Газораспределительный механизм состоит из: Устройство газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания: назначение, принцип работы

Содержание

Газораспределительный механизм: принцип работы

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм для своевременной подачи воздуха или топливно-воздушной рабочей смеси в цилиндры ДВС и последующего выпуска из цилиндров отработавших газов. Главной функцией ГРМ на четырехтактных поршневых моторах, которые имеют сегодня наибольшее распространение, становится открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Другими словами, ГРМ осуществляет управление фазами газораспределения.

ГРМ устанавливается в головке бока цилиндров. Механизм состоит из одного распределительного вала или нескольких таких валов. Также имеются приводы к распредвалу и клапаны, которые открывают и закрывают впускные и выпускные отверстия в камерах сгорания (впускные и выпускные клапаны). Дополнительно имеется целый ряд передаточных элементов в устройстве ГРМ: толкатели, штанги, коромысла, а также вспомогательные решения в виде регулировочных элементов, пружин клапанов, систем поворота клапанов и т.д. Получается, что газораспределительный механизм представляет собой клапаны с приводом и распределительный вал с приводом.

Конструкции газораспределительного механизма могут отличаться. Главной особенностью выступает расположение клапанов и распределительного вала. 

Среди существующих ДВС выделяют нижнеклапанные и верхнеклапанные двигатели, а также моторы со смешанным расположением клапанов. Нижнеклапанные агрегаты имеют боковое расположение клапанов, а для верхнеклапанных существует определение «подвесных клапанов».

По расположению распределительного вала встречаются двигатели с распредвалом в блоке цилиндров, с распредвалом в головке блока цилиндров, а также ДВС, где распределительный вал отсутствует. С учетом таких конструктивных особенностей клапанный механизм четырёхтактных ДВС получил целый ряд самостоятельных типов и разновидностей.

Читайте также

Газораспределительный механизм двигателя — устройство и назначение, ремень газораспределительного механизма

Назначение и устройство газораспределительного механизма двигателя

Назначение газораспределительного механизма состоит в том, чтобы управлять работой клапанов, а именно — открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны в определенной последовательности в соответствии с тактами рабочего цикла.

Главная деталь в устройстве газораспределительного механизма двигателя — распределительный вал. Кулачки, выполненные на распределительном вале, в процессе его вращения периодически нажимают на клапаны через рычаги или специальные шайбы. В результате клапаны открываются и закрываются.

Ремень газораспределительного механизма

Для привода распределительного вала используется цепь или зубчатый ремень газораспределительного механизма. В одной головке цилиндров могут быть установлены два распределительных вала. Один из них управляет работой впускных, а другой — выпускных клапанов. Такая схема ГРМ называется двухвальной.

Ремень газораспределительного механизма передаёт вращение от коленчатого вала распределительному валу. В процессе работы двигатель нагревается. Нагрев стержня клапана приводит к его удлинению. Для компенсации этого явления в конструкции привода клапана требуется тепловой зазор. Если зазора не будет, клапан не сможет плотно закрываться, а это приведет к значительному падению компрессии, и как следствие, уменьшению мощности двигателя. В процессе эксплуатации зазор необходимо проверять и при необходимости регулировать. Периодичность и алгоритм выполнения этой операции зависят от конструкции привода клапанов и могут значительно отличаться для двигателей разных моделей.

Многие современные двигатели оснащены гидрокомпенсаторами. Гидрокомпенсатор устроен таким образом, что его высота может изменяться под действием давления масла из системы смазки. Величина изменения равна тепловому зазору в приводе. Что бы ни случилось, в любой ситуации наши специалисты по выездной тех помощи на дорогах москвы приедут и окажут необходимую помощь.

Применение гидрокомпенсаторов исключает необходимость регулировки тепловых зазоров. Из следующей главы можно будет узнать описание работы системы охлаждения двигателя, а именно современного двигателя внутреннего сгорания.

Устройство газораспределительного механизма в многоцилиндровом двигателе принципиально не отличается от случая одноцилиндрового двигателя. Однако, в многоцилиндровом двигателе необходима синхронная работа цилиндров. Поэтому, прежде чем перейти к рассмотрению устройства многоцилиндровых двигателей, необходимо познакомиться с несколькими важными понятиями, характеризующими конструкцию и работу одноцилиндрового мотора. А в одной из следующих глав можно будет узнать назначение, устройство и принцип работы системы смазки современного двигателя внутреннего сгорания.

