Детали клапанных механизмов газораспределения: коромысла
Коромысла представляют собой двуплечие рычаги и служат для изменения направления движения, передаваемого от штанги к клапану (см. рис. 1 и 2). Коромысла, как правило, имеют плечи разной длины. Плечо, обращенное к клапану, всегда бываете 1,5— 2,0 раза больше плеча со стороны штанги. Благодаря этому удается обеспечить необходимую высоту подъема клапанов при значительно меньших перемещениях толкателей и штанг. Это снижает инерционные нагрузки в механизме газораспределения и повышает его долговечность.
Рис. 1 – Клапанные механизмы:
а) обычный верхнеклапанный с размещением коромысел на общей оси: 1 — резиновый защитный колпачок; 2 — тарелка пружины; 3 — втулка конусная; 4 — сухарики;5 — седло клапана; 6 — клапан; 7 — направляющая ” втулка; 8 — опорная шайба;9 — стопорное кольцо; 10 — пружина; 11— коромысло; 12 — контргайка; 13 — регулировочный болт; 14 — наконечник штанги; 15 — ось коромысел; 16 — стойка оси коромысел; 17 — штанга;
б) с индивидуальными опорами коромысел: 1— распределительные вал; 2 — толкатель;3 — штанга; 4 — штырь-стойка шаровой опоры; 5 — коромысло; 6 — регулировочнаягайка; 7 — шаровая опора коромысла; 8 — тарелка пружины; 9 — защитный колпачок;10 — пружина; 11— клапан; 12 — поршень.
Рис. 2 – Детали газораспределительного механизма двигателя ЯМЗ-236:
1 — ведущая шестерня привода топливного насоса; 2 — упорный фланец распределительного вала; 3 — шестерня распределительного вала; 4, 6, 23 — болты; 5 — замковая шайба; 7 — ведомая шестерня привода топливного насоса; 8 — упорный фланец; 9 — шарикоподшипники; 10 — вал привода топливного насоса; 11 — ось коромысла; 12 — коромысло; 13 — упорная шайба; 14 — регулировочный болт; 15 — установочный штифт; 16 —штанга; 17 — направляющая втулка клапана; 18 — клапан впускной; 19 — клапан выпускной; 20 — втулки оси толкателей; 21 — ось толкателей; 22 — толкатели; 24 — подшипники (втулки) распределительного вала; 25 — втулка толкателя; 26 — ролики; 27 — распределительный вал; 28 — кулачки; 29 — опорная шейка вала
Коромысла отливают из чугуна и стали методом точного литья или штампуют из стали марки 45. Поверхность длинного плеча коромысла, соприкасающаяся с торцом стержня клапана, имеет цилиндрическую форму и подвергается термообработке, а затем шлифуется. Короткое плечо снабжается резьбовым отверстием под регулировочный болт 13 (см. рис. 1, а). Головка его закалена и имеет сферическое углубление для наконечника штанги 14, а со стороны резьбового торца — прорезь для отвертки. Болт имеет центральный канал и проточку для подвода масла к наконечнику штанги. В заданном положении он удерживается гайкой 12.
Коромысла чаще всего снабжают подшипниковой втулкой из оловянистой бронзы и устанавливают на полой стальной оси, которая па стойках или кронштейнах крепится к головке блока цилиндров. От продольного перемещения на оси коромысла обычно удерживаются пружинами. В двигателях ЯМЗ (см. рис. 2) коромысла 12 имеют индивидуальные оси 11, выполненные вместе со стойками, которые с помощью штифтов 15 фиксируются в заданном положении и крепятся болтами 23 к головкам цилиндров.
В последнее время находят применение коромысла, отштампованные из листовой стали (см. рис. 1, б), которые устанавливаются на индивидуальных резьбовых штырях-стойках 4. Стойки 4 запрессовываются в головку цилиндров, а коромысла 5 совершают качательное движение около шаровой опоры 7, положение которой на стойке можно изменять с помощью гайки 6.
