Лабораторная №1 Готова. Лабораторная работа 3 По теме газораспределительный механизм по дисциплине Конструкция автомобилей ст гр. Ботдз Локтев. Д. К
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет Кафедра « Управление и сервис в технических системах» Лабораторная работа №3 По теме: «ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ» по дисциплине «Конструкция автомобилей»  Выполнил: ст.гр.БОТдз Локтев.Д.К Проверил преподаватель: Зиннатулин.В.ВУфа 2022 Цель работы: изучить назначение и конструкцию газораспределительного механизма (ГРМ) поршневых двигателей внутреннего сгорания, взаимодействие деталей в ГРМ, конструктивные особенности деталей ГРМ и предъявляемые к ним требования. Теоретическая часть: Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для впуска в цилиндры горючей смеси (бензиновые и газовые двигатели) или воздуха (дизельные двигатели) и выпуска отработавших газов в соответствии с принятым порядком работы цилиндров и фазами газораспределения. Принятый порядок работы цилиндров может быть осуществлен при помощи золотникового или клапанного механизмов газораспределения. В автотракторных четырехтактных двигателях массового производства широкое применение получил клапанный газораспределительный механизм. Классификация ГРМ. Газораспределительные механизмы классифицируются по следующим основным признакам: по расположению клапанов – с верхним и с нижним расположением; Привод распределительного вала. Привод распределительного вала передает вращение от коленчатого вала на распределительный вал. Привод может быть цепным, ременным или шестеренчатым. При нижнем расположении распределительного вала используется шестеренчатый привод. При верхнем расположении – цепной или ременный. Для обеспечения рабочего цикла в цилиндрах распределительный вал должен совершать один полный оборот за два оборота коленчатого вала. Поэтому передаточное отношение привода распределительного вала должно быть равно 2. Шестеренчатый привод представляет собой блок шестерен. Ременный привод состоит из шкивов или шестерен коленчатого и распределительного валов, зубчатого ремня, натяжного ролика и шкива привода водяного насоса . Цепной привод распределительного вала состоит из цепи, звездочки коленчатого вала, звездочки привода распределительного вала, натяжителя цепи, успокоителя цепи и звездочки привода масляного насоса (рисунок 2 б). а б Рисунок 2 Привод газораспределительного механизма 22 Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные и выпускные кулачки, расположенные в определенном порядке, опорные шейки. На современных двигателях распределительный вал расположен в головке блока цилиндров, при этом различают две такие схемы: - одновальная – SOHC (Single OverHead Camshaft); - двухвальная – DOHC (Duble OverHead Camshaft). В связи с применением четырех клапанов на один цилиндр предпочтение отдается двухвальной схеме ГРМ (один распределительный вал обеспечивает привод впускных клапанов, другой вал – выпускных). Распределительные шестерни. Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала при помощи зубчатой (большинство) или цепной (легковые автомобили) передачи. Для этого на конце коленчатого и распределительного валов закрепляют распределительные шестерни. Соотношение числа зубьев шестерен у четырехтактных двигателей 1 : 2 (у двухтактных 1 : 1). Толкатели служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала на штангу или клапан, разгружая клапаны и их направляющие от боковых усилий. Применяются следующие типы толкателей: плоские грибовидные, цилиндрические, роликовые. Штанга толкателя служит для передачи усилия от толкателя к коромыслу. Изготовляется из прутков стали, толстостенных стальных или дюралюминиевых трубок с закрепленными по концам стальными сферическими наконечниками: выпуклыми снизу, вогнутыми сверху. Коромысла – это неравноплечие рычаги, передающие движение от штанг к клапанам. Клапаны служат для закрытия впускных и выпускных каналов в головке. Пружина клапана обеспечивает необходимую плотность посадки клапана в седло, воспринимает инерционные усилия и сохраняет на всех возможных режимах работы двигателя полную кинематическую связь клапана с кулачком. Для устранения подсоса масла в цилиндр через зазоры в направляющей втулке впускного клапана под опорной шайбой устанавливают иногда защитные резиновые колпачки. При сборке газораспределительного механизма двигателя в кинематической цепи привода клапанов необходимо оставлять тепловой зазор для компенсации теплового удлинения и обеспечения надежной посадки клапана в седло. Тепловой зазор в ГРМ. В процессе прогрева двигателя (от температуры окружающего воздуха до рабочей температуры) детали ГРМ нагреваются, что вызывает увеличение их размеров. Это может привести к тому, что клапан перестанет плотно закрываться. Чтобы избежать такого эффекта, в клапанном механизме предусмотрен тепловой зазор между торцом стержня клапана и бойком коромысла или кулачком распредвала (рис. 11). Зазор устанавливается на холодном двигателе. Регулировка теплового зазора осуществляется посредством регулировочного винта и контргайки. Значение теплового зазора для разных двигателей различное и зависит от материала деталей, особенностей конструкции и т.п. В среднем для впускных клапанов – от 0,15 до 0,25 мм, для выпускных – от 0,20 до 0,35 мм и более. Большее значение теплового зазора для выпускных клапанов обусловлено более высокой температурой их нагрева отработавшими газами. Гидрокомпенсаторы зазоров ГРМ. В процессе прогрева двигателя (от температуры окружающего воздуха до рабочей температуры) детали ГРМ нагреваются, что вызывает увеличение их размеров. Это может привести к тому, что клапан перестанет плотно закрываться. Чтобы избежать такого эффекта, в клапанном механизме предусмотрен тепловой зазор (для впускных клапанов – от 0,15 до 0,25 мм, для выпускных – от 0,20 до 0,35 мм и более). При эксплуатации двигателя происходит износ деталей ГРМ, приводящий к увеличению теплового зазора. Поэтому периодически возникает необходимость в его регулировке, операции довольно трудоемкой и ответственной. Неправильно установленный тепловой зазор приводит к неплотному закрыванию клапанов или характерному металлическому стуку, вызывающему повышенный износ деталей ГРМ. Поэтому практически все современные двигатели имеют гидрокомпенсаторы, автоматически устраняющие зазоры в газораспределительном механизме и обеспечивающие безударную работу ГРМ и полное закрытие клапанов. Принцип действия гидрокомпенсатора заключается в автоматическом изменении длины гидрокомпенсатора на величину, равную зазору в ГРМ. Это достигается перемещением деталей гидрокомпенсатора под действием пружины и подачей масла из системы смазки двигателя. Схема работы гидрокомпенсатора, корпусом которого является толкатель. Кулачок распредвала, повернутый к толкателю тыльной стороной, не передает на него усилие, и плунжерная пружина выдвигает плунжер из втулки, выбирая зазор. В увеличившийся объем полости под плунжером через шариковый клапан поступает масло из системы смазки. После ее заполнения шариковый клапан закрывается под действием своей пружины. Поворачиваясь выпуклой стороной к толкателю, кулачок начинает перемещать его вниз. В этот момент гидрокомпенсатор, как «жесткий» элемент, передает усилие на клапан ГРМ, так как шариковый клапан закрыт, а масло в замкнутой полости под плунжером практически не сжимается. При перемещении толкателя и плунжерной пары вниз небольшая часть масла выдавливается через зазоры из полости под плунжером. Длина гидрокомпенсатора незначительно уменьшается и образуется зазор (упомянутый выше) между кулачком и толкателем. Утечки компенсируются дополнительной порцией масла из системы смазки двигателя. Расширение деталей при нагреве приводит к изменению объема «пополняющей» порции масла и длины гидрокомпенсатора, который автоматически «выбирает» зазор как от теплового расширения, так и от износа деталей ГРМ. Фазы газораспределения. Продолжительность открытия клапанов, выраженную в углах поворота коленчатого вала, называют фазами распределения. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов выпускной клапан должен открываться до достижения поршнем нижней мертвой точки, а закрываться после прохождения ВМТ. С целью лучшего наполнения цилиндров смесью впускной клапан должен открываться до достижения поршнем верхней мертвой точки, а закрываться после прохождения НМТ. Период, в течение которого одновременно открыты оба клапана (впускной и выпускной), 25 называют фазой перекрытия клапанов. Фазы газораспределения конкретных двигателей изображают в виде круговой диаграммы (рисунок 5) или представляют в виде таблиц. Для обеспечения оптимальной работы двигателя на любых режимах, обеспечения высоких мощностных, экономических и экологических характеристик необходимо регулирование фаз газораспределения и высоты подъема клапанов. В настоящее время существует несколько систем регулирования фаз и высоты подъема клапанов. Система изменения фаз газораспределения (общепринятое международное название Variable Valve Timing, VVT) предназначена для регулирования параметров работы газораспределительного механизма в зависимости от режимов работы двигателя. Применение данной системы обеспечивает повышение мощности и крутящего момента двигателя, топливную экономичность и снижение вредных выбросов. К регулируемым параметрам работы газораспределительного механизма относятся момент открытия (закрытия) клапанов, продолжительность открытия клапанов и высота подъема клапанов. Принцип работы данных систем основан на повороте распределительного вала по ходу вращения, чем достигается раннее открытие клапанов по сравнению с исходным положением. Основными элементами систем изменения фаз газораспределения данного типа являются гидроуправляемая муфта и система управления Гидроуправляемая муфта (обиходное название фазовращатель) непосредственно осуществляет поворот распределительного вала. Система управления обеспечивает автоматическое регулирование работы гидроуправляемой муфты. Ход работы: Привести назначение, нижеприведённую схему газораспределительного механизма с указанием на схеме и описанием деталей и узлов.  Рисунок 1- Схема ГРМ Заполнить нижеприведенную таблицу 1 «Детали газораспределительного механизма» Таблица 1 Детали газораспределительного механизма