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня, при котором колено коленчатого вала устремлено вертикально вверх и образует одну линию с шатуном. Таким образом, поршень находится на максимальном удалении от оси вращения коленчатого вала.

Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня, колено коленчатого вала устремлено вертикально вниз и образует одну линию с шатуном. Таким образом, поршень находится на минимальном удалении от оси вращения коленчатого вала.

Расстояние между ВМТ и HMT называется ходом поршня.

Объем над поршнем, расположенным в ВМТ, называется объемом камеры сгорания, обозначается Vc.

Объем над поршнем, расположенным в НМТ, называется полным объемом цилиндра, обозначается Vn.

Если из полного объема вычесть объем камеры сгорания, получим рабочий объем цилиндра (Vp):
Vn — Vc = Vp

Рабочий объем цилиндра — очень важный параметр, от которого зависят многие характеристики двигателя.

Еще одним важным параметром является степень сжатия. Степень сжатия определяется отношением полного объема Vn к объему камеры сгорания Vc.

Степень сжатия современных бензиновых моторов лежит в пределах 9-14, а дизельных — 14-24. Чем выше степень сжатия, тем мощнее и экономичнее двигатель при прочих равных условиях.

Одноцилиндровые двигатели с успехом применяются в мототехнике, а также в средствах малой механизации (газонокосилки, бензопилы и т. д.), но в автомобилях не используются. В серийных современных автомобилях можно встретить моторы с количеством цилиндров от 2 до 12.

Рабочий объем многоцилиндрового двигателя равен сумме рабочих объемов цилиндров.

Расположение цилиндров бывает также разным. В зависимости от этого двигатели бывают рядные, V-образные, VR-образные, W-образные и оппозитные.

Наибольшее распространение получили рядные четырехцилиндровые двигатели. Это не означает, что они являются лучшими, их популярность вызвана относительной простотой и соответственно доступной ценой.

Следует отметить, что в многоцилиндровом двигателе рабочие процессы в разных цилиндрах равномерно распределены.

Для примера рассмотрим очередность тактов по цилиндрам в четырехцилиндровом двигателе.

Как видно из таблицы за два оборота коленчатого вала во всех четырех цилиндрах происходит рабочий процесс, а сдвиг между ними составляет пол оборота.

Теперь давайте с самого начала посмотрим, как работает многоцилиндровый двигатель на примере четырехцилиндрового бензинового двигателя.

Когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания в положение «старт», включается электродвигатель стартера и начинает вращать коленчатый вал двигателя за маховик. Поршни начнут двигаться вверх-вниз.

В одном из цилиндров (например, в третьем) поршень окажется в ВМТ такта впуска раньше других.

Кулачки распределительного вала расположены таким образом, что в этот момент в третьем цилиндре откроется впускной клапан, и камера сгорания начнет наполняться топливовоздушной смесью.

В момент, когда поршень третьего цилиндра подойдет к HMT (пол оборота коленчатого вала), к ВМТ такта впуска подойдет поршень четвертого цилиндра.

В третьем цилиндре начинается такт сжатия, а в четвертом — начинается такт впуска. В третьем цилиндре оба клапана закрыты, а в четвертом — открывается впускной.

При достижении поршнем третьего цилиндра очередного ВМТ, в этом цилиндре срабатывает система зажигания, происходит воспламенение смеси с последующим рабочим ходом. В четвертом цилиндре в это время происходит сжатие.

Еще через пол оборота в третьем цилиндре откроется выпускной клапан и начнется выпуск отработавших газов. В четвертом цилиндре в это время будет рабочий ход.

Во втором и первом цилиндрах происходит все то же самое, но с опозданием (относительно третьего цилиндра) на полтора и один оборот соответственно.

Принцип работы газораспределительного механизма

Принцип работы газораспределительного механизма

Мы думаем, что каждый автомобилист знает о том, что каждый двигатель внутреннего сгорания работают по одному принципу. В камерах сгорания происходит процесс сжигания газовой смеси, которая состоит из пара горючего и воздуха.