Для смазки коромысел масло подается под давлением из общей системы смазки через их полые оси. К коромыслам с индивидуальными шаровыми опорами масло поступает по штангам 3 (см. рис. 1, б) или по стойкам 4, к которым в этом случае подводится отдельная магистраль.
Newer news items:
Older news items:
История [ править | править код ]
Двуплечий рычаг применялся со времен глубокой древности, однако прообразом коромысла может считаться только рычаг на фиксированной оси (примитивный без втулок, с подшипником скольжения, с подшипником качения). Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлём»), прообраз современных кранов, устройство для поднятия сосудов с водой.
Эта схема применялась в подъёмных механизмах, осадных машинах и везде, где надо было поменять направление движения звена на противоположное (тогда как в чистом рычаге основной упор делался на усиление и соотношение плечей велико). В современных ДВС, например, в коромыслах соотношение плечей относительно мало и находится в диапазоне 1:1 — 1:2.
Устройство газораспределительного механизма
Газораспределительный механизм состоит из:
- распределительного вала;
- толкателей;
- клапанов;
- коромысла;
- штанги;
- привода.
1. Распределительный вал. Вращение распределительного вала приводит к своевременному открытию и закрытию клапанов газораспределительного механизма в зависимости от последовательности работы цилиндров двигателя, учитывая фазы газораспределения газов в механизме. Изготавливают распределительный вал из высокопрочной закаленной стали или чугуна. На валу ГРМ имеются опорные шейки и кулачки. Форма кулачков влияет на рабочие процессы распределения горючей смеси и газов, частоту и время открытия, закрытия клапанов. В торце распределительного вала ГРМ крепится звездочка (на которую устанавливается цепь) или шкив привода вала (на которую одевается ремень). Вал устанавливается в корпусе на подшипниках. В целях предотвращения осевых смещений распределительный вал имеет упорный фланец.
2. Толкатели. Толкатели – это детали газораспределительного механизма, которые служат для передачи усилий от кулачков распределительного вала к штангам коромысел. Толкатели изготавливают из высокопрочной стали или чугуна.
Виды толкателей: роликовые, цилиндрические, грибовидные.
Движение толкателей происходит в корпусах, закрепленных на блоке цилиндров или по направляющим.
3. Клапаны. Клапаны служат для подачи горючей смеси в цилиндры двигателя и вывода отработанных газов. Различают впускные и выпускные клапаны. Впускные служат для впуска горючей смеси, а выпускные клапаны служат для выпуска отработавших газов.
Конструкция клапана. Клапан состоит из стержня и головки. НА клапанной головке имеется кромка под 45 градусов для лучшего прилегания клапана. Впускной клапан отличается от выпускного диаметром. Выпускной клапан значительно больше по диаметру, чем впускной, так как объем отработавших газов превышает объем подающейся горючей смеси. Клапаны ГРМ установлены в головке блока цилиндров. Место их соединения называется седлом и имеет конусную форму. Для герметизации цилиндра предназначен клапанный механизм. Для улучшения герметизации цилиндра проводят процесс под названием притирка клапанов.
Впускные клапаны изготавливают из стали с хромистым покрытием, а выпускные клапаны из жаропрочной стали. Седла клапанов изготавливают из жаропрочного чугуна.
Движение стержней клапанов осуществляется по направляющим втулкам, которые изготавливаются из чугуна или стали. Направляющие соединены с головкой блока цилиндров. Клапаны оснащены внутренней и наружной пружинами. Пружины же крепятся с помощью тарелок, сухарей и шайб.
Открытие клапанов осуществляется через усилие, которое передается от распределительного вала на клапан.
Газораспределительный механизм современных двигателей устроен таким образом, что на каждый цилиндр двигателя имеется по два клапана впуска и два клапана выпуска. Для снятия клапанов используют рассухариватели клапанов.
