реферат компас. Газораспределительный механизм
 Скачать 29.5 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ К А Ф Е Д Р А ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ Учебная дисциплина УСТРОЙСТВА АВТОМОБИЛЕЙ Реферат на тему: ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ Выполнил: студент группы 8ДМ-01 Ризванов И. И. Проверил: профессор Мудров А.Г. Казань – 2019 Содержание 1 Введение…………………………………………………..………………3 2 Назначение, устройство и принцип работы…………………………….4 3 Неисправности. Причины, способы определения и устранения…….11 Заключение………………………………………………………………..14 Список литературы……………………………………………………….15 1 Введение ГРМ — сокращение от «газораспределительный механизм». Механизм распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Четырехтактные автомобильные двигатели имеют клапанные механизмы Газораспределения, в которых впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов происходит при помощи впускных и выпускных клапанов. В двухтактных двигателях газораспределение осуществлено при помощи шатунно-кривошипного механизма или смешанной системы. Осуществляется путём открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов цилиндров при помощи распределительного вала (распредвала) и кулачкового механизма. Распредвалимеет жёсткую синхронизацию вращения с коленвалом, реализованную с помощью зубчаторемённой или цепной передачи. Как правило, на высокофорсированных двигателях обрыв или проскальзывание ремня ГРМ или цепи ГРМ приводит к выходу двигателя из строя. В настоящее время на рынке присутствуют различные двигатели с системами сдвига фаз газораспределения. Распределительный вал обеспечивает функционирование газораспределительного механизма в соответствии с принятым для данного двигателя порядком работы цилиндров и фазами газораспределения. Он представляет собой вал с расположенными кулачками. Форма кулачков определяет фазы газораспределения, а именно моменты открытия-закрытия клапанов и продолжительность их работы. Существенное повышение эффективности ГРМ, а следовательно и улучшение характеристик двигателя дают различные системы изменения фаз газораспределения. 2 Назначение, устройство и принцип работы Газораспределительные механизмы различают по расположению клапанов в двигателе. Они могут быть с верхним (в головке цилиндров) и нижним (в блоке цилиндров) расположением клапанов. Клапаны непосредственно осуществляют подачу в цилиндры воздуха (топливно-воздушной смеси) и выпуск отработавших газов. Клапан состоит из тарелки и стержня. На современных двигателях клапаны располагаются в головке блока цилиндров, а место соприкосновения клапана с ней называется седлом. Различают впускные и выпускные клапаны. Для лучшего наполнения цилиндров диаметр тарелки впускного клапана, как правило, больше, чем выпускного. 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 служит для открытия и закрытия клапанов, что позволяет наполнять цилиндры двигателя горючей смесью (карбюраторные двигатели) или воздухом (дизели), выпускать отработавшие газы и наделено изолировать камеру сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода. Газораспределительный механизм состоит из: 1) распределительного вала; 2) механизма привода распределительного вала; 3) клапанного механизма. Работу газораспределительного механизма рассмотрим на примере двигателя с V-образным расположением цилиндров. Блок цилиндров или блок-картер является остовом двигателя. На нем и внутри него располагаются основные механизмы и детали систем двигателя. Горизонтальная перегородка делит блок цилиндров на верхнюю и нижнюю части, В верхній плоскости блока и в горизонтальной перегородке расточены отверстия для установки гильз цилиндров. В цилиндре, являющемся направляющей при движении поршня, совершается рабочий цикл двигателя. Гильзы могут быть мокрыми или сухими. Гильзу цилиндра называют мокрой, если она омывается жидкостью системы охлаждения, и сухой, если непосредственно не соприкасается с охлаждающей жидкостью. Распределительный вал находится в "развале" блока двигателя, то есть между его правым и левым рядами цилиндров, и приводится во вращение от коленчатого вала через блок распределительных шестерен. При цепном или ременном приводе вращение распределительного вала осуществляется с помощью соответственно цепной или зубчатой ременной передачи. Распределительный вал приводится в действие от коленчатого вала с помощью привода, который осуществляет его вращение в два раза медленнее коленчатого вала (за один цикл работы двигателя конкретный клапан открывается только один раз). В качестве привода распределительного вала используются ременная, цепная и зубчатая передачи. 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. В четырехтактном двигателе за рабочий цикл в каждом цилиндре по одному разу должны открываться и закрываться впускной и выпускной клапаны, т. е. распределительный вал должен сделать один оборот, а коленчатый вал — два. Для этого шестерня распределительного вала, если привод состоит из двух шестерен, имеет в 2 раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала. При сборке двигателя необходимо по меткам соединять шестерни, установленные на коленчатом и распределительном валах, а при сборке дизеля также и шестерни привода топливного насоса. 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 зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных патрубков. Газораспределительный механизм (сокращенное наименование - ГРМ) предназначен для обеспечения своевременной подачи в цилиндры двигателя воздуха или топливно-воздушной смеси (в зависимости от типа двигателя) и выпуска из цилиндров отработавших газов. Данные функции реализуются за счет своевременного открытия и закрытия клапанов. 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. Ременная и цепная передачи приводят в действие распределительный вал, расположенный в головке блока цилиндров. Зубчатая передача вращает, как правило, распределительный вал в блоке цилиндров. В обиходе зубчатая передача привода распределительного вала носит название "гитара" (по форме двух соединенных шестерен). 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. Газораспределительный механизм объединяет клапаны с приводом и распределительный вал с приводом. 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. На распределительном валу могут находиться также шестерня привода распределителя зажигания и масляного насоса (двигатели автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130) и эксцентрик привода топливного насоса. Эксцентрик может быть изготовлен как одно целое с распределительным валом или привернут к нему болтом (двигатель автомобиля ГАЗ-53А). Рабочие поверхности кулачков, опорных шеек, эксцентриков и шестерен стальных распределительных валов подвергают термической обработке и шлифованию для увеличения их надежности и износостойкости. У чугунных валов для этих же целей кулачки и опорные шейки отбеливают. 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. Ременной привод не требует смазки, поэтому на шкивы устанавливается открыто. Вместе с тем, ремень в сравнении с цепью имеет ограниченный ресурс. Правда этот ресурс не такой уж и малый. Современные ремни "пробегают" 100-150 тыс.км. В качестве ременного привода распределительного вала широко используются зубчатые ремни. Выступы на внутренней поверхности зубчатого ремня входят в зацепление с зубьями на шкивах (шестернях), тем самым обеспечивается вращение. На двигателях TDI используется эллиптическая шестерня привода зубчатого ремня, что позволяет снизить тяговые усилия и крутильные колебания распределительного вала. Наряду с распределительным валом зубчатый ремень может приводить масляный насос, насос охлаждающей жидкости, топливный насос высокого давления. 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. Во время работы двигателя в верхней части цилиндров сгорает рабочая смесь. Горение сопровождается выделением продуктов окисления, которые вызывают коррозию цилиндров. Для повышения износостойкости цилиндров в некоторых двигателях применяют вставки 3 из антикоррозионного чугуна. Их запрессовывают в блок цилиндров (двигатели автомобилей ЗИЛ-130К, ГАЗ-52-04) или в гильзы цилиндров (двигатели автомобилей ГАЗ-24 "Волга", ГАЗ-53А, ЗИЛ-130 и др.). Это усложняет технологию изготовления двигателя. В перспективе конструкторы предполагают использовать специальные металлы, что позволит отказаться от применения вставок в цилиндрах. 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. В качестве подшипников для распределительного вала чаще всего применяют запрессованные в блок цилиндров втулки, залитые антифрикционным сплавом. Диаметры опорных шеек распределительного вала обычно одинаковые (двигатели автомобилей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130), но бывают и разные для облегчения сборки (автомобиль ГАЗ-24 «Волга»). 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. Ременная и цепная передачи имеют как достоинства, так и недостатки, поэтому в ГРМ применяются на равных. Цепной привод более надежный и, соответственно, долговечный. Но цепь тяжелее ремня, поэтому требует дополнительных устройств для натяжения (натяжные ролики,) и гашения колебаний (успокоители). Натяжные ролики обеспечивают натяжение с помощью пружины и за счет давления масла в системе смазки. В качестве цепного привода распределительного вала используются одно- и двухрядные роликовые цепи. Постепенно их вытесняют зубчатые цепи, которые взаимодействуют с зубьями звездочки щеками особой формы. Помимо распределительного вала с помощью цепи может осуществляться привод масляного насоса, балансирных валов. 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. На современных двигателях распределительный вал расположен в головке блока цилиндров. Он вращается в подшипниках скольжения, выполненных в виде опор. Используются как разъемные опоры, так и неразъемные (вал вставляется с торца). В некоторых двигателях в опорах используются тонкостенные вкладыши. От перемещения в продольном направлении распределительный вал удерживается упорным подшипником, который располагается со стороны привода вала. К опорам распределительного вала по индивидуальным каналам и под давлением подается масло из системы смазки. 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. Открытие клапана осуществляется с помощью привода, обеспечивающего передачу усилия от распределительного вала на клапан. В настоящее время применяются две основные схемы привода клапанов: гидравлические толкатели и роликовые рычаги. Поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала. 3 Неисправности. Причины, способы определения и устранения Стук рычагов привода клапанов. Характерный стук с равномерными интервалами, частота его меньше любого другого стука в двигателе. Заклинивание двигателя с обрывом одного или нескольких клапанов. Сопровождается деформацией боковин рабочей части рычагов, растрескиванием юбок тарелок клапанов (возможно разрушение тарелки), подрезанием упорных буртов сухарей со стороны тыльной части. Возможно столкновение выхлопных клапанов с днищами поршней. Обязательна осадка сухарей в тарелках клапанов а) Самоотворачиваниерегулировочных болтов. Не выдержан момент затяжки контргаек, перетяжка контргаек. Отрегулировать клапаны. При перетяжке заменить регулировочные болты. б) Самоотворачивание регулировочных болтов вследствие превышения максимально допустимых оборотов двигателя. Последствия устранить за счет виновных. в) Износ кулачков распредвала. Работа пары "кулачок-рычаг" без зазора. Некачественная регулировка зазора. С обратной стороны изношенного кулачка имеется радиальное засветление по всей длине обратной части. Заменить распредвал. г) Износ кулачков распредвала, засветления с обратной стороны кулачка отсутствуют, возможна узкая полоса засветления у края противоположной части кулачка - след работы рычага с перекосом. Заменить распредвал, рычаги. д) Кулачки не изношены. Многократной регулировкой стук не устраняется. Отклонение геометрии кулачка распредвала. Заменить распредвал, рычаги. Снижение мощности двигателя, низкая компрессия одного или нескольких цилиндров а) Выкрашивание наплавленного слоя тарелки клапана ("прогар" клапана). Заменить клапаны. Способствующими возникновению дефекта факторами являются отсутствие зазора "распредвал - рычаг" у данного клапана и повышенный температурный режим двигателя. Стук газораспределительного механизма а) Завышен зазор "регулировочная шайба - кулачок распредвала". Произвести регулировку подбором шайбы нужного размера. б) Завышен зазор "наружный диаметр регулировочной шайбы - диаметр гнезда в толкателе под шайбу". Заменить шайбу, толкатель. в) Износ кулачков распредвала и регулировочных шайб. Заменить распредвал и регулировочные шайбы. г) Завышен зазор "опорная шейка распредвала - подшипник". Заменить головку блока. д) Разнотолщинность регулировочной шайбы по кругу контакта с кулачком (неравномерный износ). Заменить дефектную шайбу. е) Огранка (некруглость) толкателей по наружному диаметру, эллипсность. Заменить толкатели. ж) Недозатяжка, ослабление крепления звездочки привода распредвала. Деформация шпонки звездочки крепления распредвала, шпоночных пазов звездочки и распредвала. Заменить дефектные детали. з) Взаимное касание пружин при рабочем ходе клапанов. Заменить пружины. и) Износ направляющей втулки клапана. Заменить втулки. Обрыв клапанов а) Дефект сварки стержня выхлопного клапана, посторонние включения в материале стержня впускного клапана. Заменить поврежденные детали. б) Заклинивание, разрушение подшипника водяного насоса. Срез зубьев или сбрасывание ремня привода распредвала со шкивов, рассогласование фаз газораспределения, столкновение клапанов с поршнями. Заменить поврежденные детали. в) Обрыв ремня привода распредвала. Заменить поврежденные детали. г) Ослабление натяжения ремня привода газораспределительного механизма, сбой фаз газораспределения. Заменить поврежденные детали. Примечание. В случае задира (износа) блока цилиндров крыльчаткой водяного насоса при разрушении подшипника блок цилиндров замены не требует, поскольку водяной насос имеет высокую производительность, при замене только водяного насоса характеристики работы системы охлаждения не нарушаются. Заключение Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов. Газораспределительный механизм (см.10) состоит из: распределительного вала, рычагов, впускных и выпускных клапанов с пружинами, впускных и выпускных каналов. Распределительный вал располагается в верхней части головки блока цилиндров. Составной частью Список литературы 1 Богданов С.Н. Автомобильные двигатели: Учебник для автотранспортных техникумов/ С.Н. Богданов, М.М. Буренков, И.Е. Иванов.-М.: Ма-шиностроение, 2007. - 368 с. 2 Вахламов В.К. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования/ В.К. Вахламов, М.Г. Шатров, А.А. Юрчевский; Под ред. А.А. Юрчевского. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 816 с. 3 Вахламов В.К. Подвижной состав автомобильного транспорта: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. - М.: Издательский центр «Академия», 2009. - 480 с. 4 Проскурин А.И. Теория автомобиля. Примеры и задачи: Учебное пособие/ А.И. Проскурин. - Ростов н/Д: Феникс, 2009. - 200 с. 5. Стуканов В.А. Основы теории автомобильных двигателей и автомобиля: Учебное пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2008. - 368 с. |