Для того, что бы подача газовой смеси в камеру сгорания и процесс отведения продуктов сгорания данной смеси осуществлялся правильно, применяют определенный механизм, он называется газораспределительный механизм или же ГРМ ауди, это может быть и ГРМ Фольксваген пассат или ГРМ для любого другого автомобиля. Задача каждого ГРМ состоит в управлении клапанами подачи для топливной смеси в рабочие цилиндры двигателей. А клапаны выпуска выводят продукты сгорания из него. Можно сказать, что это устройство практически несет ответственность за согласованную, синхронную работу выпускных и впускных клапанов, или же просто управляет этой работой. Газораспределительный механизм имеет несколько важных узлов: это управляющие кулачки, ауди ремень грм, распределительный вал, целая система клапанов, состоящих из возвратных пружин.

Давайте же рассмотрим, в чем состоит принцип работы газораспределительного механизм, это и гидрокомпенсатор Фольксваген, а так же для других марок, и катализатор ауди, и распредвал ауди. Когда вал совершает вращательные движения, то кулачки нажимают на клапаны, тем самым открывая их в подходящий момент, что просто необходимо для впрыскивания топлива, или же выхлопа продуктов сгорания. Затем, кулачек проворачивается, вызывая снятия давления с клапана, возвратная пружина устанавливает его на нулевую позицию, когда кулачек отходит на место и закрывается. Комплект ГРМ помпа audi просто необходим владельцам машины этой марки.

Очевидно, что все действия клапанов по закрытию или же открытию должны быть синхронизированы. Именно это и обеспечивает не только максимальную мощность двигателя, аи защищает от удара поршня по открытому клапану. Такой удар приводить зачастую к значительным поломкам двигателя. Это говорит о том, что если изношена любая, пусть самая мелкая деталь ГРМ, например для ауди а4 грм, поврежден ремень грм ауди а4, или же touareg цепь грм больше не выполняет своих функций, то вам просто придется покупать запчасти на ауди а4для капитального ремонта всего двигателя.

Распределительный вал вращается путем передачи вращения непосредственно от коленчатого вала, используя ременчатую либо же цепную передачу. Вид передачи определяется моделью автомобиля, заметим, что цепная передача считается более надежной, а в современных машинах все чаще используют ременные передачи.

Для передачи вращения используют зубчатые ремни, такие как ремень грм ауди а4,или же ремень грм ауди а6, или же ремень грм фольксваген пассат, фольксваген гольф ремень грм. Частота вращения распредвала и вала коленчатого достаточно высока. Зубчатые ремни исключают вероятность проскальзывания, которая может вызвать закрытие клапана в ненужный момент и его выходу из строя от удара поршня.

Газораспределительная звездочка жестко закреплена в передней части коленвала, она осуществляет вращение вместе с валом. Через звездочку и цепь передается вращение на распределительный вал. Здесь имеются выступы особого вида профиля, еще называют кулачками. Второе название распределительного вала – кулачковый вал.

Вращаясь вал кулачка, движется по окружности, он надавливает на часть клапана сверху, преодолевает сопротивление пружины, а затем уже и открывает сам клапан. Когда кулачок совершает дальнейший поворот, пружина разжимается и закрывает клапан. Этот механизм ГРМ еще называют верхнеклапанным, он с цепным приводом и расположением распредвала сверху. Это говорит о том, что газораспределительный вал начинает вращение с цепью, находясь в верхней части двигателя, или же ГРМ приводит во вращение цепь в верхней части двигателя. Вот откуда и повелось название ГРМ с верхним расположением распредвала.

Это вся информация о принципе работы ГРМ, естественно, что мы не успели бы описать всех деталей для нормального функционирования этого механизма. Например, об устройстве регулировки тепловых зазоров, устройстве натяжения цепи привода механизма, устройстве смазки всех элементов, мы описали лишь самые основополагающие моменты работы ГРМ.

Газораспределительный механизм

Главная → Силовая установка → Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм состоит из распределительных шестерен, распределительного вала и деталей, ограничивающих его продольное перемещение, толкателей, штанг, коромысел, их осей и стоек, клапанов, их направляющих втулок и седел, пружин и деталей их крепления.

Газораспределительный механизм приводится в движение парой шестерен 8 и 14.

