Заняття 7 Основи конструкції газорозподільного механізму

1. Основи конструкції газорозподільного механізму двигуна.

2. Аналіз конструкції газорозподільного механізму різних типів

1.

Механізм газорозподілу сучасного двигуна не тільки забезпечує надходження необхідної маси свіжого повітря в циліндрів, але і бере участь в оптимізації наповнення повітрям на не-скількох режимах або у всьому робочому діапазоні частот обертання. Ці функції ГРМ набуває за допомогою пристрою управління фазами газорозподілу і регулювання висотою підйому клапанів.

Механізм газорозподілу складається з клапанів, пружин клапанів з опорними тарілками і сухариками, важелів або коромисла, кулачкових або розподільних валів, ланцюгових або зубчастих приводів обертання кулачкових валиків, а також механізмів управління фазами газорозподілу і висотою підйому клапанів.

Конструкції сучасних ГРМ розрізняються:

1. Кількістю клапанів на один циліндр.

2. Системою розміщення клапанів в головці циліндра.

3. Способом приводу клапанів.

4. Кількістю і розташуванням розподільних валів.

5. Конструкцією приводу розподільних валів.

6. Способом і конструкцією пристроїв зміни фаз газорозподілу і підйому клапанів.

При виборі розміщення клапанів враховують:

1. Виняток зон головки циліндрів, де контрастні температури.

2. Спрощення технології виготовлення головки циліндрів за рахунок об'єднання каналів однойменного газопостачання.

Найбільш вживані 2 -, 3 -, 4 -, 5 - клапанні механізми подані на рис.1, де показано їх розташування в головці циліндра.

Розглянемо привід клапанів. Основна вимога до конструкції - мінімальна маса рухомих частин при максимальній жорсткості. Верхні розподільні вали: один (мал. 2) або два (мал. 3) розміщуються на голівці блоку циліндрів. Привід клапанів при розташуванні клапанів в один ряд виконується або через коромисло 1 (рис. 2, а) або безпосередньо від кулачка через стакан 2. При двох або трьох клапанах, розташованих в двох рядах: при одному розподільному валу (рис. 2 в, г) - через коромисла, а при двох розподільних валах (мал. 3) або від кулачків, через направляючі склянки (б), або за допомогою важелів (а), при п'яти - від кулачків (г). На рис. 4 наведено привід з нижнім або середнім розташуванням розподільного валу. Він містить коромисло 1, штангу 2, штовхач 3 та кулачок.

Така конструкція має більшу масу при малій жорсткості, тому застосовується обмежено і при частотах обертання менше 4000 хв-1. При цьому нижній розподільний вал розміщується або в картері, або в розвалі блоку циліндрів V-образного двигунів-ля. Нижній розподільний вал приводиться в обертання косо зубі шестернями або ланцюговою передачею.

У разі використання в ГРМ спеціаль Привід клапанів при розташуванні клапанів в один ряд виконується або через коромисло 1 (рис.2, а) або безпосередньо від кулачка через стакан 2. При двох або трьох клапанах, розташованих в двох рядах: при одному розподільному валу (рис. 2 в, г) - через коромисла, а при двох розподільних валах (мал. 3) або від кулачків, через направляючі склянки (б), або за допомогою ричагів (а), при п'яти - від кулачків (г). На рис. 4 наведено привід з нижнім або середнім розташуванням розподільного валу. Він містить коромисло 1, штангу 2, штовхач 3 та кулачок.

Така конструкція має більшу масу при малій жорсткості, тому застосовується обмежено і при частотах обертання менше 4000 хв-1. При цьому нижній розподільний вал розміщується або в картері, або в розвалі блоку циліндрів V-образного двигунів-ля. Нижній розподільний вал приводиться в обертання косозубими шестернями або ланцюговою передачею.

У разі використання в ГРМ спеціальних систем управління застосовують індивідуальний привід.них систем управління застосовують індивідуальний привід.

2. Газорозподільний механізм забезпечує своєчасне заповнення циліндра двигуна паливною сумішшю (повітрям) і видалення продуктів згоряння. Ці процеси забезпечуються відкриттям і закриттям впускних і випускних клапанів, які приводяться в дію кулачками розподільного валу (розподільного валу). Розподільний вал синхронізований з колінчастим валом двигуна і приводиться в обертання за допомогою зубчатих шестерень, ремінною або ланцюгової передачі.

На сучасних двигунах внутрішнього згорання використовується декілька типів газорозподільного механізму: OHV, OHC, DOHC. Верхнеклапанний механізм ГРМ (тип OHV)

Тип OHV - "OverHeadValve", що в перекладі означає «з штовхачами».

У даного типу двигунів клапани розташовані в головці блоку циліндрів, а розподільний вал встановлений безпосередньо в блоці циліндрів. Привід клапанів здійснюється за допомогою штанг, штовхачів, коромисел. Двигуни з розподільним валом в головці циліндрів (тип OHC і DOHC)

Двигуни OHC і SOHC

Тип OHC - "OverHeadCamshaft", а також SOHC - "Single OverHeadCamshaft" - двигун з одним розподільним валом і клапанами в головці циліндрів.

Залежно від конфігурації приводу клапанів розрізняють двигуни з:

Приводом клапанів коромислами - в цьому випадку, клапани приводяться в рух коромислами 3, розташованими на загальній осі 1. Однією стороною коромисла впираються в кулачки розподільний вал 2, а інший впливають на торцеву частину стрижня клапана.

Приводом клапанів важелями - при даній конструкції, розподільний вал 6, розташований над клапанами 2, і приводить їх у дію за допомогою важелів 4.

1 - головка циліндрів;

2 - клапан;

3 - пружина;

4 - важіль;

5 - корпус розподільний вал;

6 - розподільний вал;

7 - регулювальний болт;

8 - контргайка;

А - тепловий зазор

Приводом клапанів штовхачами - проста і надійна схема, при якій розподільний вал при обертанні впливає безпосередньо на штовхач клапана. Двигуни DOHC

DOHC (Double Overhead Camshaft) - двигун з двома розподільними валами в головці блоку циліндрів. При цьому існують різновиди цього механізму, що відрізняються кількістю клапанів на циліндр двигуна.

При даній конструкції кожна розподільний вал приводить в дію свій ряд клапанів (впускні або випускні). Газорозподільні механізми типу DOHC в даний час найпоширеніші які використовуються а двигунах внутрішнього згорання. Велика кількість автомобілів випускається саме з даним типом газорозподільного механізму.