Газораспределительный механизм двигателя: типы, устройство и принцип работы

Содержание

Газораспределительный механизм: устройство, типы, виды неисправностей

Алина Деева

разобралась, как работает ГРМ

Профиль автора

Большинство водителей знают, что ремень ГРМ может порваться, а цепь — растянуться и проскочить.

Чтобы понять, как этого избежать, важно разобраться, что такое газораспределительный механизм и как он работает.

Внутри двигателя внутреннего сгорания — ДВС — горит топливовоздушная смесь: поступает в цилиндры, поршни сжимают смесь, она взрывается. Образуется давление газа, которое толкает поршни. А за наполнение цилиндров рабочей смесью и выпуск отработанных газов отвечает газораспределительный механизм — ГРМ. Он открывает и закрывает впускные и выпускные клапаны в соответствии с тактами работы двигателя.

Разберемся, что такое ГРМ, почему он так важен и какие с ним могут случиться проблемы кроме порвавшегося ремня или растянутой цепи.

Как устроен ГРМ

Объяснить простыми словами, как устроен и работает ГРМ, будет сложно — проще посмотреть видео. Но мы все же попытаемся.

ГРМ состоит из распредвала или распредвалов, цепного или ременного привода, впускных и выпускных клапанов, толкателей, гидрокомпенсаторов или регулировочных шайб и коромысла. Бывают ГРМ с системами изменения фаз газораспределения — в таких есть фазовращатели.

Распределительный вал вращается, открывает и закрывает клапаны: в одни поступает топливовоздушная смесь, в другие выходят отработавшие газы. Все происходит в определенной последовательности и с определенной частотой. Вал вращается, открывает и закрывает клапаны с помощью кулачков — специальных участков асимметричной формы.

Геометрия и степень износа кулачков влияют на длительность и степень открытия клапанов, а значит, и на работу двигателя в целом. Распредвал фиксируется подшипниками и фланцем.

6 способов сломать двигатель автомобиля

ГРМ может быть с одним или с двумя валами, но в большинстве современных двигателей два распредвала в головке блока цилиндров.

Шестерня распредвала располагается с торца, соединяется ремнем или цепью с шестерней на передней части коленвала — от нее и передается вращение.

Головка блока цилиндров двигателя Фольксваген 1,6 л CFNA с двумя распредвалами. Асимметричные утолщения на валах — кулачки. Их столько же, сколько клапанов. Фото: Алексей Федоров Тот же двигатель, шестерни распредвалов. Фото: Алексей Федоров

Коленвал через шатуны получает механическую энергию от цилиндро-поршневой группы и отдает крутящий момент на трансмиссию и далее на колеса. Одновременно с этим коленвал приводит в движение распредвал. У коленвала сложная изогнутая форма.

Башмак нужен в ГРМ с цепным приводом, чтобы цепь не провисала. Он прилегает к самой цепи, на него давит гидронатяжитель.

Успокоитель прилегает к цепи и гасит остаточные колебания.

Натяжной ролик в ГРМ с ременным приводом отвечает за постоянное и равномерное натяжение ремня.

Передняя часть коленвала — сразу за болтом и звездочкой в центре фото. Оранжевые пластмасски — успокоители. Черная слева сверху — башмак. Мотор — 1,8 TSI, CFNA, в нем три цепи. Первую сняли, она лежит снизу — цепь привода масляного насоса. Вторая — та, что сейчас прижата башмаком и стоит ближе всех, — цепь ГРМ. Под ней третья — цепь привода балансирных валов. Фото: Алексей Федоров Натяжной ролик ремня ГРМ двигателя Фольксваген 1,6 л BSE. Фото: Алексей Федоров

Клапаны, с которыми взаимодействуют кулачки распредвала, бывают впускные и выпускные. Это стержни с плоской тарелкой на конце.

Впускные клапаны цельные и с тарелкой большего диаметра. Когда они открываются, топливная смесь попадает в цилиндры двигателя. У выпускных клапанов внутри полый стержень с натриевым наполнителем. Благодаря такому решению клапан лучше охлаждается, ведь он отвечает за выпуск отработанных газов и работает при более высоких температурах.

В современных двигателях клапаны устанавливают в головке блока цилиндров — ГБЦ. Их обычно по два или четыре на цилиндр. Место контакта клапана и ГБЦ называют седлом.

Клапаны впуска и выпуска: у них есть стержень с фаской в верхней части и тарелка. У впускного клапана тарелка большего диаметра — это обеспечивает максимальное наполнение цилиндра топливной смесью. Фото: Kudrin Ilia / Shutterstock

Кроме самих клапанов в механизме есть:

  1. Пружины — возвращают клапаны в исходное положение после открытия.
  2. Маслосъемные колпачки — препятствуют попаданию масла в камеру сгорания.
  3. Направляющие втулки — установлены в корпусе ГБЦ и определяют направление движения клапанов.
  4. «Сухари» и «тарелки» удерживают пружину на стержне клапана.

Распредвал передает усилие на клапаны через толкатели. Они обычно стальные и могут быть механическими, роликовыми, бывают и гидротолкатели. Толкатель двигается линейно — внутри корпуса или по направляющей — и передает усилие на коромысло.

/guide/motor-oil/

Моторное масло: из чего состоит и как его правильно выбирать

Рокер, или коромысло, доводит усилие до самого клапана. Это рычаг с двумя плечами разной длины: более короткое получает усилие от толкателя, длинное давит на стержень клапана.