Ведущая шестерня металлическая с тридцатью зубьями посажена на передний носок коленчатого вала на сегментной шпонке. Ведомая текстолитовая шестерня с шестьюдесятью зубьями, с чугунной ступицей, посажена на передний носок распределительного вала тоже на сегментной шпонке.

Передаточное отношение этой пары 1:2, т. е. распределительный вал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый.

Для правильной установки распределительного вала относительно коленчатого вала на шестернях газораспределения имеются специальные метки, которые при сборке должны быть совмещены.

На ведущей шестерне один зуб отмечен цифрой 0, а на ведомой соответствующая впадина риской.

Распределительный вал стальной, кованый, вращается в пяти подшипниках, представляющих собой втулки, свернутые из стале-баббитовой ленты. Диаметр всех опор вала 50 мм. Профили впускных и выпускных кулачков различные.

От осевых перемещений вал удерживается специальным устройством. Стальной упорный фланец 7 привернут двумя болтами к блоку. Распорная шайба, зажатая между ступицей шестерйи 8 и торцом первой опорной шейки распределительного вала, несколько толще упорного фланца 7. Этим обеспечивается осевой зазор 0,08—0,2 мм.

Шестерня закреплена на валу с помощью болта и шпонки. Тем же болтом крепятся эксцентрик 5 привода бензинового насоса и балансир 6, который предназначен для уравновешивания сил инерции, возникающих при вращении эксцентрика.

20.08.2010, 2418 просмотров.

ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ

Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для осуществления в определенной последовательности выпуска продуктов сгорания и впуска свежего заряда. Газораспределительный механизм состоит из впускных и выпускных органов и деталей, передающих к ним движение от коленчатого вала.

Классификация и конструктивный обзор газораспределительных механизмов

В зависимости от конструкции органов и приводов газораспределительные механизмы классифицируются согласно схеме, изображенной на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема классификации газораспределительных механизмов

Бесклапанные ГРМ могут быть: золотниковыми и гильзовыми. На рис. 2.2 приведена схема гильзового ГРМ, предложенная Чарльзом Найтом в 1907 г.

Рис. 2.2. Схема гильзового ГРМ Чарльза Найта:

1 – коленчатый вал, 2 – гильзы, 3 – шатуны привода гильз, 4 – распредвал

Золотниковые механизмы газораспределения, несмотря на ряд преимуществ – возможность обеспечения больших проходных сечений впускных и выпускных отверстий, лучшие условия охлаждения и возможность в связи с этим некоторого повышения степени сжатия в бензиновых двигателях, бесшумность работы, не получили распространения из-за конструктивной сложности и дороговизны изготовления и ремонта в четырехтактных ДВС. Поэтому золотниковые механизмы газораспределения рассматриваться не будут.

В двухтактных ДВС часто в качестве золотника используется поршень. Такое газораспределение может быть названо золотниковым, хотя собственно механизм газораспределения в случае щелевой продувки отсутствует и его заменяет кривошипно-шатунный механизм.

В четырехтактных автотракторных двигателях широкое распространение получили клапанные механизмы газораспределения.



В некоторых двигателях с целью обеспечения надежной работы на высоких оборотах применяются беспружинные механизмы газораспределения с принудительным открытием и закрытием клапанов, или так называемые десмодромные механизмы (рис. 2.3). Принудительное открытие и закрытие клапанов осуществляется от самостоятельных кулачков или электромагнитами с очень большими ускорениями, что позволяет значительно увеличить коэффициент наполнения двигателя.

Рис. 2.3. Десмодромный газораспределительный механизм

Наиболее широкое распространение в автотракторных двигателях получили пружинные клапанные механизмы газораспределения, конструктивный обзор которых, в зависимости от расположения клапанов, положения и привода распределительного вала, рассматривается ниже.

Расположение клапанов

В дизелях возможно только верхнее расположение клапанов, так как относительно малый объем камеры сгорания, получающийся при высоких значениях степени сжатия, не позволяет разместить клапаны сбоку цилиндра. В бензиновых двигателях возможно как верхнее, так и нижнее расположение клапанов.

При верхнем расположении клапанов камера сгорания получается более компактной, с относительно малой поверхностью охлаждения, вследствие чего уменьшаются потери в систему охлаждения и увеличивается индикаторный КПД двигателя.

