Файл: Газораспределительный механизм (грм).doc

Если частота вращения коленвала двигателя Д-240, определяемая по тахоспидометру, или частота вращения вала отбора мощности не соответствует номинальным значениям, следует обратить внимание на регулировку тяги регулятора.

При полном нажатии на педаль или установке рукоятки управления подачей топлива в положение «До отказа» наружный рычаг регулятора должен упираться в болт ограничителя максимального скоростного режима.

Чрезмерный расход (угар) картерного масла или большое количество газов, выходящих из сапуна, появление из выпускной трубы дыма синего цвета указывают на предельный износ цилиндропоршневой группы.

Для оценки технического состояния цилиндро-поршневой группы применяют способ определения количества газов, прорывающихся в картер дизеля. Этот параметр измеряют с помощью газового расходомера КИ-4887.

При эксплуатации тракторов МТЗ-80 наблюдаются случаи, когда выходят из строя не все цилиндры. Это может быть вызвано закоксовыванием («залеганием») или поломкой поршневых колец, что неизбежно приводит к задиру рабочей поверхности гильзы цилиндра.

Сравнительную оценку технического состояния каждого цилиндра проводят, замеряя величину давления в конце такта сжатия (компрессии) при пусковых оборотах коленчатого вала с помощью компрессометра КИ-861 (рис. 2.1.3).



Рис. 2.1.3. Проверка компрессии в цилиндрах дизеля Д-240

Минимальное давление в конце такта сжатия у нового двигателя должно быть 2,6 - 2,8 МПа; давление у предельно изношенного - 1,3 - 1,8 МПа. Наиболее точные показатели получают при определении разницы в значениях компрессии каждого цилиндра.

Если разница между компрессией отдельного цилиндра и средним значением компрессии в остальных цилиндрах превышает 0,2 МПа, то это свидетельствует о неисправности данного цилиндра.

На снижение давления в конце такта сжатия в отдельных цилиндрах влияет нарушение герметичности сопряжения клапан — седло. Не плотность прилегания клапанов к седлам возможна из-за нарушения регулировки зазора в приводе клапана.

2.3 Разработка технологии ремонта газораспределительного механизма в условиях предприятия

Газораспределительные механизмы различают по расположению клапанов в двигателе. Они могут быть с верхним (в головке цилиндров) и нижним (в блоке цилиндров) расположением клапанов. Наиболее распространен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов, что облегчает доступ к клапанам для их обслуживания, позволяет получить компактную камеру сгорания и обеспечить лучшее наполнение ее горючей смесью или воздухом.

---

Газораспределительный механизм состоит из: распределительного вала; механизма привода распределительного вала; клапанного механизма.

Работу газораспределительного механизма рассмотрим на примере двигателя Д-240. При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель и поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает на регулировочный винт, установленный во внутреннем плече коромысла. Коромысло, проворачиваясь на своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие впускного или выпускного клапана в головке цилиндров строго в соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров.

Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, которые выражаются в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы газораспределения подбирают опытным путем в зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных клапанов, в зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных патрубков. Заводы-изготовители указывают фазы газораспределения для своих двигателей в виде таблиц или диаграмм.

Правильность установки газораспределительного механизма определяется по установочным меткам, которые располагаются на распределительных шестернях или приводном шкиве блока цилиндров двигателя.

Отклонение при установке фаз приводит к выходу из строя клапанов или двигателя в целом. Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении регламентируемого теплового зазора в клапанном механизме данной модели двигателя. Нарушение величины этого зазора приводит к ускоренному износу клапанного механизма и потери мощности двигателя.

Для правильной работы двигателя кривошипы коленчатого вала и кулачки распределительного вала должны находиться в строго определенном положении относительно друг друга. Поэтому при сборке двигателя распределительные шестерни вводятся в зацепление по имеющимся на их зубьях меткам: одной-на зубе шестерни коленчатого вала,а другой-между двумя зубьями шестерни распределительного вала. На двигателях, имеющих блок распределительных шестерен, установка их производится также по меткам.

Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструктивного исполнения коленчатого и распределительного валов.

---

Распределительный вал служит для открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизма в определенной последовательности согласно с порядком работы цилиндров двигателя.
Распределительные валы отковывают из стали с последующей цементацией и закаливанием токами высокой частоты. На некоторых двигателях валы отливают из высокопрочного чугуна. В этих случаях поверхность кулачков и шеек вала отбеливается и затем шлифуется. Для уменьшения трения между шейками и опорами в отверстия запрессовывают стальные, покрытые антифрикционным слоем, или металлокерамические втулки.
Между опорными шейками распределительного вала располагаются кулачки, по два на каждый цилиндр, - впускной и выпускной. Помимо, этого на валу крепится шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и имеется эксцентрик для привода топливного насоса.
Шестерни распределительных валов изготовляют из чугуна или текстолита, приводную распределительную шестерню коленчатого вала —из стали. Зубья у шестерен косые, что вызывает осевое перемещение вала. Для предупреждения осевого смещения предусмотрен упорный фланец, который закреплен на блоке цилиндров между торцом передней опорной шейки вала и ступицей распределительной шестерни.

В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала. Это возможно, если распределительный вал за это время сделает в два раза меньшее число оборотов. Поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала. 

Головка цилиндров Д-240 представляет собой чугунную обработанную отливку. Сбоку к головке прикреплены впускной и выпускной коллекторы.

Между головкой Д-240 и коллектором установлены прокладки из асбестального полотна.

Сверху в головке цилиндров Д-240 запрессованы восемь направляющих втулок, в которые вставлены впускные и выпускные клапаны. Снизу в головке Д-240 имеются гнезда под тарелки клапанов. Для улучшения охлаждения форсунок они размещаются в латунных стаканах. Снизу под донышки стаканов установлены уплотнительные шайбы. Стаканы поджаты к шайбам гайками, ввернутыми в головку.

Шатуны Д-240 стальные, штампованные. В верхнюю головку запрессована биметаллическая втулка (стальная со слоем бронзы). Для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна Д-240 и втулки есть отверстие. По внутреннему диаметру втулки сортируются на две размерные группы: с большим диаметром маркируются черной краской, с меньшими - желтой.

---

Нижняя головка шатуна Д-240 разъемная. Разъем выполнен косым для обеспечения про­хода нижней части через гильзу при монтаже. Крышка прикреплена к шатуну двумя болтами из высококачественной стали, застопоренными контровочной пластиной.

К основным дефектам головки цилиндров относятся: коробление плоскости разъема, износ внутренних поверхностей направляющих втулок, рабочих фасок клапанов и клапанных гнезд; наличие трещин в их перемычках; прогар посадочных мест под уплотнения форсунок или ее стакана.

При проведении технической экспертизы головки цилиндров пользуются таблицей. Утопание клапанов в гнездах головки без снятия ее с блока цилиндров можно определить по выступанию стержней всасывающих клапанов относительно поверхности головки блока цилиндров. Для этого поочередно устанавливают поршни в в. м. т. на такте сжатия и измеряют расстояние от торца стержня клапана до головки блока.

Одновременно можно определить степень износа кулачков распределительного вала. Для этого прокручивают коленчатый вал дизеля до полного открытия клапана (при установленном для холодного дизеля тепловом зазоре) и проводят замер расстояния от стержня до головки блока цилиндров.

По разнице расстояний, измеренных при закрытых и полностью открытых клапанах, определяют величину перемещения каждого клапана. Если величина перемещения клапана превышает допустимые значения, распределительный вал дизеля заменяют.

После этих замеров головку блока цилиндров снимают с дизеля и подвергают дальнейшей экспертизе.

Замеряют коробление плоскости разъема головки цилиндров щупом и поверочной линейкой.

Для впуска воздуха и выпуска продуктов сгорания необходимо при определенном угле поворота коленчатого вала соединять цилиндры двигателя Д-240 с впускными и выпускными коллекторами. Это обеспечивается верхнеклапанным механизмом газораспределения (ГРМ).

Во время работы двигателя Д-240 коленчатый вал через шестерни 1, 2 и 14, в соответствии с рисунком 1, вращает распределительный вал, имеющий кулачки 13. В нужный момент кулачок подходит к толкателю 12, поднимает его, штангу 11 и короткое плечо коромысла 7.

При этом коромысло поворачивается вокруг оси 8 и длинным плечом нажимает на стержень клапана 3, дополнительно сжимая, пружину 5 и открывает клапан. Закрывается клапан под действием этой же пружины.

Каждый цилиндр имеет два клапана - впускной и выпускной. Плавный подъем и опускание клапана, и длительность его открытия обеспечивается определенным профилем кулачка.

---

Необходимая последовательность открывания клапана достигается соответствующим размещение кулачков на валу.

Так как рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленчатого вала, а впускной и выпускной клапаны за это время должны открываться только по одному разу, распределительный вал вращается вдвое медленнее коленчатого. Достигается это установкой на распределительном валу приводной шестерни 14, имеющей вдвое больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала.

Клапан должен открываться при определенном положении поршня в цилиндре. Согласованность действия газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов Д-240 обеспечивается соединением распределительных шестерен по специально нанесенным меткам.

Во время работы двигателя Д-240 детали механизма нагреваются и расширяются. Чтобы при этом не нарушалась плотная посадка клапана в седле, между клапаном и бойком коромысла регулировочным винтом 10 устанавливают тепловой зазор (для разных двигателей он находится в пределах от 0,3 до 0,5 мм).

Малый зазор, а, следовательно, и неплотная посадка клапана в седле, приводит к прорыву горячих газов через щели и перегреву клапана (возможно коробление тарелки клапана и обгорание ее фаски).

В случае увеличения зазора возникают звонкие стуки, которые хорошо прослушиваются при работающем двигателе. Кроме того, сокращается время и уменьшается величина открытия клапанов, вследствие чего ухудшается очистка цилиндров от продуктов сгорания и уменьшается наполнение их свежим зарядом.

Чтобы продлить время открытия клапанов и улучшить наполнение, очистку цилиндра, клапаны открываются с некоторым опережением (до того, как поршень придет н.м.т.), а закрывается с запаздыванием (после того, как поршень пройдет м.т,), то есть продолжительность открытия клапана составляет более 180 градусов поворота коленчатого вала.

2.4 Возможные неисправности газораспределительного механизма

Основными неисправностями газораспределительного механизма (ГРМ) являются:

нарушение тепловых зазоров клапанов (на двигателях с регулируемым зазором);

износ подшипников, кулачков распределительного вала;

снижение упругости и поломка пружин клапанов;

зависание клапанов;

износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок;

нагар на клапанах.

Можно выделить следующие причины неисправностей ГРМ:

---