Клапанный механизм двигателя с двумя распредвалами. Один вал открывает и закрывает впускные клапаны, второй — выпускные. Фото: patruflo / Shutterstock

Детали ГРМ двигателя расширяются и сужаются под воздействием температуры. Чтобы это не влияло на работу ДВС, важно поддерживать тепловой зазор между клапанами и кулачками распредвала. В ГРМ с механическими толкателями зазор выставляют и регулируют вручную.

Гидрокомпенсаторы поддерживают зазор автоматически. Если совсем просто, это стальной корпус с полостью для масла и плунжерной парой внутри. Плунжерная пара состоит из металлического цилиндра — плунжера — и втулки, в которой он двигается. Плунжер ходит вверх-вниз под действием толкателя и компенсирует изменения теплового зазора.

Гидрокомпенсатор можно установить в любую часть привода клапанов — хоть в толкатель, хоть в рокер. В современных ДВС чаще встречаются гидрокомпенсаторы в толкателях — тогда кулачки распредвала давят на него напрямую, без помощи рокера.

Системы изменения фаз газораспределения устанавливают в газораспределительный механизм дополнительно. Они регулируют параметры ГРМ в зависимости от режима работы двигателя. Вот какие параметры ГРМ можно регулировать:

  1. Моменты, в которые клапаны открываются и закрываются.
  2. Время, на которое клапаны открываются.
  3. Высоту, на которую клапаны поднимаются

ГРМ без системы изменения фаз может обеспечить работу ДВС только с одним набором параметров. Но двигателю на холостом ходу и двигателю на высоких оборотах требуются разные уровни очистки от отработанных газов и разная мощность.

/guide/wheel-drive/

Какой привод выбрать: RWD, FWD, 4WD или AWD

Вот что можно сделать, чтобы системы изменения фаз подстраивали параметры ГРМ под разные режимы работы двигателя:

  1. Регулировать движение распредвала с помощью гидроуправляемой муфты.
  2. Применять кулачки различной формы.
  3. Регулировать высоту подъема клапана с помощью эксцентрикового вала и промежуточного рычага.

Как работает ГРМ

Газораспределительный механизм действует синхронно с тактами работы двигателя. У современных автомобилей четырехтактные ДВС, а значит, четыре фазы работы. Опишем процесс на примере бензинового двигателя:

  1. На такте впуска распредвал через цепной или ременной привод начинает вращаться от вращения коленвала. Кулачки распредвала набегают на толкатели, которые передают движение коромыслу. Длинное плечо коромысла опускается вниз и надавливает на стержень клапана впуска. Клапан сжимает пружину, открывается и впускает топливную смесь.
  2. На такте сжатия кулачок распредвала сходит с толкателя, клапан впуска под действием пружины садится на место. Клапан выпуска остается закрытым. Рабочая смесь сжимается внутри цилиндра.
  3. Во время рабочего такта двигателя все клапаны закрыты. Срабатывает свеча зажигания, сгорает топливовоздушная смесь.
  4. На такте выпуска кулачки распредвала снова надавливают на толкатели, а те передают движение на коромысло, которое открывает клапаны выпуска. Отработанные газы выходят в выпускной коллектор.

При переходе от такта выпуска к такту впуска впускные и выпускные клапаны открыты одновременно: так цилиндр лучше очищается от отработанных газов. Моменты и продолжительность открытия и закрытия клапанов подбираются для каждого типа двигателя.

/osmotr-avto/

Как осмотреть автомобиль с пробегом

Типы ГРМ в зависимости от управления впуском и выпуском

ГРМ различаются по количеству распредвалов, по их положению, по числу клапанов и так далее.

В зависимости от механизма впуска и выпуска топлива ГРМ могут быть поршневые, золотниковые, гильзовые и клапанные:

  1. В поршневых ГРМ впуск и выпуск производит сам поршень, который открывает и закрывает окна в стенке цилиндра. Это двухтактные ДВС, у них нет ГРМ как такового — просто окна в стенках цилиндра.
  2. В золотниковых ГРМ открытием окон впуска и выпуска управляет золотниковый клапан. Он вращается вокруг неподвижной оси внутри цилиндрической втулки.
  3. У гильзовых ГРМ в цилиндре двигателя две гильзы, одна внутри другой. Они двигаются в противоположных направлениях, а впуск и выпуск происходят, когда совпадают окна цилиндра и гильзы.
  4. В клапанных ГРМ за впуск и выпуск отвечают тарельчатые клапаны. Они открываются и закрываются под действием кулачков распредвала.

В ДВС легковых автомобилей используют только клапанное управление газораспределением. Клапанный механизм может различаться по расположению распредвала. Раньше были широко распространены двигатели с нижневальной компоновкой — в блоке цилиндров. Но в современных ДВС вал устанавливают сверху, в головке блока цилиндров.

/guide/china-auto/

Что нужно знать о китайских машинах

Есть два вида верхневальных ГРМ по количеству распредвалов, клапанов на цилиндр и по типу привода.

ГРМ с распредвалом в блоке цилиндров. Нижнеклапанные двигатели с валом в блоке цилиндров компактные и экономичные. Их нет в легковых автомобилях с середины 1990-х.

Верхнеклапанные двигатели с распредвалом в блоке цилиндров послужили переходом к верхневальным ДВС, но двигатель V8 до сих пор производят с такой компоновкой. Его ставят на машины «Дженерал-моторс», например на Джип Ранглер 2020 года.