4. Штанги
Штанги служат для передачи усилия от толкателей к коромыслам. Штанги толкателей могут иметь форму полых цилиндрических стержней со стальными наконечниками.
Штанги изготавливают из износостойкого алюминиевого сплава, крепятся с одной стороны к коромыслу, а с другой – к толкателю.
5. Коромысло
Коромысло служит для передачи усилия от штанги к клапанам. Коромысло выполнено в виде рычага с двумя плечами, который крепится на оси. При этом одно плечо длиннее, чем другое (возле штанги).
Коромысла изготавливают из прочной стали. Устанавливают коромысло на оси, которая крепится к головке цилиндров, на специальных втулках. Втулки предназначены для уменьшения трения между осью и коромыслом.
6. Привод распределительного вала
Распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала при помощи привода, который может быть, как мы говорили цепной, шестеренчатый, ременной.
Скорость вращения распределительного вала в 2 раза меньше, чем скорость вращения коленчатого вала, что обеспечивается передаточным числом звездочки, либо размером шкива.
Таким образом, за два вращения коленчатого вала, распределительный вал совершит только одно вращение, что необходимо для осуществления одного рабочего цикла.
Часто встречается в обиходе автомобилистов такой термин, как тепловой зазор.
Проблемы и поломки коромысел в устройстве ГРМ
Коромысло в устройстве ГРМ является одной из самых важных деталей, ответственных за передачу движения от распределительного вала к клапанам. В процессе эксплуатации могут возникать различные проблемы, которые приводят к поломкам и требуют немедленного вмешательства. В этом абзаце будут рассмотрены наиболее распространенные поломки и проблемы коромысел.
Износ поверхности контакта. При длительной работе двигателя и неправильном обслуживании коромысла могут изнашиваться, что приводит к снижению контактной площади и ухудшению передачи движения. Это может привести к пропускам в работе клапанов и потере мощности двигателя.
Трещины и поломки. Коромысла могут подвергаться большим нагрузкам во время работы двигателя, и если они изготовлены из низкокачественного материала или имеют скрытые дефекты, они могут легко сломаться или сколоться. Трещины и поломки коромысел могут вызывать серьезные проблемы с работой двигателя и требуют немедленной замены.
Неправильная геометрия. Неправильное положение или деформация коромысел может привести к искажению геометрии ГРМ, что может вызывать шумы, тряску и неустойчивую работу двигателя
Это особенно важно при использовании спортивных коромысел, которые имеют измененную геометрию для повышения производительности.
Устройство клапанной группы:
2.1. Устройство клапанов:
Клапаны двигателя состоят из штока и головки. Головки чаще всего делают плоской, выпуклой или колоколообразной формы. Головка имеет небольшой цилиндрический пояс (около 2 мм) и уплотнительную фаску под углом 45˚ или 30˚. Цилиндрическая лента позволяет, с одной стороны, сохранить основной диаметр клапана при шлифовании уплотнительной фаски, а с другой стороны, повысить жесткость клапана и тем самым предотвратить деформацию. Наибольшее распространение получили клапаны с плоской головкой и уплотнительной фаской под углом 45˚ (таковы чаще всего впускные клапаны), а для улучшения наполнения и очистки цилиндров впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной клапан. Выхлопные клапаны часто делают с выпуклой головкой в форме шара.
Это улучшает отток выхлопных газов из цилиндров, а также увеличивает прочность и жесткость клапана. Чтобы улучшить условия отвода тепла от головки клапана и увеличить общую недеформируемость клапана, переход между головкой и штоком выполнен под углом 10˚ — 30˚ и с большим радиусом кривизны. На верхнем конце стержня клапана выполняются пазы конической, цилиндрической или специальной формы в зависимости от принятого способа крепления пружины к клапану. Натриевое охлаждение используется в ряде двигателей для снижения тепловой нагрузки на разрывные клапаны. Для этого клапан делают полым, а образовавшуюся полость наполовину заполняют натрием, температура плавления которого составляет 100˚С. Когда двигатель работает, натрий плавится и, перемещаясь в полости клапана, передает тепло от горячей головки к штоку охладителя, а оттуда к приводу клапана.
