предназначен для обеспечения свое­временного открытия и закрытия клапанов впуска и выпуска в соот­ветствии с установленным порядком работы цилиндров двигателя, Он имеет следующие основные элементы: привод механизма газорас­пределения и кулачковую шайбу 1 (рис. 93), направляющие толкате­лей 2 и толкатели 3, тяги 4 и кожухи тяг (на рисунке не показаны), рычаги клапанов 5, клапаны 6, пружины 7, направляющие клапанов 8 и седла клапанов 9.

Механизм работает так. От коленчатого вала через шестеренчатый привод приводится во вращение кулачковая шайба, имеющая на наруж­ной поверхности радиально расположенные кулачки. Набегая на ро­лики толкателей, кулачки перемещают их в направляющих в сторону от оси картера. Вместе с толкателем перемещаются их шаровые гнезда и тяги. Тяга поворачивает левое плечо клапана по часовой стрелке. Правое плечо рычага, упираясь своим роликом в торец штока клапана, сжимает пружины клапанов и открывает клапан для впуска свежей смеси или выпуска отработавших газов.

Как только кулачок начнет сбегать с ролика толкателя, рычаг, тяга и толкатель под действием пружин клапанов перемещаются в обратном направлении и клапан опускается к седлу. После того как ку­лачок сошел с ролика толкателя, клапан полностью садится на седло и впуск смеси в цилиндр или выпуск газов из него прекращается. Тол­катель, тяга и рычаг клапана остаются неподвижными до тех пор, пока на ролик толкателя не набежит следующий кулачок Таким образом, размеры кулачка определяют продолжительность открытия и величину хода клапанов.

Рис. 93. Принципиальная схема механизма газораспределения

Рис. 94. Клапан впуска

Условия работы механизма газораспределения определяются условиями работы клапанов. Клапаны, особен­но выпускные, работают в очень тяжелых ус­ловиях. Это обусловлено их высокими рабочими температурами, значительными ударными на­грузками, возникающими при посадке клапанов на седла, механическим и химическим действием струи раскаленных продуктов сгорания.

В результате интенсивного нагрева и недо­статочного отвода тепла рабочая температура головки клапана выпуска достигает 750—850° С, а клапана впуска, который в такте впуска омы­вается сравнительно холодной свежей смесью, имеет температуру 350—450° С.

Работая в условиях высоких температур, клапан выпуска садится на седло с ударом большой силы. Число ударов велико и, например, при оборотах коленчатого вала 1800 в минуту составляет 54 000 уда­ров в час.

Клапан непрерывно «куется», и если он не имеет необходимой проч­ности, то фаска его сминается, а шток вытягивается. Поэтому мате­риалом для изготовления клапана выпуска служит жаропрочная сталь ЭИ69, -а для клапана впуска — ЭИ72.

Для уменьшения температуры клапана выпуска применяют метал­лический натрий, который понижает температуру головки клапана на 150—200° С.

При нагреве двигателя вследствие температурных расширений величина зазора увеличивается, причем главную роль играет удлинение цилиндра и клапана. Удлинение цилиндра двигателя АШ62ИР при нагреве до 145° С составляет 2, 4 мм и приводит к увеличению зазора. Удлинение клапана впуска и выпуска при тех L условиях составляет в среднем 1, 0 мм и вызывает уменьшение зазора. Этот зазор влияет на продолжительность фазы газораспределения клапан впуска (рис. 94) состоит из головки, шейки и штока. Головка клапана имеет форму тюльпана, что уменьшает гидавлические сопротивления поступлению смеси, а выемка обеспечивает условия завихрения, что улучшает наполнение цилиндра. Шток клапана сплошной, цилиндрический.

Рис. 95. Клапан вы­пуска:

1— предохранительное кольцо; г —подвесное седло; 3 — натрий; 4— сплав ВХН-1 или нихром ЭИ334

Клапан выпуска (рис. 95) имеет грибовид­ную форму головки с выпуклой поверхностью днища. При такой форме головка хорошо об­текается продуктами сгорания, выходящими из цилиндра. Выпуклость головки и большой угол фаски придают головке жесткость. Шток кла­пана — пустотелый, цилиндрический, с азотиро­ванной поверхностью.

ЛИТЕРАТУРА

Кабаков А. М. и др. Основы конструкции авиационных двигателей. М., Воениздат.

Курицин Г. Г. и др. Конструкция и прочность авиационных двига­телей. М., Воениздат.

Паллей 3. С. и др. Конструкция и прочность авиационных газотурбин­ных двигателей. М., «Транспорт».

Скубачевский Г. С. Авиационные газотурбинные двигатели (кон­струкция и расчет деталей). М., «Машиностроение».

СтечкинБ. С. и др. Теория реактивных двигателей. Ч. I. М., Оборонгиз.

Ш т о д а А. В. и др. Конструкция авиационных газотурбинных двигателей. М., Воениздат.