Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания

Введение

Развитие автомобильного транспорта в России и его значение в народном хозяйстве. До революции в России не было автомобильной промышленности, за исключением небольшого Русско-балтийского завода в Риге, и потребность в автомобилях удовлетворялась за счёт ввоза из-за границы. Днём рождения автомобильной промышленности в России считают 7 ноября 1924 года, когда в колоннах демонстрантов, идущих по Красной площади двигались первые полуторатонные автомобили АМФ-Ф-15, собранные в Москве на заводе АМО, в последствие переименованном в МАЗ имени Лихачёва (ЗИЛ). В первые пятилетки были реконструированы Московский и Ярославский автозаводы, вступил в строй Горьковский автозавод (ГАЗ). В 1937 году было выпущено 199,8 тысяч автомобилей. В годы войны автомобильная промышленность и транспорт внесли большой вклад в приближение победы. В послевоенные годы автомобильная промышленность значительно возросла. Появились, новые автомобильные заводы , в Минске (МАЗ), Жодино (БелАЗ), Ульяновске (УАЗ), Кутаиси (КАЗ), Кременчуге (КрАЗ), Запорожье (ЗАЗ), Львове (ЛАЗ), Ижевске (ИМЗ), Павлове на Оке (ПАЗ), в Тольятти (ВАЗ).

На долю автомобильного транспорта в народном хозяйстве России приходится свыше 41% всех перевозимых грузов. Такое массовое использование автомобилей объясняется тем, что они могут отправлять грузы от места отправления до места назначения без пересадки и перегрузки. Это же определяет и применение автомобилей в вооружённых силах, где их используют не только как средство перевозки людей и грузов, но и как боевые машины, несущие вооружение. Основными направлениями экономического и социального развития, вплоть до 1990 года, было намечено в автомобильной промышленности, ускорено развивать производство грузовых автомобилей с дизельными двигателями, повысить топливную экономичность Д.В.С., за счёт совершенствования их конструкции, Расширять производство грузовых автомобилей с погрузочно-разгрузочными устройствами и специализированного транспорта различного назначения.

1. Назначение газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм обеспечивает в двигателях внутреннего сгорания своевременный впуск в цилиндры свежего заряда, горячий смол и выпуск отработавших газов.

2. Устройства газораспределительного механизма

На двигателе Ваз - 2108 распределительный вал чугунный с эксцентриком привода топливного насоса и пазом на хвостике для присоединения муфты датчика - распределителя зажигания. Расположение и форма кулачков на валу обеспечивают открытие и закрытие клапанов в соответствии с порядком работы цилиндров и фазами газораспределения двигателя.

Опорные шейки распределительного вала вращаются в отверстиях, которые наполовину находятся в алюминиевых корпусах подшипников. В переднем корпусе находятся первая и вторая, в заднем - третья, четвёртая и пятая опора.

Клапаны открываются и закрываются впускные и выпускные каналы подачи горючей смеси. Клапан состоит из тарельчатой плоской головки и стержня. Диаметр головки выпускного клапана делают больше, чем выпускного. Впускные клапаны изготавливают из хромистой стали, выпускные клапаны или их головки - из жаростойкой стали, в стальные седла клапанов, запрессовываемые в головку блока, - из жаростойкого чугуна. На рабочую поверхность головки выпускных клапанов двигателя наплавляют жаростойкий сплав.

Работа поверхности головки клапана фаска обычно имеет угол 45. Фаску головки клапана тщательно обрабатывают и притирают к седлу, чтобы масло не проникало в цилиндры через зазоры между втулкой и стержнем клапана, опорные тарелки пружины впускных клапанов снабжены резиновыми кольцами или маслоотражателями. Стержень клапана имеет выточку, в которую вставляют сухари для крепления тарелки пружины клапана. Стержни клапанов перемещаются в направляющих чугунных или металлокерамических втулках.

Клапаны прижимаются к седлу двумя пружинами, на которых направление витков противоположено, чтобы при поломке одной из пружин её витки не могли попасть между витками другой.

Коромысло служит для опускания клапана на определённую величину и представляет собой неравноплечий рычаг, изготовленный из стали. В его средней части имеется утолщение с отверстием, в которые запрессоплече коромысла расположен закаленный боек, которым оно давит на клапан, а на другом- резьбовое отверстие. В него ввёртывают регулировочный винт с помощью которого устанавливают зазор между клапаном и бойком коромысла и обеспечивают плотное закрытие клапанов.