Диагностика ГРМ
Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки — неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.
Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора. Факторами неплотного закрытия клапанов могут быть:
- возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
- формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
- неисправность пружин клапанов.
Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.
Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:
- определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
- измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
- измеряют промежуток между клапаном и седлом.
Измерение фаз газораспределения
Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.
Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом
Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.
Определение промежутка между клапаном и седлом
Его можно оценить по объему воздуха, который будет выходить через уплотнитель перекрытых клапанов. Эта процедура прекрасно объединяется с чисткой форсунок. Когда они уже сняты, убирают валики коромысел и прикрывают все клапаны. Затем в камеру сгорания под большим давлением происходит подача сжатого воздуха. Поочередно на любом из контролируемых клапанов ставят устройство, которое позволяет измерить расход воздуха. Если потеря воздуха превысит разрешенную, выполняется ремонт газораспределительного механизма.
Фазы газораспределения
Фазами газораспределения принято считать начало открытия и момент закрытия клапана, выраженный в градусах угла поворота коленвала относительно мертвых точек. Лучшая очистка цилиндра от выхлопных газов достигается при открытии выпускного клапана до наступления нижней мертвой точки (НМТ), и закрытии после ВМТ. Наполнение цилиндров воздухом или горючей смесью происходит при открытии впускного клапана до прохождения им ВМТ, и закрытии после НМТ. Период одновременного открытия обоих клапанов называется их перекрытием.
Фазы подбираются на заводе-изготовителе двигателя экспериментальным путем, и зависят от его конструкции и быстроходности. При этом колебание газов используется таким образом, что перед закрытием впускного клапана перед ним находится волна давления, а перед закрытием выпускного – волна разрежения. Такой подбор фаз обеспечивает одновременное улучшение заполнения цилиндров воздухом или смесью, а также их очистку от выхлопных газов.
Установка механизма газораспределения осуществляется при помощи меток на шестернях. Отклонение от нормы на пару зубов или звездочек может привести к удару клапана о поршень и поломке двигателя. Постоянство фаз сохраняется при наличии теплового зазора в клапанном механизме, нарушения которого вызывают уменьшение или увеличение продолжительности открытия.
Для каждого двигателя завод-изготовитель указывает фазы газораспределения в виде диаграммы, где показаны моменты открытия, закрытия, и перекрытия клапанов.
Принцип действия
Сложные механизмы ломаются из-за
деформации металла при высокой температуре и большой силы трения. Особенно при
недостатке смазки или ее закоксовке. Этого нельзя допускать для бесперебойной
работы мотора. Поэтому в коромысле нет ничего, что может сломаться. Это монолитная
деталь с отверстием для установки на ось и резьбой под регулировочный болт.
Условно ее можно разделить на такие составляющие:
- длинное плечо;
- короткое плечо;
- рычаг.
Компоненты механизма разделены зазором,
который нужен для компенсации температурного расширения. Шток клапана соединен
с одним концом коромысла, а другой соприкасается с толкателем. Когда фаза
движения начинается, толкатель опускает одно из плечей вниз. Затем наступает
очередь рычага. Он задействует второе плечо, заставляющее клапан открываться.
Коромысло ГРМ
Рокер системы газораспределения
Система не ограничивается исключительно
тремя упомянутыми компонентами. Еще есть регулировочный винт, ось для втулки,
насечки для проникновения смазки. Жидкость создает на поверхности
соприкасающихся деталей стойкую пленку. Она уменьшает силу трения, а значит
температуру и механическую деградацию. Для погружения в тему стоит ознакомиться
с особенностями строения рокеров:
- У всех коромысел своя ось нажима, отдельная от остальных.
- Рокер
соединен с головкой блока цилиндров одним крепежным элементом. - Оси рокеров
зафиксированы штифтовой заглушкой. - Штифты запрессованы в стойку, это исключает риск поломки.
Все оси стойки и коромысла объединяются в
единую систему. Это максимизирует прочность и надежность механизма, обеспечивая
плавную и безаварийную работу. Нарушить синхронизацию может разве что сильная
коррозия или перегрев.
Что такое коромысло
Коромысло — это:
- Деревянное изделие для переноски пары ведер с водой или других грузов, сделанное в виде изогнутой палки с выемками или же крючками на концах. Женщина несла коромысло на одном плече, казалось бы, не замечая ни тяжести, ни выплескивающейся на ноги студеной воды.
- Часть рычажного механизма, в частности, равноплечный рычаг, к которому прикреплены чаши весов. Весы неисправны, нужно отнести к мастеру, проверить и отрегулировать коромысло.
- Колодезный журавль. Как набирать воду, ведь коромысло колодца кто-то разломал в щепки.
- Вид насекомого, принадлежащего к отряду стрекоз. В частности, коромысло большое — это крупная хищная и очень красивая стрекоза.
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:
- 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.
- 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.
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.
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.
- Свежие записи
- Опасность дремоты за рулем
- ОСАГО. Полезная информация для новичков
- Для чего нужна компьютерная диагностика авто?
- Выбор аудиосистемы для автомобиля
- Транспортное средство с высокой проходимостью
Из чего состоит ГРМ
Устройство газораспределительного механизма состоит из:
- одного или более распределительных валов;
- впускные клапаны с пружинами, направляющими втулками и крепежами;
- выпускные клапаны с пружинами, направляющими втулками и крепежами;
- привод распредвала;
- толкатели;
- штанги;
- коромысла;
Распределительный вал 4-х тактного двигателя внутреннего сгорания
Распредвал ДВС делается из стали высокой прочности с дополнительной закалкой или отливается из чугуна. На распределительном вале присутствуют опорные шейки и кулачки. Кулачки занимаются тем, что создают, именно, физическое давление на клапаны, от чего зависит порядок работы ДВС.
С торца распредвал оснащается цепной звездочкой для цепи (в случае, если двигатель с цепной передачей).
Распредвал ДВС вставляется в подшипник качения, который, в свою очередь, устанавливается на головке блока цилиндров. С торца корпуса подшипника устанавливается упорный фланец, который предупреждает осевой люфт (смещение по длине вала).
Толкатели
Толкатель относится к промежуточной детали, который передает усилие штангам клапана от кулачков распредвала. Толкатели, как и вал, изготавливаются из стали высокой прочности или отливкой чугуном.
Виды толкателей клапанов:
- Грибовидные.
- Роликовые.
- Цилиндрические.
Толкатели осуществляют движение в специальных направляющих блока цилиндров или в корпусах прикрепленных к блоку.
Штанги
Штанги клапанов — это, также, промежуточные звенья, которые передают физическое усилие коромыслам от толкателей. Штанги — это пустотелые цилиндрические стержни с наконечниками из стали.
Материал для изготовления штанг клапанов — алюминиевый сплав. Штанги соединяются с толкателями и с коромыслами.
Коромысло или рокер ГРМ
Коромысло, он же рокер — это тот элемент в составе ГРМ, который толкает клапан, то есть является рычагом привода клапана. По виду, коромысло — это рычаг с разными длинами плеч, устанавливается на ось.
Материал для изготовления коромысел / роликовых рокеров — сталь высокой прочности. Монтируется коромысло в спецвтулку на оси, которая крепится на ГБЦ. Для уменьшения трения в паре коромысло-ось, между ними устанавливается защитная втулка.
Впускные и выпускные клапаны
Функция впускного клапана — подавать топливно-воздушную смесь (ТВС) в рабочую камеру сгорания цилиндра, а выпускного — выводить выхлопные газы.
Конструкция клапана проста, состоит из стержня и плоской головки, скошенной под углом 45 градусов. Диаметр головки в несколько раз больше диаметра стержня клапана.
Диаметр головки впускного клапана несколько больше диаметра головки выпускного клапана, потому что объем выхлопных газов больше объема подаваемой ТВС.
Место установки клапанов ГРМ — головка блока цилиндров. Клапан монтируется в седло, установленное в ГБЦ. Материал из которых делается седло клапана — жаропрочный чугун.
Материал впускного клапана — сталь с покрытием хрома (Cr).
Материал выпускного клапана — жаропрочная сталь.
В верхней части цилиндрического стержня клапана создан паз по периметру для установки сухарей, которые фиксируют пружину. Потому как клапан сам подняться не может, после того, как его опустил вниз кулачок распредвала. Для возврата клапана в исходное положение, на стержень клапана надеваются внутренняя и наружная пружины, которые фиксируются шайбами, сухарями в специальный паз. Подробнее об этом смотрите на видео этой статьи.
Клапаны движутся по направляющим втулкам, которые изготавливаются из стали или чугуна. Направляющие втулки соединены с ГБЦ.
Одним из элементов устройства ГРМ, который обеспечивает непопадание масла в цилиндр является колпак. Колпаки изготавливаются из резины, которая выдерживает агрессивную среду и быстро не изнашивается. Колпаки устанавливаются между стержнем клапана и направляющей втулкой.
В новых автомобилях, в основном, монтируют 16-ти клапанные двигатели внутреннего сгорания. Для каждого цилиндра устанавливаются по 2 клапана впуска и по 2 клапана выпуска.
Привод распредвала
Скорость вращения коленчатого вала ДВС в два раза больше вращательной скорости распределительного вала. Передача вращения от коленвала распредвалу ДВС осуществляется ремнем ГРМ или металлической цепью.
Один рабочий цикл равен одному впуску и одному выпуску клапанами, это происходит за один оборот распредвала, то есть за два оборота коленвала.
Коромысло в ГРМ: особенности и устройство
Коромысло – это один из важных элементов в системе ГРМ (газораспределительный механизм) двигателя внутреннего сгорания. Оно играет ключевую роль в передаче движения от распределительного вала к клапанам. Коромысла могут быть рычажного типа или роликового типа, их выбор зависит от конкретного двигателя.
Устройство коромысла в ГРМ довольно простое: оно представляет собой ось, на которой закреплены рычаги или ролики, а также различные крепежные элементы. Ось подпружинена, чтобы обеспечить надежное притягивание коромысла к распределительному валу. Рычажные коромысла обычно имеют форму буквы «Т» или буквы «П», что обеспечивает оптимальную передачу движения к клапану. Роликовые коромысла, в свою очередь, оснащены роликами, которые скользят по дорожке распределительного вала.
Преимуществом роликовых коромысел перед рычажными является меньшее трение и износ. Это способствует увеличению ресурса двигателя и повышению его надежности. Однако, рычажные коромысла более просты в конструкции и проще в изготовлении, что делает их более доступными в производстве.
Коромысла в ГРМ работают в тесной взаимосвязи с распределительным валом, клапанами и пружинами. Они передают движение от распределительного вала к клапанам, открывая и закрывая клапаны в нужное время. Это позволяет контролировать процесс газообмена в цилиндре двигателя и обеспечить оптимальную работу двигателя.
Таким образом, коромысла в системе ГРМ являются важными элементами, которые обеспечивают надежную работу двигателя и оптимальный газообмен. В зависимости от конкретной конструкции двигателя, могут применяться рычажные или роликовые коромысла. Качество и надежность работы данных элементов имеет прямое отражение на общей производительности двигателя и его ресурсе.
Устройство ГРМ
С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.
Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.
Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.
Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей . Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.
