Розподільчий вал і його привід
Розподільчий вал забезпечує своєчасне відкриття та закриття клапанів. Вал має впускні Г і випускні Б кулачки, опорні шийки Л, шестерню Д для приводу масляного насоса і розподільника системи запалювання і ексцентрик В для приводу паливного насоса в карбюраторних двигунах.
Мал. 1. Типи розподільних валів
Вал штампують зі сталі; кулачки і шийки його піддають термічній обробці для отримання підвищеної зносостійкості, після чого шліфують. Кулачки виготовляють як одне ціле з валом. Застосовують також литі чавунні розподільні вали.
Для кожного циліндра у чотиритактних двигунів є два кулачка: впускний і випускний. Форма (профіль) кулачка забезпечує плавний підйом і опускання клапана і відповідну тривалість його відкриття. Однойменні кулачки розташовують в рядном чотирициліндровому двигуні під кутом 90 ° (рис. 1, а), в шестициліндровому - під кутом 60 ° (рис. 1, б). Різнойменні кулачки встановлюють під кутом, величина якого залежить від фаз газорозподілу. Вершини кулачків розташовуються в прийнятому для двигуна порядку роботи з урахуванням напрямку обертання валу. По довжині вала впускні і випускні кулачки чергуються відповідно до розташуванням клапанів.
У V-подібних двигунах розташування кулачків на загальному для обох секцій блоку розподільному валу залежить від чергування тактів в циліндрах, кута розвалу і прийнятих фаз газорозподілу. Розподільчий вал У-образного восьмициліндрового карбюраторного двигуна показаний на рис. 1, ст.
У двотактних дизелях (ЯАЗ -М204 і ЯАЗ -М206) для кожного циліндра є по два випускних кулачка, звернених вершинами в одну сторону, і по одному кулачку, керуючому роботою насос-форсунки.
При нижньому розташуванні розподільного вала його встановлюють в картері на опорах, що представляють собою отвори в стінках і перегородках картера, в які запресовані сталеві тонкостінні біметалеві або тріметалліческіе втулки. Вал встановлюють іноді також в спеціальних вкладишах. Число опор розподільного вала для двигунів різних типів по-різному.
Осьові переміщення розподільного вала у більшості двигунів обмежуються затятим фланцем (рис. 2), закріпленим на блоці і розташованим з певним зазором між торцем передньої шийки вала і маточини шестерні; зазор між опорним фланцем і торцем шийки валу встановлюють для двигунів різних марок в межах 0,05- 0,2 мм; величина цього зазору визначається товщиною распорного кільця, закріпленого на валу між торцем шийки і маточиною шестерні. У двотактних дизелів ЯМЗ осьові переміщення вала обмежуються бронзовими наполегливими шайбами, встановленими по обидва боки переднього підшипника.
Розподільчий вал приводиться в обертання від колінчастого вала за допомогою зубчастої або ланцюгової передачі. При зубчастої передачі на кінці колінчастого і розподільного валів закріплюють розподільні шестерні.
Для підвищення безшумності і плавності роботи шестерні виготовляють з косими зубами; шестерню розподільного вала зазвичай роблять з пластмаси - текстоліту, а шестерню колінчастого вала - зі сталі.
При ланцюгової передачі, що забезпечує більшу безшумність роботи (автомобілі ЗІЛ -111), на кінці колінчастого вала і на кінці розподільного вала закріплюються зірочки, з'єднані сталевий гнучкої безшумної ланцюгом. Зуби ланцюга входять в зачеплення з зубами зірочок.
Мал. 2. Типи приводів розподільного вала: а - левередж; б - ланцюгова передача
Розподільні шестерні або зірочки при складанні встановлюють одну відносно іншої по мітках, які є на їх зубах.
На нових моделях двигунів отримує застосування верхнє розташування розподільного вала (на голівці блоку). Привід вала здійснюється ланцюговою передачею (автомобіль «Москвич-412»).
Газорозподільний механізм забезпечує своєчасне надходження в циліндри двигуна пальної суміші (або повітря) і випуск відпрацьованих газів.
Двигуни можуть мати нижнє розташування клапанів (ГАЗ -52, ЗІЛ -157К, ЗІЛ -1Е0К), при якому клапани розміщені в блоці циліндрів, і верхнє (ЗМЗ -24, 3M3-S3, ЗІЛ -130, ЯМЗ -740 та ін.) , коли вони розташовані в голівці циліндрів.
При нижньому розташуванні клапанів зусилля від кулачка розподільного вала передається клапану або через штовхач. Клапан переміщається в направляючої втулці, запресованої в блок циліндрів. Закриття клапана здійснюється пружиною, що упирається в блок і шайбу, закріплену двома сухариками на кінці стрижня клапана.
При верхньому розташуванні клапанів зусилля від кулачка розподільного вала передається толкателю, штанзі, коромисла і клапану. Переважно застосовується верхнє розташування клапанів, так як така конструкція дозволяє отримати компактну камеру згоряння, забезпечує краще наповнення циліндрів, зменшує втрати тепла з охолоджувальною рідиною і спрощує регулювання клапанних зазорів.
Розподільчий вал забезпечує своєчасне відкриття та закриття клапанів. Виготовляють його зі сталі або чавуну.
При складанні розподільний вал вставляють в отвір торця картера двигуна, тому діаметри опорних шийок послідовно зменшуються, починаючи з передньої шийки. Кількість опорних шийок зазвичай дорівнює кількості корінних підшипників колінчастого вала. Втулки 8 опорних шийок виготовляють із сталі, бронзи (ЯМЗ -740) або з металокераміки.
Внутрішню поверхню сталевих втулок заливають шаром бабіту або сплаву СОС -6-6.
На розподільному валу розташовані кулачки, що впливають на штовхачі; шестерня приводу масляного насоса і розподільника; ексцентрик приводу паливного насоса. Кулачков є по два на кожен циліндр. Кути їх взаємного розташування залежать для однойменних кулачків - від числа циліндрів і чергування робочих ходів в різних циліндрах, для різнойменних - від фаз газорозподілу. Кулачки і шийки сталевих розподільних валів піддають загартуванню струмами високої частоти, а чавунних - відбілюванню. Кулачкам при шліфуванні надають невелику конусність, що в поєднанні зі сферичною формою торця штовхачів забезпечує поворот штовхача під час роботи.
Мал. 3. Газорозподільний механізм з нижнім розташуванням клапанів: а-схема, 6 - деталі; 1-розподільний вал, 2 - штовхач, 3 контргайка, 4 регулювальний болт, 5-сухарики, б - наполеглива. шайба пружини, 7 пружина клапана, 8 - випускний клапан, 9 напрямна втулка клапана, 10 - вставне сідло випускного клапана, 11 - впускний клапан
Між шестернею розподільчого вала і передній опорною шийкою встановлено розпірна шайба і завзятий фланець, який прикручується болтами до блоку циліндрів і утримує вал від осьових переміщень.
Розподільчий вал отримує обертання від колінчастого вала. У чотиритактних двигунах робочий цикл відбувається за два оберти колінчастого вала. За цей період впускні і випускні клапани кожного циліндра повинні відкриватися один раз, а отже, розподільний вал повинен повернутися на один оборот. Таким чином, розподільний вал повинен обертатися в два рази повільніше колінчастого вала. Тому шестерня розподільного вала має в два рази більше зубів, ніж шестерня на передньому кінці колінчастого вала. Шестерня колінчастого вала сталева, шестерня на розподільному валу чавунна (ЗІЛ -130) або текстолитовая (ЗМЗ -24, 3M3-53). Зуби у шестерень косі.
Мал. 4. Газорозподільний механізм з верхнім розташуванням клапанів (ЗІГМЗО): 1 - шестерня розподільного вала, 2 - завзятий фланець, 3 - кільце розпору, 4-опорні шийки, 5-ексцентрик приводу паливного насоса, 6 - кулачки випускних клапанів, 7 - кулачки впускних клапанів, 8- втілити-ки, 9 - впускний клапан, 10 - напрямна втулка, 11-наполеглива шайба, 12 - пружина, 13 - вісь коромисел, 14 - коромисло, 15 - регулювальний гвинт, 16-стійка осі коромисел, 17 - механізм повороту випускного клапана, 18 - випускний клапан, 19 - штанга, 20-штовхачі, 21 - шестеро ня приводу масляного насоса і розподільника
Розподільні шестерні двигуна ЯМЗ -740 розташовані на задньому торці блоку циліндрів.
Розподільні шестерні входять в зачеплення між собою при строго певному положенні колінчастого й розподільного валів. Це досягається поєднанням міток на зубі однієї шестерні і западині між зубами інший шестерні.
У високооборотних двигунах ( «Москвич-412», ВАЗ -2101 «Жигулі») розподільний вал розташовується в головці циліндрів і його кулачки впливають безпосередньо на коромисла, які, повертаючись на осях, відкривають клапани. В такому клапанному механізмі немає штовхачів і штанг, спрощується виливок блоку циліндрів, знижується шум при роботі.
Ведена зірочка розподільного вала приводиться в обертання втулочно-роликового ланцюгом від ведучої зірочки колінчастого вала. Пристрій для натягування ланцюга має зірочку і важіль.
Мал. 5. Газорозподільний механізм з верхнім розташуванням розподільного вала ( «Москвич-412»): а- газорозподільний механізм, б - привід газорозподільного механізму; 1 - наконечник клапана, 2 - вісь коромисел випускних клапанів, 3,6 - коромисла, 4 - розподільний вал, 5 - вісь коромисел впускних клапанів, 7 - контргайка, 8 - регулювальний гвинт, 9 - головка циліндрів, 10 - клапани, 11 - провідна зірочка, 12-зірочка натягача, 13 - важіль, 14 - ведена зірочка, 15 - ланцюг, 16 - колінчастий вал
До атегорія: - Пристрій і робота двигуна