Газораспределительный механизм

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. 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. 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 состоит из:

распределительного вала;

механизма привода распределительного вала;

клапанного механизма.

Работу газораспределительного механизма рассмотрим на примере двигателя с V-образным расположением цилиндров.

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.

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.

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. 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.

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. 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. 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. 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.

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.

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.

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.

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. Поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.

газораспределительный вал клапанный двигатель



2. Конструктивная особенность



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) Самоотворачивание регулировочных 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.

4. Техническое обслуживание и ремонт

Замена ремня привода газораспределительного механизма (ГРМ) на двигателях ВАЗ-2110

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Снимаем ремень привода генератора.

Ключом "на 10" отворачиваем болты передней крышки ГРМ: два сбоку и один в центре.

Снимаем крышку ГРМ.

Снимаем правое колесо и пластиковый щиток моторного отсека.

Головкой "на 19" проворачиваем коленчатый вал по часовой стрелке за болт крепления шкива до совмещения метки на зубчатом шкиве распределительного вала с установочным усиком на задней крышке привода ГРМ (B).

Сняв резиновую заглушку в верхней части картера сцепления убеждаемся, что риска на маховике расположена напротив прорези крышки картера сцепления. Так расположена риска на маховике двигателя при снятой коробке передач и головке блока цилиндров.

Фиксируем коленчатый вал от проворачивания, вставив через отверстие в картере сцепления отвертку между зубьями маховика.

Отворачиваем болт крепления шкива привода генератора.

Снимаем шкив привода генератора.

Ключом "на 17" ослабляем гайку крепления натяжного ролика.

Поворачиваем натяжной ролик в такое положение, при котором ремень будет максимально ослаблен.

Снимаем ремень ГРМ.

При замене натяжного ролика отворачиваем гайку его крепления и снимаем ролик со шпильки.

Под роликом установлена дистанционная шайба.

Устанавливаем ремень привода ГРМ в обратной последовательности. Надеваем ремень на шкив коленчатого вала. Затем, натягивая заднюю ветвь, надеваем ремень на шкив насоса охлаждающей жидкости и заводим за натяжной ролик. Надеваем ремень на шкив распределительного вала.

Вставив отвертку между двумя винтами или стержнями диаметром 4 мм, установленными в отверстие натяжного ролика, и поворачивая ролик против часовой стрелки, натягиваем ремень.

Затягиваем гайку крепления натяжного ролика.

Заворачиваем на место болт крепления шкива привода генератора и головкой "на 19" проворачиваем за болт коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.

Проверяем совпадение установочных меток коленчатого и распределительного валов.

При снятом шкиве привода генератора положение коленчатого вала удобно контролировать по совмещению меток на зубчатом шкиве коленчатого вала и крышке масляного насоса.

Схема привода распределительного вала

1 - зубчатый шкив коленчатого вала

2 - зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости

3 - натяжной ролик

4 - задняя защитная крышка

5 - зубчатый шкив распределительного вала

6 - зубчатый ремень

А - установочный выступ на задней защитной крышке

В - метка на шкиве распределительного вала

С - метка на крышке масляного насоса

D - метка на шкиве коленчатого вала

Если метки не совпадают, повторяем операцию по установке ремня.

Для регулирования натяжения ремня поворачиваем коленчатый вал против часовой стрелки так, чтобы метка на шкиве распределительного вала переместилась вниз от усика задней крышки на два зуба.

При нормальном натяжении ремня его передняя ветвь должна закручиваться на 90° большим и указательным пальцами руки с усилием 15-20 Н (1,5-2,0 кгс).Чрезмерное натяжение ремня снижает срок его службы, а также подшипников насоса охлаждающей жидкости и натяжного ролика.

Регулировка тепловых зазоров в клапанном механизме двигателя ВАЗ-2110

Замер и регулировку зазоров проводим на холодном двигателе.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Выводим наконечник троса привода дроссельной заслонки из кронштейна.

Ключом "на 10" отворачиваем две гайки крепления кронштейна троса привода дроссельной заслонки к ресиверу (только для двигателя ВАЗ-2111 и снимаем его.