Компактность камеры сгорания уменьшает опасность детонации и позволяет при том же октановом числе бензина увеличить степень сжатия примерно на пол-единицы по сравнению с двигателями, имеющими нижние клапаны, что также оказывает положительное влияние на увеличение индикаторного КПД. Все это вместе взятое, а также применение высокооктанового бензина позволяет в настоящее время достигнуть высокой топливной экономичности автомобильных бензиновых двигателей, приближающейся к экономичности дизелей с разделенными камерами сгорания.

Простая форма впускного канала с малым гидравлическим сопротивлением, а также возможность увеличения площади проходного сечения клапанов за счет увеличения числа клапанов или расположения их под углом к оси цилиндра повышают коэффициент наполнения на 5–7%, что создает более широкие возможности для форсирования двигателя по числу оборотов.

К недостаткам верхнего расположения клапанов следует отнести усложнение механизма газораспределения при нижнем расположении распределительного вала или усложнение привода к нему при верхнем расположении последнего, а также увеличение высоты головки цилиндра, что при вертикальном расположении цилиндров приводит к увеличению высоты, а при горизонтальном – ширины двигателя. В короткоходных двигателях последний недостаток сказывается меньше вследствие небольшой высоты блока и картера.

При нижнем расположении клапанов высота головки цилиндров и двигателя в целом уменьшается, а механизм газораспределения и привод к распределительному валу упрощаются. Однако из-за менее компактной формы камеры сгорания экономические показатели таких двигателей ниже, а невозможность обеспечить высокие значения коэффициента наполнения при высоком числе оборотов ограничивает степень форсирования. Ограничивается также возможность увеличения степени сжатия: при степени сжатия более 7.5 уже возникают трудности в компоновке камеры сгорания.

Нижнее расположение клапанов применяется в настоящее время редко в двигателях со сравнительно низкой степенью сжатия и небольшим числом оборотов, для которых основным требованием является простота конструкции, технологии изготовления и ремонта.

Нижние клапаны (рис. 2.4) размещаются с одной стороны блока цилиндров в один ряд и приводятся в действие через толкатели от общего для всех клапанов блока распределительного вала.

Рис. 2.4. Нижнее расположение клапанов (SV) Чередование впускных и выпускных клапанов может быть принято различным. Попарное расположение одноименных клапанов дает возможность уменьшить число каналов в блоке и упростить трубопроводы, но при таком расположении увеличивается неравномерность износа цилиндра по окружности из-за термических деформаций. Поэтому в настоящее время применяют смешанное чередование клапанов, при котором рядом могут располагаться как одноименные, так и разноименные клапаны соседних цилиндров (рис. 2.5).

Если рядом расположены впускные клапаны соседних цилиндров, то их каналы могут быть объединены; каналы выпускных клапанов делаются индивидуальными, чтобы обеспечить лучшее охлаждение клапанов.

Рис. 2.5. Смешанное чередование клапанов Верхние клапаны могут иметь различное расположение, выбор которого связан с формой камеры сгорания и конструкцией механизма газораспределения. Два клапана в цилиндре могут быть расположены в один ряд вдоль оси блока или в два ряда. При расположении в один ряд клапаны (рис. 2.6) обычно чередуются так же, как и клапаны при нижнем расположении. В бензиновых двигателях оба трубопровода, как правило, размещаются с одной стороны головки, что обеспечивает подогрев впускного трубопровода и более интенсивное испарение топлива.
Рис. 2.6. Расположение двух верхних клапанов в один ряд В дизелях трубопроводы часто располагаются по обе стороны головки, при этом уменьшается подогрев воздуха, что повышает коэффициент наполнения. Привод клапанов может быть осуществлен или непосредственно от верхнего распределительного вала, расположенного над ними (рис. 2.7), или от нижнего вала, размещенного в блоке или в верхней половине картера через толкатели, штанги и коромысла (рис. 2.8). Последний вариант находит широкое применение в двухрядных V-образных двигателях, в которых от одного распределительного вала, расположенного в развале блоков, приводятся в движение клапаны всех цилиндров.