Описать принцип работы газораспределительного механизма, указать виды приводов. Газораспределительный механизм в двигателе внутреннего сгорания предназначается для своевременной подачи воздушно-топливной смеси или воздуха в цилиндры и выпуска оттуда отработанных газов. Работа механизма осуществляется за счет своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Рабочий процесс ГРМ основывается на синхронном движении распределительного и коленчатого вала, что обуславливает открытие и закрытие клапанов в нужный момент моторного цикла. Во время вращательного движения распредвала, кулачки надавливают на рычаги, а те на стержни клапанов, открывая их. Следующий поворот распредвала поворачивает кулачек, который занимает исходную позицию и закрывает клапан. В зависимости от способа передачи движения приводы делятся на следующие виды: 1 Электропривод - состоит из двигателя и элемента пускорегулирующей аппаратуры. 2 Электромеханический привод состоит из двигателя и механических связей. 3 Гидропривод состоит из двигателя и элемента обеспечивающего движение при помощи рабочей жидкости. 4 Пневмопривод состоит из двигателя и элементов обеспечивающих движение при помощи сжатого воздуха. 5 Комбинированный привод состоит из сочетания выше перечисленных приводов. Привести схему и описать фазы газораспределения. Привести схему и описание системы изменения фаз газораспределения. Фазы газораспределения. Продолжительность открытия клапанов, выраженную в углах поворота коленчатого вала, называют фазами распределения. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов выпускной клапан должен открываться до достижения поршнем нижней мертвой точки, а закрываться после прохождения ВМТ. С целью лучшего наполнения цилиндров смесью впускной клапан должен открываться до достижения поршнем верхней мертвой точки, а закрываться после прохождения НМТ. Период, в течение которого одновременно открыты оба клапана (впускной и выпускной), 25 называют фазой перекрытия клапанов. Фазы газораспределения конкретных двигателей изображают в виде круговой диаграммы (рисунок 2) или представляют в виде таблиц.  Рисунок 2 – Схема фазы газораспределния Для обеспечения оптимальной работы двигателя на любых режимах, обеспечения высоких мощностных, экономических и экологических характеристик необходимо регулирование фаз газораспределения и высоты подъема клапанов. В настоящее время существует несколько систем регулирования фаз и высоты подъема клапанов. Система изменения фаз газораспределения (общепринятое международное название Variable Valve Timing, VVT) предназначена для регулирования параметров работы газораспределительного механизма в зависимости от режимов работы двигателя. Применение данной системы обеспечивает повышение мощности и крутящего момента двигателя, топливную экономичность и снижение вредных выбросов. К регулируемым параметрам работы газораспределительного механизма относятся момент открытия (закрытия) клапанов, продолжительность открытия клапанов и высота подъема клапанов. Принцип работы данных систем основан на повороте распределительного вала по ходу вращения, чем достигается раннее открытие клапанов по сравнению с исходным положением. Основными элементами систем изменения фаз газораспределения данного типа являются гидроуправляемая муфта и система управления (рисунок3) Гидроуправляемая муфта (обиходное название фазовращатель) непосредственно осуществляет поворот распределительного вала. Система управления обеспечивает автоматическое регулирование работы гидроуправляемой муфты.  Рисунок 3 – Изменение фаз газорапределения По указанию преподавателя выполнить разборку и сборку узла КШМ двигателя автомобиля. Описать выполненную работу. Разобрать и собрать ГРМ двигателя: с демонтированной оси коромысел снять все детали, располагая их в порядке снятия, чтобы в последующем быстро и без ошибок провести сборку; при помощи приспособления сжать пружину клапана и снять сухари; снять со стержня клапана направляющую втулку сухарей, тарелку пружины, маслоотражательный колпачок, пружину; повернуть головку и вытащить клапан из направляющей; выполнить дефектацию снятых деталей; собрать ГРМ в обратном порядке; при установке распределительного вала в блок цилиндров шестерни коленчатого вала и распределительного вала установить по меткам; гайки головки блока затягивать в два приема и окончательно динамометрическим ключом (момент силы 73...78 Н м); • момент силы при затягивании гаек впускного коллектора 15...20 Н м. Произведите регулировку тепловых зазоров. Произведите проверку и регулировку натяжения ремня ГРМ. Вывод: Изучили принцип работы ГРМ двигателя, произвели сборку и разборку ГРМ, Изучили принцип работы ГРМ и его компонентов. |