Крестообразной отверткой ослабляем хомуты крепления двух отводящих шлангов вентиляции картерных газов и снимаем шланги со штуцеров клапанной крышки.

Крестообразной отверткой ослабляем хомут крепления подводящего шланга вентиляции картерных газов и снимаем шланг.

Ключом "на 10" отворачиваем две гайки крепления клапанной крышки.

Снимаем клапанную крышку.

В отверстиях клапанной крышки установлены резиновые уплотнительные втулки.

Снимаем прокладку клапанной крышки.

Снимаем переднюю крышку ремня привода ГРМ).

Проверка и регулировка зазоров в механизме привода клапанов

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Порядок проверки и регулировки зазоров в механизме привода клапанов следующий.

Поворачиваем коленчатый вал по часовой стрелке до совмещения установочных меток на зубчатом шкиве распределительного вала и задней крышке ремня привода ГРМ.

Затем поворачиваем коленчатый вал еще на 40-50° (2,5-3 зуба на шкиве распределительного вала). В этом положении валов проверяем набором щупов зазоры у первого и третьего кулачков распределительного вала.

Зазор между кулачками распределительного вала и регулировочными шайбами должен быть 0,20 мм для впускных клапанов и 0,35 мм - для выпускных. Допуск на зазоры для всех кулачков составляет ±0,05 мм.

Если зазор отличается от нормы, то на шпильки корпусов подшипников распределительного вала устанавливаем приспособление для регулировки клапанов.

Вводим "клык" приспособления между кулачком и толкателем.

Разворачиваем толкатель так, чтобы прорезь в его верхней части была обращена вперед (по ходу автомобиля).

Нажимая вниз на рычаг приспособления, утапливаем "клыком" толкатель и устанавливаем между краем толкателя и распределительным валом фиксатор, который удерживает толкатель в нижнем положении.

Утапливание толкателей клапанов при замене регулировочной шайбы



1 - приспособление

2 - толкатель

Фиксирование толкателей клапанов при замене регулировочной шайбы

1 - фиксатор

2 - регулировочная шайба

Поднимаем рычаг приспособления в верхнее положение.

Пинцетом через прорезь поддеваем и извлекаем регулировочную шайбу.

При отсутствии приспособления для регулировки клапанов можно воспользоваться двумя отвертками.

Мощной отверткой, опираясь на кулачок, отжимаем толкатель вниз. Вставив ребро другой отвертки (с жалом шириной не менее 10 мм) между краем толкателя и распределительным валом, фиксируем толкатель.

Вынимаем пинцетом регулировочную шайбу.

Зазор регулируем подбором толщины регулировочных шайб. Для этого микрометром замеряем толщину шайбы. Толщину новой регулировочной шайбы определяем по формуле:

Н = В+(А-С), мм, где А - замеренный зазор; В - толщина снятой шайбы; С - номинальный зазор; Н - толщина новой шайбы.

Толщина шайбы маркируется на ее поверхности электрографом.

Новую шайбу устанавливаем в толкатель маркировкой вниз и убираем фиксатор

Еще раз проверяем зазор. При правильной регулировке щуп толщиной 0,20 или 0,35 мм должен входить в зазор с легким защемлением.

Последовательно поворачивая коленчатый вал на пол-оборота, регулируем зазоры остальных клапанов в последовательности, указанной в таблице:

Угол поворота коленчатого вала от положения совмещения меток, град

Угол поворота коленчатого вала от положения совмещения меток, град.	Кулачки
выпускной (зазор 0,35 мм)	впускной (зазор 0,20 мм)	40-50
1	3	220-230
5	2	400-410
8	6	580-590
4	7

Снятие распределительного вала двигателей ВАЗ-2110.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Снимаем клапанную крышку головки цилиндров.

На двигателе ВАЗ-2111 ключом "на 10" отворачиваем две гайки крепления "массовых" проводов к шпилькам заглушки головки цилиндров и снимаем провода со шпилек.

Ключом "на 10" отворачиваем две гайки и один болт крепления заглушки.