ГРМ с распредвалом в головке блока цилиндров. Клапаны впуска и выпуска приводит в движение один распредвал в головке блока. В одном двигателе могут сочетаться разные механизмы воздействия на клапаны: например, коромысла для клапанов впуска и толкатели для выпуска. Система single overhead camshaft — SOHC — в современных ДВС встречается редко, но один распредвал у двигателей на автомобилях платформы B0: например, Рено Логан, Лада Гранта и Ниссан Альмера.

У ГРМ с двумя распредвалами — double overhead camshaft, или DOHC, — один открывает и закрывает клапаны впуска, другой — клапаны выпуска. У современных автомобилей обычно по четыре клапана на цилиндр, их приводят в движение толкатели. Схема DOHC сегодня самая распространенная в производстве двигателей для легковых авто.

/list/avtonovinki-zima-2022/

6 автомобилей, которые вышли на российский рынок зимой 2022

Типы ГРМ в зависимости от привода

Привод бывает ременной, цепной и зубчатый, или шестеренчатый, — в зависимости от того, что именно связывает коленвал и распредвал. В современных ДВС не бывает зубчатого ГРМ.

В ременном приводе ГРМ вращение от коленвала передает зубчатый ремень, который вынесен за картер ДВС. Он не требует дополнительной смазки и снижает уровень шума. Обслуживать такой привод относительно недорого и несложно.

Ресурс ремня сравнительно невелик — 60 000—70 000 км. Но, например, на Ауди А4 четвертого поколения, которые выпускались в 2007—2013 годах, производитель рекомендует менять ремень каждые 150 000 км пробега. На Ауди А6 с двигателем 2. 0 TD CAGB ремень может пройти более 200 000 км — как хорошая массивная цепь.

Обрыв ремня у 16-клапанного ДВС может привести к загибу клапанов и серьезным повреждениям самого двигателя — восстановление обойдется дорого. У одновальных ДВС поршень цилиндра не достает до клапанов даже в самом верхнем положении — если ремень внезапно порвется, велика вероятность, что машина просто заглохнет и больше не запустится. Например, так у большинства 8-клапанных двигателей для Лад.

С ременным приводом можно купить автомобиль любого размера: какую угодно Гранту, Поло 2015 года выпуска и моложе, все поколения Логана, новый Ленд Ровер Дискавери с дизельным двигателем 3.0 и старые авто бизнес-класса. Ремни ГРМ на БМВ и Мерседесах по надежности не уступают массивной долговечной цепи, но встречаются только на старых машинах, которые не выпускают с середины 1990-х.

/audi-80-cheap-restore/

Как я бюджетно привела в порядок 30-летнюю Ауди 80

Цепной привод ГРМ. Механизм приводит в движение цепь, которую устанавливают в корпусе двигателя. Цепному приводу необходима смазка и дополнительные детали вроде башмака и успокоителя.

Обычно срок службы цепи — 150 000—200 000 км, поэтому менять ее нужно реже, чем ремень, но стоит она прилично дороже. У некоторых современных двигателей ресурс цепи почти как у ремня — около 100 000 км. Например, у Тигуана предпоследнего поколения с двигателем 1,4 л или у Октавии с 1,8 л. Необходимость соответствовать жестким экологическим требованиям вынуждает автопроизводителей уменьшать вес авто и узел ГРМ в том числе.

В отличие от ремня, который может внезапно оборваться, цепь со временем растягивается и может перескочить на один, два и более зубьев. Фазы распределения ГРМ сместятся, появятся проблемы в работе двигателя. Это не так страшно и дорого, как если бы загнуло клапаны, хотя бывают и тяжелые случаи.

Например, если на цепных двигателях концерна VAG 1,2 и 1,4 л проскочит цепь, придется ремонтировать головку блока цилиндров и менять клапаны. А если все пойдет совсем плохо и клапан повредит стенки цилиндра, придется менять двигатель целиком.

В основном цепной привод устанавливают в двигатели легковых автомобилей бизнес-класса и внедорожники. У концернов «Мерседес» и БМВ комплектация с цепью ГРМ есть практически у всего модельного ряда. «Тойота» ставит цепной привод на Хайлюкс и Ленд Крузер, «Ниссан» — на Икстрейл и Патфайндер.

/bmw-tune/

Я дооснастил свою БМВ и сэкономил 540 тысяч

Вместе с тем цепи все чаще встречаются у малолитражек и авто эконом-класса. ДВС с цепным приводом есть у Тойоты Ярис, Фольксвагена Поло седан до 2014 года, у Шкоды Октавии и Рапид, у Киа Рио и Форда Фокуса.

Типичные неисправности ГРМ

От работы ГРМ зависит стабильность работы двигателя, поэтому механизм важно своевременно обслуживать. В системе ГРМ много деталей, каждая из которых может выйти из строя. Вот как это может почувствовать водитель:

  1. Двигатель стучит на малых оборотах, машина разгоняется медленнее — мощность явно упала. Стоит проверить тепловой зазор и состояние кулачков и подшипников распредвала.
  2. Двигатель стучит, пока не прогреется: возможно, неисправны гидрокомпенсаторы.
  3. Двигатель шумит в районе распредвала, в выхлопной системе что-то стреляет. Сбились фазы ГРМ.
  4. Синий дым из выхлопной трубы, уровень масла в двигателе падает. Стоит проверить состояние маслосъемных колпачков, стержней и направляющих втулок клапанов.
  5. Кратковременные перебои в работе двигателя, падает мощность, температура выше стандартной несмотря на то, что с охлаждающей жидкостью все в порядке, — возможно, износились пружины клапанов. Самая тяжелая форма такой неисправности — зависание клапанов. Это когда пружина настолько износилась, что не может вернуть клапан на место, он остается в открытом положении дольше, чем нужно, и может встретиться с поршнем. С современными авто такое бывает очень редко.