3. Принцип действия газораспределительного механизма

Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мёртвых точек. Впускной клапан открывается с опережением в конце такта выпуска, когда поршень не доходит до в.м.т., на угол л>а закрывается с опозданием в начале такта снятия, когда поршень отойдёт от н.м.т., на угол d2.

Ранее открытие и позднее закрытие впускного клапана обеспечивают лучшее наполнение цилиндров за счёт инерционного напора горючей смеси во впускном трубопроводе. Выпускной клапан открывается с опережением в конце такта рабочего хода, когда поршень не доходит до н.м.т. на угол B1, что позволяет отработавшим газам выходить из цилиндра под собственным избыточным давлением. При вращении распределительного вала, кулачок набегает на коромысло, а коромысло, поворачиваясь, вокруг оси коромысел и нажимает на клапан, клапан открывается.

4. Техническая характеристика газораспределительного механизма легкового автомобиля

Газораспределительный механизм с верхнем расположением распределительного вала. Привод газораспределительного механизма осуществляется через ремённую передачу от коленчатого вала. Впускные клапаны изготавливают из хромостойкой стали, выпускные клапаны или их головки - из жаростойкой стали, вставные сёдла клапанов, запрессованные в головку блока из жаростойкого чугуна.

5. Основные эксплуатационные регулировки и порядок их выполнения газораспределительного механизма легкового автомобиля

Проверка и регулировка тепловых зазоров в приводе клапанов необходима для обеспечения эффективной работы и долговечности двигателя. При увеличенном тепловом зазоре появляется частый металлический стук клапанов, хорошо прослушиваемый при малой частоте вращения на холостом ходу. При этом происходит усиленное изнашивание торцов стержней клапанов, наколенников, стержней и регулировочных шайб, падение мощности двигателя, так как сокращается время нахождения клапанов в открытом положении и вследствие этого ухудшается наполнение горячей смесью и очистка цилиндров от отработавших газов. При малом зазоре или его отсутствии у выпускных клапанов появляются хлопки из глушителя, а у впускных из карбюратора. При этой неисправности клапаны не плотно садятся в седлах, что приводит к снижению компрессии, уменьшению мощности двигателя и обгоранию головок клапанов.

Для предотвращения этих неисправностей нужно периодически проверять и своевременно регулировать тепловые зазоры, а при износах клапанов и седел притирать их к седлам или заменять. Проверка и регулировка зазоров в приводе клапанов, производится на холодном двигателе при температуре 15-20 с. Величина тепловых зазоров клапанов на рассматриваемых двигателях составляет: на двигателе ВАЗ - 2108 - 0,15…0,25 мм у выпускных и 0,30…- 0,40 мм у выпускных на двигателе МЕ, Мз - 0,15 мм у впускных и 0,30 мм у выпускных на остальных двигателях - 0,15 мм на всех клапанах.

Регулировка зазоров клапанов двигателя ВАЗ - 2108 требует специального инструмента и приспособлений и производится в следующем порядке: снять воздухоочиститель с терморегулятором, отсоединив от него шланг системы вентиляции картера, а гофрированный шланг подачи теплового воздуха - от заборника тёплого воздуха. Отсоединить от карбюратора и крышки головки цилиндров тросы приводов воздушной и дроссельной заслонок карбюратора.

Снять крышку головки цилиндров, отсоединив от неё системы вентиляции картера. Вывернуть свечи зажигания для облегчения проворачивания коленчатого вала и удалить масло из ванн головки блока цилиндров. Проворачивая коленчатый вал за болт ключом, совместить между блоком на шве распределительного вала с меткой А на задней защитной крышке положения поршней первого и четвёртого цилиндров в ВМТ и дополнительно провернуть коленчатый вал на 40….50 градусов…3,0 зуба шкива распределительного вала. Проверить зазоры плоским щупом у первого и третьего кулачков, считая по порядку от зубчатого шкива распределительного вала, и при необходимости отрегулировать их путём подбора регулировочных шайб 5. Сменные шайбы 0,05мм. Для замены шайбы толкатель с клапанов отжимают в низ специальной оправкой 2 и удерживают нижнем положении фиксирующим приспособлением, и которое устанавливается между краем толкателя и распределительным валом. Старую изношенную шайбу 5 удаляют щипцами с узкими губками через прорез в верхней части толкателя 3 и устанавливают новую толщиной обеспечивающей получение нормального зазора, который снова проверяют после удаления удерживающего приспособления.

6. Основные неисправности, возникающие в процессе эксплуатации и их устранения газораспределительного механизма легкового автомобиля

Газораспределительный механизм имеет две характерные неисправности: неплотное прилегание клапанов к гнёздам и неполное открытие клапанов. Неполное прилежание клапанов к гнёздам выявляется по следующим признакам: уменьшении компрессии. Периодические хлопки во впускном или выпускном трубопроводе, падение мощности двигателя. Причинами неплотного закрытия клапанов могут быть: отложении нагара на клапанах и гнёздах, образование раковин на рабочую поверхностях (фасках) и коробление головки клапана; поломка клапанных оружий; заедание клапанов в направляющих втулках, отсутствие зазора между стержнем клапана и носком коромысла.

Неполное открытие клапанов характеризуются стуками в двигателе и падением мощности. Эта неисправность появляется в результате большого зазора между стержнем клапана и носком коромысла. К неисправностям газораспределительного механизма следует отнести также износ шестерён распределительного вала, толкателей, направляющих втулок, увеличение продольного смещения распределительного вала и износ втулок и осей коромысел.

Регулирование зазора между стержнем клапана и носком коромысла необходимо: снять клапанную крышку, удали предварительно присоединенные к ней детали; установить поршень в конце такта сжатии, чтобы клапаны были закрыты; проверить зазор и при необходимости отрегулировать его, для чего отвернуть контргайку регулировочного винта на коромысле, и вращая регулировочный винт, установить нужный зазор затянуть контргайку и снова проверить зазор. Необходимое ограничение смещения распределительного вала достигается подбором толщины распорного кольца.

Для притирки клапанов снимают клапанную пружину, под его головку подкладывают слабую пружину, на рабочую поверхность наносят слой пасты состоящий из абразивного порошка и масла, и при помощи коловорота или притирочного приспособления клапану сообщают возвратно вращательное движение. Притирку заканчивают, если на поверхности гнезда и рабочей поверхности клапана появляются сплошные матовые полоски шириной 2,3 мм. Герметичность посадки клапана после притирки проверяют при помощи приборов или керосина. В последнем случае клапан устанавливают в седле, надевают пружину и закрепляют её на стержне, переворачивают головку цилиндров и в камеры сгорания заливают керосин. Появления керосина на стержне и направляющей втулки свидетельствует о плохой притирке.

7. Основные виды износов узла и способы их восстановления газораспределительный механизм легкового автомобиля

Головка цилиндров.

Неисправностями являются трещины стенок водяной рубашки и ослабление посадки втулок; трещины межклапанных перемычек; износ гнёзд клапанов нарушение уплотнения втулок форсунок; коробление привалочной плоскости; повреждение и износ резьбы под шпильки; износ отверстий во втулках клапанов. Головки с трещинами в стенках водяной рубашки, проходящими через отверстия под направляющие втулки клапанов или втулки форсунок, с пробоинами и износами.

В головках цилиндров допускаются мелкие трещины у межклапанных перемычек и между отверстиями под распылитель клапанных перемычек и между отверстиями под распылитель и клапаны, не захватывающие фаски гнёзд и не нарушающие герметичность при гидроиспытании.

При обнаружении течи через трещины в межклапанных перемычках трещины заваривают холодным без предварительного нагрева головок или горячим с нагревом головки цилиндра способов.

Восстановление клапанных гнёзд.

Изношенные клапанные гнёзда в головке цилиндров восстанавливают, если утопание тарелки нового клапана, вставленного в гнездо, относительно нижней плоскости превышает допустимое техническими условиями. При небольшом износе и прогорании фасок клапанных гнёзд с отложением на них нагара, фаски исправляют специальными фрезами, зенковками. Если фаска гнезда лишь покрыта нагаром и повреждение её поверхности незначительно, можно ограничиться очисткой фаски и притиркой к ней клапана. После притирки клапанов на конических поверхностях клапана и гнезда должна быть ровная матовая полоса шириной не менее 2мм.

Риски на матовой поверхности и разрыв её не допускаются. При восстановлении клапанных гнёзд фрезерование производят в следующем порядке: сначала фрезеруют черновой - зубчатой фрезой с углом 45, затем фрезами с углами15 и 15 и чистовой гладкой фрезой с углом 45. Ширина фрески должна быть 2-3,5 мм, разномерность фаски - не более 0,3 мм. Фрезеровать клапанные гнёзда следует только при малоизношенных или новых втулок клапанов. Направляющий стержень фрезы должен сместиться относительно направляющих втулок и притирка клапанов будет невозможно. Изношенные и повреждённые клапанные гнёзда восстанавливают наплавкой чугуном или запрессовкой вставных седел - колец в расточенные гнёзда. Наполовину гнезд, как и заварку трещин, производят с нагревом головки в печи до температуры 600 - 650 с. Для наплавки применяют чугунные прутки диаметром 8-12мм, в качестве флюса - мелко толчёную прокаленную содой. Впускные и выпускные клапаны.

Необходимость ремонта клапанов вызывается износом и подгоранием поверхностей фасок, тарелок и износов стержней по диаметру и торцу. Износ фасок тарелок клапанов устраняют шлифованием поверхности фаски. До шлифования клапаны проверяют индикатором на призмах на биение поверхности фаски тарелки клапана и его стержня. Клапаны в головке цилиндров притирают на станке или вручную коловоротом с применением шлифовальных порошков.

8. Основные работы по техническому обслуживанию газораспределительного механизма

Е.О. Очистить двигатель от грязи и проверить его состояние. Двигатель очищают от грязи скребками, моют кистью, смоченной в содовом растворе или растворе стерильного порошка, затем вытирают насухо. Состояние двигателя проверяют внешним осмотром и прослушиванием его работы на разных механизмах.

ТО-1. Проверить крепление опор двигателя. Проверить герметичность соединения головки цилиндров, поддона картера, сальника коленчатого вала. О неплотности прилегания головки можно судить по подтекам на стенках блока цилиндров. Неплотности прилегания поддона картера и сальника коленчатого вала.

ТО -2. Подтянуть гайки крепления головки цилиндров. Подтяжку производят на холодном двигателе динамометрическим или обычным. Ключом из комплекта водительского инструмента. Последовательность затяжки гаек крепления головки цилиндров двигателя выполняется по схеме. Усилие при затяжке должно быть 73…78 ы. Подтягивать резьбовые соединения следует равномерно, без рывков, в строго определённом порядке для каждого типа двигателя. Затягивать гайки крепления головки блока нужно от центра, постепенно перемещаясь к краям. На v- образных двигателях перед подтяжкой крепления головок цилиндров, сливают воду из системы охлаждения и ослабляют гайки крепления впускного трубопровода. После подтяжки гаек, головки цилиндров нужно вновь затянуть гайки впускного трубопровода и отрегулировать зазоры между клапанами и коромыслами.

9. Ремонт приборов системы питания

Неисправностями топливного насоса высокого давления, при наличии которых насос подлежит ремонту, являются: снижение подачи топлива, обусловленное износом плунжерной пары, и падение мощности двигателя, увеличение удельного расхода топлива более 5%; трещины в корпусе насоса, заедание рейки, течи топлива в секциях насоса, течи смазочного масла.

Топливную аппаратуру моют в ванне с керосином, очищают волосяными щётками, а затем разбирают. Плунжер с гильзой, нагнетательный клапан с гнездом, корпус распылителя с иглой не разукомплектовываются. Корпус топливного насоса высокого давления изготавливают из серого чугуна или алюминиевого сплава. Он имеет следующие основные дефекты: обломы, трещины, износы отверстия под толкатели, гладки и резьбовых отверстий. Обломы и трещины, захватывающие отверстия под подшипники, штуцера и внутренние перемычки являются выбраковочными признаками. Остальные трещины устраняют эпоксидными композициями. Не рекомендуется устранять трещины сваркой, так как нагрев может вызвать деформацию и нарушение соосности посадочных поверхностей, износ отверстий под толкатели плунжеров устраняют обработкой их под ремонтный размер, а износы под опоры кулачкового вала и ось промежуточной шестерни восстанавливают постановкой втулок.

При восстановлении повреждённой резьбы для крепления деталей рекомендуется постановка ввёртышей из латуни или пружинных вставок. Незначительный износ кулачков устраняют шлифованием на копировально-шлифовальном станке. Изношенные опорные шейки восстанавливают вибродуговой наплавкой с последующим шлифованием в соответствии с размером на чертеже.

Детали плунжерной пары промывают в дизельном топливе и проверяют их состояние с помощью лупы. Повреждение конусных и цилиндрических поверхностей устраняют взаимной притиркой. Если притирка не устраняет глубоких рисок или следов выработки, детали клапана бракуют.

Форсунки. Корпус распылителя форсунки очищают с наружной поверхности от нагара латунной щёткой, а сопловые отверстия прочищают стальной проволокой диаметром 0,30 мм и концентрируют их калибром диаметром 0,37 мм.

Иглы распылителя обрабатывают притирами до удаления следов износа и рисок на направляющей и конической поверхностях. Сортируют иглы на группы по диаметру направляющей, подбирают к распылителям и притирают их друг к другу, предварительно нанеся пасту ГОИ на цилиндрическую поверхность иглы. Расстояние между торцами корпуса распылителя и иглы должно быть 0,34 мм. Этот размер обеспечивается доводкой торца корпуса распылителя.

10. Правила безопасности при обслуживании и ремонте

1. Помещения для стоянки автомобилей, зон обслуживания, мастерских и цехов должны содержаться в чистоте и хорошо вентилироваться. Автомобиль на стоянке и для ремонта необходимо устанавливать так, чтобы были свободные проходы и доступ ко всем агрегатам. Все проезды и проходы должны быть свободными, а движение автомобилей на территории следует организовать по определённой схеме, исключающей встречное движение и возможность наезда на людей. Категорически запрещается вождение автомобиля лицами, не имеющими водительских прав.

2. В отработавших газах двигателей автомобилей содержится окись углерода (угарный газ). Поэтому движение автомобиля и работа двигателя в помещении гаража должны быть минимальными, так как отработавшие газы вредны для здоровья и могут при определённой концентрации вызвать отравление.

3. При установки автомобиля на пост обслуживания или ремонта необходимо надёжно затормозить его ручным тормозом или подложить упоры под колёса. Обслуживать или ремонтировать автомобиль с работающим двигателем не разрешается. Весьма опасна работа под автомобилем при вывешенных колёсах. Поэтому поднятую часть или сторону автомобиля необходимо установить на специальные металлические подставки - козелки, не допуская подкладывания случайных предметов: кирпичей, досок, чурбанов, деталей автомобиля.

4. Нельзя производить работы под автомобилем или если он поднят только домкратом. В случае необходимости, работая под автомобилем лёжа, следует пользоваться подкатными тележками с подголовниками. Транспортировка , снятых с автомобиля агрегатов, должна осуществляться на специальных тележках.

5. При работе под автомобилем в смотровой яме, не имеющей освещения, можно пользоваться переносной лампой, подключаемой к сети с напряжением не более 12В. Монтажно-демонтажные работы следует выполнять только исправным инструментом определённого назначения. Гаечные ключи должны точно соответствовать размерам гаек и болтов и не иметь выработки зева и трещин. Во избежание несчастных случаев сдваивание гаечных ключей или применение рычага для удлинения плеча недопустима.

6. Тяжёлые работы по снятию и установке агрегатов следует выполнять с применением специальных подъёмных приспособлений, захватов и съёмников, обвязывание при этом агрегатов верёвкой не допускается. Для выполнения слесарных работ следует применять только исправные инструменты. Бойки молотков, кувалд и затылки зубил или крейцмейселей не должны иметь заусенцев и быть сборными. Длина зубила и крейцмейселя должна быть не менее 125 мм.

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Калисский В.С. Автомобиль.

2. С.М. Круглов. Всё о легковом автомобиле.

3. С.К Шестопалов. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей.

4. Е.Г. Гологорский, В.В. Колесниченко. Техническое обслуживание и ремонт.

5. В.С.D.E. Автомобиль. В.С. Колисский, А.И. Манзон, Г.Е. Нагуда.