Снимаем заглушку и ее уплотнительное кольцо.

На двигателе ВАЗ-2110 снимаем корпус вспомогательных агрегатов.

Снимаем зубчатый шкив распределительного вала. Отворачиваем верхнюю гайку крепления задней крышки ремня привода ГРМ.

Ключом "на 13" равномерно в несколько приемов (до снятия давления пружин клапанов) отворачиваем десять гаек крепления корпусов подшипников распределительного вала.

Снимаем со шпилек передний и задний корпусы подшипников распределительного вала.

Немного отведя от головки блока цилиндров заднюю крышку ремня привода ГРМ, снимаем распределительный вал.

Снимаем сальник распределительного вала.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Устанавливаем распределительный вал в следующей последовательности.

Очищаем сопрягаемые поверхности головки цилиндров и корпусов подшипников от старого герметика и масла.

Смазываем моторным маслом опорные шейки и кулачки распределительного вала. Укладываем вал в опоры головки цилиндров таким образом, чтобы кулачки первого цилиндра были направлены вверх.

На поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников в зоне крайних опор, наносим тонкий слой силиконового герметика.

Устанавливаем корпуса подшипников и затягиваем гайки их крепления в два приема.

Предварительно затягиваем гайки в последовательности, указанной на рисунке, до прилегания поверхностей корпусов подшипников к головке цилиндров. При этом необходимо следить за тем, чтобы установленные втулки корпусов свободно вошли в свои гнезда.

Окончательно затягиваем гайки моментом 21,6 Н*м (2,2 кгс.м) в той же последовательности.

После затяжки гаек тщательно удаляем остатки герметика, выдавленного из зазоров. Проверяем зазоры в клапанном механизме. Запрессовываем новый сальник распределительного вала (см. Замена сальника распределительного вала двигателей ВАЗ-2110, -2111).

Замена маслоотражательных колпачков клапанов двигателей ВАЗ-2110

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Снимаем распределительный вал. Устанавливаем коленчатый вал в положение ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндров. В этом положении вала меняем маслоотражательные колпачки клапанов 1-го и 4-го цилиндров.

Вынимаем толкатель с регулировочной шайбой из гнезда головки блока цилиндров.

Выворачиваем свечу зажигания 1-го цилиндра.

Через свечное отверстие вставляем пруток из мягкого металла (диаметром около 8 мм) между днищем поршня и тарелкой клапана, на котором меняем колпачок.

Устанавливаем рассухариватель клапанов. Подпятник рассухаривателя упираем в тарелку клапана, а зацепной рычаг заводим за гайку, навернутую на шпильку крепления корпуса подшипников распределительного вала.

Сжимаем пружины и извлекаем пинцетом сухари.

Вынимаем тарелку пружин и сами пружины.

Специальными щипцами снимаем маслоотражательный колпачок с направляющей втулки клапана.

Смазав новый колпачок моторным маслом, напрессовываем его оправкой на направляющую втулку.

Собираем клапанный механизм 1-го цилиндра в обратной последовательности. Затем повторяем эти работы для 4-го цилиндра. После чего, провернув коленчатый вал на 180° (ВМТ поршней 2-го и 3-го цилиндров) аналогичным образом меняем маслоотражательные колпачки клапанов 2-го и 3-го цилиндров.

Собираем механизмы в обратной последовательности.

Замена сальника распределительного вала двигателей ВАЗ-2110

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

Снимаем ремень ГРМ.

Ключом "на 17" отворачиваем болт зубчатого шкива распределительного вала. Чтобы вал не проворачивался, пропускаем через отверстие в шкиве головку "на 10" с удлинителем и надеваем на гайку крепления задней крышки ремня привода ГРМ.

Поддеваем отверткой шкив распределительного вала и снимаем его.

Чтобы не потерять шпонку шкива, извлекаем ее из паза распределительного вала.

Поддеваем отверткой сальник и извлекаем его.

Смазав моторным маслом рабочую кромку нового сальника, подходящим отрезком трубы запрессовываем его.

Сборку проводим в обратной последовательности.

Размещено на Allbest.ru