При расположении в два ряда впускные и выпускные клапаны размещаются в различных рядах. Соответствующие коллекторы располагаются с разных сторон головки (рис. 2.9).

Рис. 2.7. Верхнее расположение клапанов, верхнее положение распредвала (OHС) Рис. 2.8. Верхнее расположение клапанов, нижнее положение распредвала (OHV) В двигателях с воздушным охлаждением при таком расположении клапанов имеются большие возможности для оребрения выпускных патрубков. Однако расположение клапанов в два ряда затрудняет размещение форсунки в цилиндре и доступ к ней, в связи с чем в дизелях с жидкостным охлаждением такое расположение, как правило, не применяется. Привод к клапанам при двухрядном их расположении усложняется. Для непосредственного привода требуются два верхних вала на блок, помещаемых над клапанами (рис. 2.10). При одном верхнем вале нужна система рычагов (рис. 2.11). В случае нижнего расположения вала приходится применять систему рычагов (рис. 2.12) или приводить каждый из рядов клапанов от отдельных валов, располагая их по обе стороны блока.

 

Рис. 2.9. Расположение двух верхних клапанов в два ряда Рис. 2.10. Верхнее расположение клапанов, верхнее положение 2 распредвалов (2ОHC)

 

Рис. 2.11. Верхнее расположение клапанов, верхнее положение распредвала (OHC) Рис. 2.12. Верхнее расположение клапанов, нижнее положение распредвала (OHV)

Четыре клапана в цилиндре устанавливают для увеличения площади их проходных сечений и уменьшения размеров клапанов. Последнее обстоятельство способствует увеличению их жесткости и обеспечивает лучшее охлаждение. В дизелях причетырех клапанах форсунка может быть расположена по оси цилиндра, что при неразделенной камере сгорания имеет большое значение для равномерного распределения топлива по ее объему. Одноименные клапаны могут располагаться в двух рядах (рис. 2.13)или в отдельных рядах (рис. 2.14).

Рис. 2.13. Расположение одноименных клапанов в двух рядах Рис. 2.14. Расположение одноименных клапанов в отдельных рядах

В первом случае имеется возможность уменьшить число каналов в головке блока и расположить оба трубопровода с одной стороны, что в ряде случаев оказывается удобным для V-образных и горизонтальных двигателей. Однако при этом стержень выпускного клапана, расположенного со стороны трубопровода, обтекается также отработавшими газами соседнего клапана, что увеличивает его тепловую напряженность. Вследствие этого чаще применяется расположение одноименных клапанов в отдельных рядах.

Кроме непосредственного привода от двух верхних валов (рис. 2.15),при первом расположении клапанов привод их может осуществляться от одного верхнего вала с помощью поперечных траверс (рис. 2.16),обеспечивающих одновременное открытие обоих одноименных клапанов. При размещении одноименных клапанов в одном ряду привод осуществляется с помощью продольных траверс (рис. 2.17) или трехплечных рычагов.

Рис. 2.15. Открытие клапанов с помощью двух распредвалов

При установке трех клапанов в цилиндре – одного большого и двух меньшего размера (рис. 2.18) – может быть увеличена относительная площадь клапанов даже по сравнению с четырьмя клапанами. Выпускным может быть большой клапан (рис. 2.18а) или два меньших (рис. 2.18б). При наличии трех клапанов в головке цилиндра размещение форсунки затруднено.

В первом случае обеспечивается лучшее наполнение цилиндров, во втором – снижение температуры выпускных клапанов.

Рис. 2.16. Открытие клапанов с помощью поперечных траверс Рис. 2.17. Открытие клапанов с помощью продольных траверс

Иногда применяется смешанное расположение клапанов (рис. 2.19) – один верхний, один нижний. При таком расположении клапанов конструкция механизма газораспределения усложняется, но имеется возможность сильно увеличить проходные сечения клапанов и обеспечить высокое форсирование двигателей по числу оборотов. Смешанное расположение клапанов применяется в высокооборотных двигателях.

а б

Рис. 2.18. Расположение трех клапанов в цилиндре

Для улучшения наполнения цилиндров, снижения температуры выпускных клапанов и уменьшения массы движущихся деталей механизма газораспределения, приходящихся на один клапан, в двигателях большой мощности устанавливают пять клапанов (рис. 2.20) – три впускных и два выпускных. В этом случае открытие клапанов осуществляется двумя верхними распредвалами.


Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в камеры сгорания горючей смеси или воздуха, а также для выпуска из них отработанных газов. Газораспределительные механизмы различают по расположению клапанов в двигателе. Газораспределительные механизмы могут быть с верхним и нижним расположением клапанов. Наиболее распространен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов.

Газораспределительный механизм состоит из:
1) распределительного вала;
2) механизма привода распределительного вала;
3) клапанного механизма.

Основными деталями газораспределительного механизма являются:
1) распределительный вал;
2) толкатели;
3) штанги;
4) коромысло;
5) клапаны.

Распределительный вал служит для открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизма в определенной последовательности согласно порядку работы цилиндров двигателя. Распределительные валы изготовляют из стали с последующей цементацией и закаливанием токами высокой частоты. Иногда распределительный вал отливают из высокопрочного чугуна. Шестерни распределительного вала изготавливают из чугуна или текстолита, а распределительную шестерню получают из стали.

Толкатели предназначены для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам. Их изготовляют из чугуна и стали. Толкатели могут быть цилиндрическими, грибовидными или роликовыми, а также они имеют сферические углубления, в которые входят нижние концы штанги. Толкатели перемещаются в направляющих, которые выполнены в блоке цилиндров, либо в специальных корпусах которые прикрепляются к блоку цилиндров. Для предотвращения неравномерного износа рабочих поверхностей толкателей они постоянно поворачиваются вокруг своей оси за счет выпуклой поверхности их нижней головки и скощенной поверхности распределительного вала.

Штанги предназначены для передачи усилия от толкателей к коромыслам. Штанги могут быть выполнены в виде полых цилиндрических стержней из стали с закаленными наконечниками или в виде дюралюминиевых трубок с запрессованными с обеих сторон сферическими стальными наконечниками. Штанги с одной стороны упираются в сферическую поверхность регулировочного винта коромысла, а с другой стороны — в углубление толкателя.
Коромысло предает усилие от штанги к клапану. Коромысло выполнено в виде двуплечего рычага, посаженного на ось. Плечо коромысла со стороны клапана длиннее, чем со стороны штанги, это позволяет уменьшить высоту подъема штанги толкателя. В короткое плечо коромысла вворачивается регулировочный винт с контргайкой для установки теплового зазора в клапанном механизме. Между коромыслом и осью находится бронзовая втулка, которая уменьшает трение коромысла об ось. Коромысла устанавливают на полных стальных осях. Оси коромысла могут быть общими для всех цилиндров или они могут быть изготовлены для каждого цилиндра отдельно. Оси закрепляются в стойках на головке цилиндров двигателя. От продольного перемещения коромысло удерживается благодаря цилиндрическим пружинам.

Клапаны предназначены для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости от порядка работы двигателя и от положения поршня в цилиндре. Клапан состоит из тарельчатой плоской головки и стержня. Головка клапана имеет узкую рабочую кромку (фаску), скошенную под углом 45 или 30°. Диаметр головки впускного клапана больше, чем выпускного, это обеспечивает более быстрое заполнение камеры сгорания цилиндра зарядом горючей смеси. Впускные клапаны производят из хромистой стали. Выпускные клапаны и их головки изготовляют из жаростойкой стали. Седла клапанов запрессованы в головку или блок цилиндров, их изготовляют из жаростойкого чугуна. На фаску головки иногда наносят жаростойкий сплав. Фаска головки должна плотно прилегать к фаске седла. Для этого сопрягаемые поверхности тщательно притирают. Поскольку выпускной клапан из-за обтекания его отработанными газами испытывает большие температурные нагрузки по сравнению с впускным клапаном, стержень выпускного клапана заполняют металлическим натрием. Металлический натрий имеет высокую теплопроводность и низкую температуру плавления, это способствует отведению тепла от головки. Кроме этого выпускные клапаны могут иметь’ механизм их принудительного проворачивания при работе. Этот механизм предотвращает их заедание и обгорание.
Клапан прижимается к седлу одним или двумя клапанными пружинами. Если клапан прижимается двумя пружинами, то пружины должны иметь различное направление витков с целью гашения колебаний.
Стержень клапана имеет цилиндрическую форму и в верхней части имеет выточку для фиксации деталей крепления клапанной пружины. Стержни клапанов перемещаются по чугунным или металлическим направляющим втулкам. Направляющие втулки запрессованы в головку цилиндров двигателя.
Для предотвращения попадания масла в камеру сгорания цилиндра по зазору между стержнем клапана и его направляющей втулкой ставят уплотнение в виде сальника или колпачка, который выполнен из маслобензостойкой резины.

В настоящее время при производстве двигателей легковых автомобилей чаще всего применяют четырехклапанную конструкцию. Эта конструкция подразумевает наличие двух впускных и двух выпускных клапанов, совместно с расположением свечи зажигания по центру камеры сгорания. Такая конструкция улучшает наполнение цилиндров свежим зарядом горючей смеси, сокращает время сгорания рабочей смеси и улучшает топливную экономичность двигателя.

Газораспределительный механизм (ГРМ)

Газораспределительный механизм предназначендля своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов.

Газораспределительный механизм состоит из(см. рис. 10):

– распределительного вала;

– рычагов или толкателей;

– впускных и выпускных клапанов с пружинами;

– впускных и выпускных каналов.

Распределительный валрасполагается чаще всего в верхней части головки блока цилиндров. Составной частью вала являются кулачки, количество которых соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Иными словами, над каждым клапаном расположен свой персональный кулачок. Именно эти кулачки при вращении распределительного вала обеспечивают своевременное, согласованное с движением поршней в цилиндрах, открытие и закрытие клапанов.

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью шестерен, цепной передачи или зубчатого ремня. Натяжение цепи привода регулируется специальным натяжителем, а зубчатого ремня – натяжным роликом (рис. 11).

а) цепной привод:1– звездочка распределительного вала; 2 – цепь; 3 – успокоитель цепи; 4 – звездочка привода масляного насоса; 5 – звездочка коленчатого вала; 6 – башмак натяжителя цепи; 7 – натяжитель цепи

б) ременной привод:1 зубчатый шкив распределительного вала; 2 – зубчатый ремень; 3 – зубчатый шкив коленчатого вала; 4 – зубчатый шкив водяного насоса; 5 – натяжной ролик

Рис. 11. Схема привода распределительного вала

Давайте вернемся к упрощенной схеме двигателя и разберемся с работой газораспределительного механизма (рис. 12).

Рис. 12. Схема взаимодействия деталей газораспределительного механизма

При вращении распределительного вала кулачок набегает на рычаг, который, в свою очередь, нажимает на стержень соответствующего клапана (впускного или выпускного) и открывает его (рис. 12 а). Продолжая вращаться, кулачок сбегает с рычага, и под воздействием сильной пружины клапан закрывается (рис. 12 б).

А что дальше, вы уже знаете – поршень, через открытый впускной или выпускной клапан, соответственно засасывает горючую смесь или выталкивает отработавшие газы.


Узнать еще:

Газораспределительный механизм — группа клапанов

Назначение и виды привода ГРМ:

1.1. Назначение газораспределительного механизма:

Назначение газораспределительного механизма — пропускать свежую топливную смесь в цилиндры двигателя и выпускать выхлопные газы. Газообмен осуществляется через впускные и выпускные отверстия, которые герметично закрываются элементами ремня ГРМ в соответствии с принятым режимом работы двигателя.

1.2. Назначение группы клапанов:

Назначение группы клапанов — герметично закрыть впускные и выпускные отверстия и открыть их в указанное время на указанное время.

1.3. Типы ГРМ:

в зависимости от органов, которыми цилиндры двигателя связаны с окружающей средой, синхронизация клапанная, золотниковая и комбинированная.

1.4. Сравнение типов ГРМ:

ГРМ является наиболее распространенным из-за относительно простой конструкции и надежной работы. Идеальная и надежная герметизация рабочего пространства, достигаемая за счет того, что клапаны остаются неподвижными при высоком давлении в цилиндрах, дает серьезное преимущество перед клапанным или комбинированным ремнем ГРМ.Поэтому все чаще используются фазы газораспределения.

Устройство клапанной группы:

2.1. Устройство клапана:

Клапаны двигателя состоят из штока и головки. