Файл: Лпз 1. Двигатели внутреннего сгорания Основные части двигателя.pdf

Рисунок 15 - Расположение и число распределительных валов:
а- нижнее; б, г- верхнее одного распределительного вала; д,е- двух распределительных валов; 1- распределительный вал; 2- толкатель; 3 штанга; 4- коромысло; 5- клапанный механизм; 6- траверса.
Нижние распределительные валырасполагают в картере двигателя, а в V-образных конструкциях − в развале блока цилиндров. Достоинствами данного расположения являются простота конструкции и компактность привода. К недостаткам схемы относятся сравнительно большая масса движущихся элементов МГР и меньшая жесткость привода клапанного узла из-за длинной податливой штанги, что может привести к возникновению колебаний и изменениям требуемого закона подъема клапана. Поэтому такая схема используется в двигателях с относительно невысокой номинальной частотой вращения.
Привод распределительного вала от коленчатого вала обычно осуществляется с помощью зубчатой пары. Для снижения шума при работе зубья шестерен выполняют косыми. С этой же целью шестерню распределительного вала нередко изготовляют из текстолита.
Привод клапана от кулачка распределительного вала осуществляется через толкатель, штангу и коромысло.
Верхние распределительные валыустанавливают в головке блока цилиндров. Эго обусловливает большое межосевое расстояние между коленчатым и распределительным валами. Причем из-за большого диаметра шестерни на распределительном валу габариты двигателя, особенно четырехтактного (в головке), возрастают. Для привода клапанов могут

использоваться один (рис. 15, б... г) или два (рис. 15, д, е) распределительных вала.
Привод распределительного вала от коленчатого вала организуется цепью или зубчатым ремнем. В мощных дизелях привод возможен с помощью цилиндрических шестерен, а также системы промежуточных валов с коническими или винтовыми шестернями.
Привод
клапановосуществляется одним или двумя распределительными валами.
При одном распределительном вале и двух клапанах на цилиндр с продольным расположением предпочтителен непосредственный привод их кулачками вала через направляющий стакан 1(рис. 16, а), перемещающийся в стойке 2или через одноплечие рычаги (рис. 16, б...г), а при поперечном и ко-сом расположении клапанов - через коромысла.
Для ГРМ с двумя распределительными валами характерен непосредственный привод клапанов кулачками вала (рис. 15, д, е). При этой схеме удобно располагать в центре камеры сгорания свечу или форсунку.
Аналогично для многоклапанных механизмов здесь возможен привод непосредственно от кулачков или попарный с помощью продольной траверсы (рис. 15, б) или вильчатых коромысел (рис. 16, з).
Рисунок 16 - Привод клапанного механизма:
а – непосредственный; б...г – через рычаги; д...з – с помощью коромысла: 1 – стакан, 2 и 6 – стойки, 3 и 4 – регулировочные болты, 5 – шарик, 7 – канал.

1.9. Элементы механизма газораспределения
Распределительный вал служитдля управления клапанами с помощью расположенных на нем кулачков. В двигателях с искровым зажиганием он также может использоваться для привода распределителя зажигания, масляного и топливного насосов. Для обеспечения необходимой жесткости распределительного вала число опорных шеек равно числу коренных опор коленчатого вала.
Смазка к подшипникампри нижнем расположении вала подводится по каналам в перегородках картера, а при верхнем − через внутреннюю полость вала и отверстия в его опорных шейках и кулачках.
Толкатели обеспечиваютпередачу усилия от кулачков распре- делительного вала к штангам или непосредственно к клапанам.
В зависимости от особенностей схемы привода применяют толкатели различных конструкций.
Смазывание толкателейосуществляется обычно разбрызгиванием масла, стекающего по штанге.
Толкатель (рис. 17)используется для принудительного открытия клапана при пуске дизеля путем соединения камеры сгорания с атмосферой
(декомпрессии) в целях снижения потерь на прокрутку коленчатого вала.
Палец 1 при этом поворачивается и поднимает толкатель вверх на величину
Δ.
Рисунок 17 Толкатель
Штанга является элементом привода, расположенным между толкателем и коромыслом, и представляет собой стержень трубчатого сечения. Иногда через штангу подается масло от толкателя к коромыслу.
Коромысла могут быть одноплечими (рис. 16, б...г), двуплечими (рис.
16, д...ж), или вильчатыми рычагами (рис. 16, з).
Одноплечие коромысла (рычаги)приводятся в движение от распре- делительного вала и контактируют с ним по плоским (рис. 16, б) или сферическим (рис. 16, в, г) рабочим поверхностям.

Двуплечие коромыслапри одной головке цилиндров устанавливают на общей стальной неподвижной оси трубчатого сечения, полость которой используют для подвода смазки.
Смазкак рабочим поверхностям одноплечих рычагов и коромысел
(поверхностям контакта штанг и коромысел, толкателей и рычагов, рычагов и клапанов) при их расположении на общей оси (рис. 16, б, д, е), подводится по каналам в них из внутренней полости оси коромысел.
Клапанный узел должен соответствовать следующим требованиям: обеспечивать наполнение цилиндра и его герметизацию; иметь минимальную массу; обладать достаточной прочностью, жесткостью и минимальными деформациями деталей; иметь малую тепловосприимчивость поверхности головки клапана и обеспечивать эффективный теплоотвод (особенно для выпускного клапана), высокую износостойкость в сопряжениях клапан − втулка и клапан − седло, а также высокую коррозионную стойкость в сопряжении клапан − седло.
Клапанный узел включаетклапан, пружину, элементы крепления клапана и пружины, направляющую втулку, седло клапана.
Клапаны обеспечиваютсоединение цилиндра с трубопроводами впускной и выпускной систем в процессе газообмена в соответствии с принятыми фазами газораспределения, герметизацию камеры сгорания в процессе сжатия и расширения. Клапан состоит из головки и стержня.
Головка клапана обеспечивает герметизацию канала при закрытом клапане, а стержень является направляющим элементом при движении клапана. Они подвергаются воздействию высоких температур и динамических нагрузок.
Форма головки клапана может быть плоской (рис. 18, а, г), выпуклой
(рис. 18, б) и тюльпанообразной (рис. 18, в).
Рисунок 18 Клапаны
Наиболее просты при изготовлении и получили преимущественное применение клапаны с плоской головкой.

Коническая фаска головки обеспечивает герметизацию камеры сгорания. Угол фаски для выпускных клапанов составляет 45°, а для впускных - 30 и 45°.
Длина клапана зависит от его расположения в головке, возможностей установки направляющей втулки достаточной длины и пружин клапана.
Для предотвращения падения клапана в цилиндр при поломке хвостовика стержня или пружин на его стержне может устанавливаться пружинное стопорное кольцо 1 (рис. 18).
Переход большого радиуса от стержня к головке клапана повышает жесткость головки, предотвращает коробление фаски клапана при нагреве, уменьшает гидравлические потери при обтекании клапана свежим зарядом при впуске.
Клапанная пружина предназначена для замыкания кинематической связи системы кулачок распределительного вала − клапан в процессе его перемещения, а также для удерживания клапана в закрытом положений при превышении силы давления в трубопроводе над силой давлением в цилиндре.
Направляющая втулкаобеспечивает поступательное перемещение клапана и отвод теплоты от стержня клапана.
Седло клапана(рис. 19, ж...л) предназначено для повышения долговечности зоны контакта клапана с головкой цилиндра.
Рисунок 19 Седло клапана
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте назначение и основные функции МГР.
2. Опишите условия работы и требования, предъявляемые к МГР.
3. Опишите возможные технические решения МГР и сравните их.
4. Перечислите основные детали МГР и их назначение при верхнем и нижнем расположении распределительного вала.
5. Сравните возможные варианты привода распределительного вала при его верхнем расположении.