Работы по диагностике и ремонту ГРМ

Капитальный ремонт двигателя От 15 000 Р для ВАЗ, от 30 000 Р для иномарок
Замена клапана со снятием и установкой цепи или ремня и головки блока цилиндров От 5500 Р + 6000 Р + 4000 Р
Замена гидротолкателей со снятием и установкой цепи или ремня От 3000 Р + 6000 Р
Замена маслосъемных колпачков со снятием и установкой цепи или ремня От 2500 Р + 6000 Р
Замена распредвала со снятием и установкой цепи или ремня От 2000 Р + 6000 Р
Замена цепи ГРМ От 6000 Р
Снятие и установка ГБЦ От 4000 Р ременной, от 6500 Р цепной
Замена ремня ГРМ От 3500 Р
Регулировка клапанов От 2500 Р
Диагностика двигателя 700—1500 Р

Капитальный ремонт двигателя

От 15 000 Р для ВАЗ, от 30 000 Р для иномарок

Замена клапана со снятием и установкой цепи или ремня и головки блока цилиндров

От 5500 Р + 6000 Р + 4000 Р

Замена гидротолкателей со снятием и установкой цепи или ремня

От 3000 Р + 6000 Р

Замена маслосъемных колпачков со снятием и установкой цепи или ремня

От 2500 Р + 6000 Р

Замена распредвала со снятием и установкой цепи или ремня

От 2000 Р + 6000 Р

Замена цепи ГРМ

От 6000 Р

Снятие и установка ГБЦ

От 4000 Р ременной, от 6500 Р цепной

Замена ремня ГРМ

От 3500 Р

Регулировка клапанов

От 2500 Р

Диагностика двигателя

700—1500 Р

Цены на запчасти для ремонта ГРМ на 21 марта 2022 года

Цепь ГРМ От 35 000 Р за неоригинальный комплект, от 18 000 Р за одну цепь
Комплект ремня ГРМ с роликами От 10 000 Р для ВАЗ, от 18 000 Р для иномарок
Распредвал От 8000 Р на ВАЗ, от 20 000 Р за неоригинальный распредвал на иномарку
Втулки клапанов, комплект из 16 штук От 3500 Р для ВАЗ, от 6500 Р для иномарок
Гидрокомпенсаторы От 3000 Р для ВАЗ за комплект из 8 штук, от 700 Р за штуку для иномарок
Клапан От 200 Р для ВАЗ, от 1500 Р для иномарок
Пружины клапанов От 100 Р, но бывают и очень дорогие пружины

Цепь ГРМ

От 35 000 Р за неоригинальный комплект, от 18 000 Р за одну цепь

Комплект ремня ГРМ с роликами

От 10 000 Р для ВАЗ, от 18 000 Р для иномарок

Распредвал

От 8000 Р на ВАЗ, от 20 000 Р за неоригинальный распредвал на иномарку

Втулки клапанов, комплект из 16 штук

От 3500 Р для ВАЗ, от 6500 Р для иномарок

Гидрокомпенсаторы

От 3000 Р для ВАЗ за комплект из 8 штук, от 700 Р за штуку для иномарок

Клапан

От 200 Р для ВАЗ, от 1500 Р для иномарок

Пружины клапанов

От 100 Р, но бывают и очень дорогие пружины

Газораспределительный механизм двигателя

Газораспределительный механизм двигателя

Газораспределительный механизм обеспечивает своевременное поступление в цилиндры топлива, свежего воздуха или горючей смеси и выхой отработавших газов. В четырехтактных двигателях эти процессы осуществляются впускными и выпускными клапанами, установленными на крышке рабочего цилиндра и приводимыми в действие распределительным валом. Распределительный вал соединяется с коленчатым валом через шестеренчатую или цепную передачу. В зависимости от месторасположения газораспределительного вала эти механизмы подразделяются на системы с нижним, верхним и надклапанным расположением распределительного вала.

Двухтактные двигатели, как правило, имеют контурное газораспределение, для чего в цилиндре сделаны окна (щели), открывающиеся и закрывающиеся самим рабочим поршнем, который выполняет функции распределительного золотника. Широкое распространение контурного газораспределения объясняется простотой конструкции.

Однако в некоторых двухтактных двигателях осуществляется прямоточное газораспределение, которое подразделяется на два типа: с клапанно-щелевой и с прямоточно-щелевой продувкой. В двигателях с клапанно-щелевой продувкой отработавшие газы выпускаются через клапаны, установленные на крышке цилиндр!, а подача воздуха осуществляется через окна во втулке. Пря-моточно-щелевая продувка в двигателях с двумя встречно движущимися поршнями осуществляется в одном цилиндре. Она обеспечивает хорошее качество очистки и наполнения цилиндра, а также хорошее смесеобразование.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

На рис. 1 представлено расположение клапанного механизма на крышке цилиндра четырехтактного дизеля 412/14. В каждом цилиндре устанавливаются два клапана: один для впуска воздуха и один для выпуска отработавших газов. Всасывающий и выхлопной клапаны отличаются друг от друга диаметром тарелки: у всасывающего он несколько больше, чем у выпускного. Оба клапана имеют плоскую тарелку, рабочие фаски в них выполнены под углом 45°. Клапаны вставляются в соответствующие гнезда в крышке цилиндров. Стержень клапана движется в чугунной направляющей втулке, запрессованной в крышке цилиндров В верхней части стержень клапана имеет коническую головку, к которой прилегают разрезные сухарики (замок клапана). На сухарики надевается тарелка пружины, клапан которой прижимается к седлу.

На рис. 2 показано устройство клапанов дизелей типов Д6 и Д12. На каждом цилиндре имеется по два впускных и два выпускных клапана. Первые изготовлены из стали, обеспечивающей прочность при работе с ударной нагрузкой, а вторые — из жароупорной стали.

Рис. 1. Расположение клапанов на головке цилиндра дизеля 412/14: 1 — головка, 2—направляющая втулка; 3— клапан; 4 — пружина; 5 — опорная шайба пружины

Зазор между кулачком распределительного валика и клапаном регулируется изменением длины штока клапана. Тарелка пружины имеет внутренние продольные и внешние радиальные шлицы. Первыми она соединяется со штоком клапана, вторыми — с замком, который ввернут в шток. При движении вниз тарелка выводится из шлицевого соединения с замком. Вращая ее, можно установить необходимый зазор между клапаном и затылком кулачка распределительного валика.

Для своевременного открытия и закрытия клапанов движение газораспределительных органов должно быть согласовано сдвижением поршня и вращением коленчатого вала.

Передача движения от коленчатого вала к распределительному осуществляется с помощью шестеренчатых или цепных передач. Выбор привода обусловливается конструкцией двигателя, его мощностью, числом оборотов, расположением распределительного вала и т. д.

На рис. 3 представлена схема зубчатых передач четырехтактного быстроходного дизеля 48,5/11. Ведущая шестерня распределительного механизма, закрепленная на коленчатом валу, имеет 25 зубьев. Ведомая шестерня, установленная на распределительном валу, имеет 50 зубьев, благодаря чему число оборотов распределительного вала вдвое меньше, чем коленчатого. Для соединения ведущей и ведомой шестерен между ними установлена промежуточная (паразитная) шестерня, которая не влияет на передаточное число зубчатой передачи. Шестерня стартера при пуске дизеля входит в зацепление с зубчатым венцом маховика. Слева от ведущей шестерни распределительного вала приводится в движение шестерня привода топливного насоса.

На рис. 4 показана конструкция механизма привода клапанов дизеля «Ганц Эндрашик» (8 ЧР 21,6/31). Кулачки распределительного вала нажимают на ролики толкателей. Передача от толкателей к клапанным рычагам обеспечивается посредством вертикальных штанг. Клапанные рычаги воздействуют на общую для двух клапанов траверсу, непосредственно открывающую клапаны. Толкатель-стальной, цементированный.

Рис. 3. Схема зубчатых передач дизеля 48,5/11

Рис. 4. Газораспределительный механизм дизеля «Ганц Эндрашик» (8ЧР 21,6/31): 1 — кронштейн рычага; 2 — гайка штанги; 3 — штанга толкателя; 4 — тарелка пружины; 5 — пружина; 6 — упор; 7 — нижняя опора пружины; в — втулка; 9 — толкатель; 10—палец; 11 — ролик; 12 — штифт; 13 — упор

Рис. 5. Распределительный вал дизеля 6S275

Штанга толкателя представляет собой стальную трубу, которая имеет по концам специальные упоры из легированной стали. После установки необходимого зазора положение верхнего упора фиксируется контргайкой. Рычаги привода клапанов в соответствии с их назначением разделяются на рычаги впуска и рычаги выпуска, причем каждый из них открывает одновременно два клапана.

И те и другие рычаги монтируются в кронштейнах, закрепленных на крышках цилиндров.

Распределительный вал открывает в определенной последовательности впускные и выпускные клапаны при помощи имеющихся на нем профилированных кулачных шайб. У нереверсивных дизелей распределительные валы имеют только одинарные кулачные шайбы, а у реверсивных — сдвоенные, переднего и заднего хода для впускных и выпускных клапанов.

Распределительные валы изготовляются из углеродистой стали и имеют по семь опорных шеек. Между опорными шейками на валу закреплены кулачные шайбы.

Кулачные шайбы выпускного и впускного клапанов и топливного насоса у нереверсивных дизелей изготовлены заодно с распределительным валом и расположены в соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров дизеля правого и левого вращения. У этих двигателей регулировка угла опережения подачи топлива осуществляется изменением толщины прокладки под топливными насосами.

Рис. 6. Подшипники распределительного вала дизеля 6S275: 1 — концевой подшипник со стороны передачи; 2 — промежуточный подшипник

У реверсивных дизелей кулачные шайбы выпускного и впускного клапанов и топливного насоса закреплены на распределительном валу. При набегании ролика штанги на выступ кулачной шайбы клапаны открываются, а при освобождении шайбы под воздействием пружины они закрываются.

Передаточное отношение чисел оборотов распределительного вала к коленчатому в четырехтактных двигателях составляет 1 : 2, так как открытие и закрытие клапанов происходит один раз за два’ оборота коленчатого вала.

Механизм газораспределения — клапанная группа

Содержание

  • Назначение и виды ГРМ:
    • 1.1. Назначение газораспределительного механизма:
    • 1.2. Назначение группы клапанов:
    • 1.3. Типы ГРМ:
    • 1.4. Сравнение типов ГРМ:
  • Устройство клапанной группы:
    • 2.1. Клапанное устройство:
    • 2.2. Подсоединение клапана к его пружине:
    • 2.3. Расположение седла клапана:
    • 2.4. Расположение направляющих клапанов:
    • 2.5. Устройство пружин:
    • 2.6. Материалы для изготовления элементов клапанной группы:
  • Работа клапанной группы:
    • 3. 1. Механизм синхронизации:
    • 3.2 Действие привода ГРМ:
    • 3.3. Схема газораспределения:
  • Диагностика, обслуживание, ремонт:
    • 4.1. Диагностика
  • Временные методы диагностики:
    • 4.2. Регулировка теплового зазора в ремне ГРМ:
    • 4.3. Ремонт клапанной группы:
  • Вопросы и ответы:

Назначение и виды ГРМ:

1.1. Назначение газораспределительного механизма:

Назначение газораспределительного механизма — пропускать свежую топливную смесь в цилиндры двигателя и выпускать выхлопные газы. Газообмен осуществляется через входное и выходное отверстия, герметично закрытые элементами ремня ГРМ в соответствии с принятым порядком работы двигателя.

1.2. Назначение группы клапанов:

назначение группы клапанов — герметично закрыть впускные и выпускные отверстия и открыть их в заданное время на заданное время.

1.3. Типы ГРМ:

в зависимости от органов, посредством которых цилиндры двигателя сообщаются с окружающей средой, ГРМ бывают клапанными, золотниковыми и комбинированными.

1.4. Сравнение типов фаз газораспределения:

фаза газораспределения является наиболее распространенной из-за относительно простой конструкции и надежной работы. Идеальная и надежная герметизация рабочего пространства, достигаемая за счет того, что клапаны остаются неподвижными при высоком давлении в цилиндрах, дает серьезное преимущество перед клапанным или комбинированным ремнем ГРМ. Поэтому все чаще используются фазы газораспределения.

Устройство группы клапанов:

2.1. Устройство клапана:

Клапаны двигателя состоят из штока и головки. Головки чаще всего делают плоскими, выпуклыми или колокольчатыми. Головка имеет небольшой цилиндрический пояс (около 2 мм) и уплотнительную фаску под углом 45˚ или 30˚. Цилиндрический ремень позволяет, с одной стороны, сохранить основной диаметр клапана при шлифовке уплотнительной фаски, а с другой стороны, повысить жесткость клапана и тем самым предотвратить деформацию. Наиболее распространены клапаны с плоской головкой и уплотнительной фаской под углом 45° (чаще всего это впускные клапаны), причем для улучшения наполнения и очистки цилиндров впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной. Выпускные клапаны часто изготавливаются с куполообразной шаровой головкой.

Это улучшает поток выхлопных газов из цилиндров, а также увеличивает прочность и жесткость клапана. Для улучшения условий отвода тепла от головки клапана и повышения общей недеформируемости клапана переход между головкой и штоком выполнен под углом 10˚ — 30˚ и с большим радиусом кривизны. На верхнем конце стержня клапана выполнены канавки конической, цилиндрической или специальной формы в зависимости от принятого способа крепления пружины к клапану. Натриевое охлаждение используется в ряде двигателей для снижения термической нагрузки на разрывные клапаны. Для этого клапан делают полым, а образовавшуюся полость наполовину заполняют натрием, температура плавления которого равна 100°С. При работе двигателя натрий плавится и, двигаясь в полости клапана, отдает тепло от горячей головки к штоку охладителя, а оттуда к приводу клапана.

2.2. Соединение клапана с его пружиной:

конструкции этого узла крайне разнообразны, но наиболее распространена конструкция с полуконусами. С помощью двух полуконусов, входящих в каналы, выполненные в стержне клапана, прижимается пластина, удерживающая пружину и не позволяющая разобрать узел. Это создает соединение между пружиной и клапаном.

2.3. Расположение седла клапана:

Во всех современных двигателях седла выпускных клапанов изготавливаются отдельно от головки блока цилиндров. Они также используются для присосок, когда головка блока цилиндров изготовлена ​​из алюминиевого сплава. Когда это чугун, седла делаются в нем. Конструктивно седло представляет собой кольцо, которое крепится к головке блока цилиндров в специально выточенном посадочном месте. При этом на наружной поверхности седла иногда делают канавки, которые при надавливании на седло заполняются материалом ГБЦ, обеспечивая тем самым их надежное крепление. Помимо зажима, крепление может осуществляться и путем качания седла. Для обеспечения герметичности рабочего пространства при закрытом клапане рабочая поверхность седла должна быть обработана под тем же углом, что и уплотнительная фаска головки клапана. Для этого седла обрабатывают специальными инструментами с углами заточки не 15, не 45˚ и 75˚ для получения уплотнительной ленты под углом 45˚ и шириной около 2 мм. Остальные углы сделаны для улучшения обтекания седла.

2.4. Направляющие клапанов Расположение:

конструкция направляющих очень разнообразна. Чаще всего используются направляющие с гладкой внешней поверхностью, которые изготавливаются на бесцентровом сантехническом станке. Направляющие с внешним удерживающим хомутом крепить удобнее, но сложнее в изготовлении. Для этого целесообразнее вместо ремня сделать в направляющей канал для стопорного кольца. Направляющие выпускных клапанов часто используются для защиты их от окислительного воздействия горячего потока выхлопных газов. В этом случае делаются более длинные направляющие, остальная часть которых находится в выпускном канале ГБЦ. По мере уменьшения расстояния между направляющей и головкой клапана отверстие в направляющей со стороны головки клапана сужается или расширяется в области головки клапана.

2.5. Устройство пружин:

В современных двигателях наиболее распространены цилиндрические пружины с постоянным шагом. Для образования опорных поверхностей концы витков пружины сближены друг с другом и уложены лбами внахлест, в результате чего общее число витков в два-три раза превышает число рабочих пружин. Концевые витки поддерживаются с одной стороны пластины и с другой стороны головки блока цилиндров или блока цилиндров. Если есть риск резонанса, пружины клапанов делают с переменным шагом. Ступенчатый редуктор изгибается либо от одного конца пружины к другому, либо от середины к обоим концам. При открытии клапана ближние друг к другу витки соприкасаются, в результате чего число рабочих витков уменьшается, а частота свободных колебаний пружины увеличивается. Это устраняет условия для резонанса. Для этой же цели иногда применяют конические пружины, собственная частота которых изменяется по их длине и исключается возникновение резонанса.

2.6. Материалы для изготовления элементов клапанной группы:

• Клапаны. Всасывающие клапаны изготавливаются из хромовой (40x), хромоникелевой (40XN) и других легированных сталей. Выпускные клапаны изготавливаются из жаропрочных сталей с высоким содержанием хрома, никеля и других легирующих металлов: 4Х9С2, 4Х10С2М, Х12Н7С, 40СХ10МА.
• Седла клапанов — используйте жаропрочные стали, легированный чугун, алюминиевую бронзу или металлокерамику.
• Направляющие клапана сложны в изготовлении и требуют материалов с высокой термической и износостойкостью и хорошей теплопроводностью, таких как серый перлитный чугун и алюминиевая бронза.
• Пружины – изготавливаются путем намотки проволоки из пружины стомы, например 65G, 60C2A, 50HFA.

Работа группы клапанов:

3.1. Механизм синхронизации:

механизм синхронизации кинематически связан с коленчатым валом, перемещаясь синхронно с ним. Ремень ГРМ открывает и перекрывает впускные и выпускные каналы отдельных цилиндров в соответствии с принятым порядком работы. Это процесс газообмена в цилиндрах.

3.2 Действие привода ГРМ:

Привод ГРМ зависит от расположения распределительного вала.
• С нижним валом — сквозные цилиндрические шестерни для более плавной работы выполнены с наклонными зубьями, а для бесшумной работы зубчатый венец изготовлен из текстолита. Для обеспечения привода на большее расстояние используется паразитная шестерня или цепь.
• С верхним валом — роликовая цепь. Относительно низкий уровень шума, простая конструкция, малый вес, но схема будет изнашиваться и растягиваться. Через зубчатый ремень на основе неопрена, армированный стальной проволокой и покрытый износостойким нейлоновым слоем. Простой дизайн, бесшумная работа.

3.3. Схема газораспределения:

Суммарное проходное сечение, предусмотренное для прохождения газов через клапан, зависит от продолжительности его открытия. Как известно, в четырехтактных двигателях для осуществления тактов впуска и выпуска предусмотрен один ход поршня, соответствующий повороту коленчатого вала на 180˚. Однако опыт показал, что для лучшего наполнения и очистки цилиндра необходимо, чтобы продолжительность процессов наполнения и опорожнения была больше соответствующих ходов поршня, т. е. открытие и закрытие клапанов не должно производиться на мертвые точки хода поршня, но с некоторым опережением или запаздыванием.

Время открытия и закрытия клапана выражается в углах поворота коленчатого вала и называется фазами газораспределения. Для большей достоверности эти фазы выполнены в виде круговых диаграмм (рис. 1).
Всасывающий клапан обычно открывается с углом обгона φ1 = 5˚ — 30˚ перед тем, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Это обеспечивает определенное поперечное сечение клапана в самом начале хода наполнения и, таким образом, улучшает наполнение цилиндра. Закрытие всасывающего клапана производится с углом задержки φ2 = 30˚ — 9°.0° после прохождения поршнем нижней мертвой точки. Задержка закрытия впускного клапана позволяет использовать расход свежего топлива на впуске для улучшения заправки и, следовательно, увеличения мощности двигателя.
Выпускной клапан открывается с углом обгонки φ3 = 40˚ — 80˚, т.е. в конце такта, когда давление газов в цилиндре относительно высокое (0,4 — 0,5 МПа). Интенсивный выброс газового баллона, начатый при этом давлении, приводит к быстрому падению давлений и их температуры, что значительно снижает работу по вытеснению рабочих газов. Выпускной клапан закрывается с углом задержки φ4 = 5˚ — 45˚. Эта задержка обеспечивает хорошую очистку камеры сгорания от выхлопных газов.

Диагностика, обслуживание, ремонт:

4.1. Диагностика

Диагностические знаки:

  • Пониженная мощность ДВС:
  • Уменьшенный клиренс;
  • Неполная посадка клапана;
  • Заклинившие клапаны.
    • Увеличенный расход топлива:
  • Уменьшенный зазор между клапанами и толкателями;
  • Неполная посадка клапана;
  • Заклинившие клапаны.
    Износ в двигателях внутреннего сгорания:
  • Износ распределительного вала;
  • открытие кулачков распределительных валов;
  • Увеличенный зазор между стержнями клапанов и втулками клапанов;
  • Большой зазор между клапанами и толкателями;
  • перелом, нарушение эластичности пружин клапанов.
    • Индикатор низкого давления:
  • Седла клапанов мягкие;
  • Мягкая или сломанная пружина клапана;
  • Прогоревший клапан;
  • прогоревшая или порванная прокладка ГБЦ;
  • Неотрегулированный тепловой зазор.
    • Индикатор высокого давления.
  • Уменьшенная высота головы;

Методы диагностики ГРМ:

• Измерение давления в цилиндре в конце такта сжатия. При измерении должны быть соблюдены следующие условия: двигатель внутреннего сгорания должен быть прогрет до рабочей температуры; Свечи зажигания должны быть удалены; Центральный кабель индукционной катушки должен быть смазан маслом, а дроссельный клапан и воздушный клапан должны быть открыты. Измерение выполняется с помощью компрессоров. Разница давлений между отдельными цилиндрами не должна превышать 5%.

4.2. Регулировка теплового зазора в ремне ГРМ:

Проверка и регулировка теплового зазора осуществляется с помощью манометрических пластин в последовательности, соответствующей порядку работы двигателя, начиная с первого цилиндра. Зазор отрегулирован правильно, если толщиномер, соответствующий нормальному зазору, проходит свободно. При регулировке зазора, удерживая регулировочный винт отверткой, ослабьте контргайку, установите зазорную пластину между штоком клапана и муфтой и поверните регулировочный винт, чтобы установить требуемый зазор. Затем затягивается стопорная гайка.

Замена клапанов двигателя автомобиля

4.3. Ремонт клапанной группы:

• Ремонт арматуры — основные неисправности — износ конической рабочей поверхности, износ штока и растрескивание. Если головки горят или трескаются, клапаны утилизируют. Искривленные стержни клапанов выпрямляются на ручном прессе с помощью приспособления. Изношенные стержни клапанов ремонтируются путем хронирования или утюжки, а затем шлифуются до номинального или увеличенного размера. Изношенная рабочая поверхность головки клапана шлифуется до ремонтного размера. Клапаны притираются к седлам с помощью абразивных паст. Точность притирки проверяют заливкой керосина на откидные вентили, если он не течет, то притирка хорошая в течение 4-5 минут. Пружины клапанов не восстанавливаются, а заменяются новыми.

Вопросы и ответы:

Что входит в газораспределительный механизм? Он расположен в головке блока цилиндров. В его конструкцию входят: станина распределительного вала, распределительный вал, клапаны, коромысла, толкатели, гидрокомпенсаторы и, в некоторых моделях, фазовращатель.

ДДля чего нужна синхронизация двигателя? Этот механизм обеспечивает своевременную подачу свежей порции топливовоздушной смеси и удаление выхлопных газов. В зависимости от модификации может изменяться момент фаз газораспределения.

Где находится газораспределительный механизм? В современном двигателе внутреннего сгорания газораспределительный механизм расположен над блоком цилиндров в головке блока цилиндров.

Home » Blog » Car device » Gas distribution mechanism — valve group

Die Struktur Des Gasverteilungsmechanismus Des Verbrennungsmotors Stock Video und mehr Clips von Gürtel

Videos

  • Bilder
  • Fotos
  • Grafiken
  • Vektoren
  • Видео
Die Struktur des Gasverteilungsmechanismus des Verbrennungsmotors, einschließlich eines Riemens, Riemenscheiben, Zahnrädern, Riemenspannrollen. Schuss in Bewegung

Beschreibung

Die Struktur des Gasverteilungsmechanismus des Verbrennungsmotors, einschließlich eines Riemens, Riemenscheiben, Zahnrädern, Riemenspannrollen. Schuss in Bewegung

Коллекция Essentials

  1. HD Web

  2. HD

  3. 4K

45,00 € Für Diesen Videoclip

Neuer Kundenpreis

12 80 € MIT Eineme Einmer -Premium + Vielesement

(10 0001 (10611 (10611 (10611 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 000 3

(10 0001 (10 0001 (10 0001 (10 000 3

.


Optionen und Preise ansehen

Umfasst unsere Standardlizenz.

Erweiterte Lizenz hinzufügen.

Bildnachweis:cinejinn

Stock-Video-ID:1159132472

Время:

Категория:Видео | Gürtel

Suchbegriffe

  • Gürtel Videos,
  • Schaltuhr Videos,
  • Erdölpumpe Videos,
  • Herstellendes Gewerbe Videos,
  • Kette — Gebrauchsgegenstand Videos,
  • 4K-Auflösung Videos,
  • Abschicken Videos,
  • Ausrüstung und Geräte Видео,
  • Aussicht genießen Видео,
  • Ausstellung Видео,
  • Авто Видео,
  • Bauwerk Видео,
  • Videos Dehnen,
  • Drehort außerhalb der Usa Videos,
  • Film — Videos Filmtechnik,
  • Flaschenzug Videos,
  • Allerler Allegrund Videos,

  • 08
  • 9


    Был ли ist eine lizenzfreie Lizenz?
    Bei lizenzfreien Lizenzen bezahlen Sie einmalig und können urheberrechtlich geschützte Bilder und Videoclips fortlaufend in privaten und kommerziellen Projekten nutzen, ohne bei jeder Verwendung zusätzlich bezahlen zu müssen.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *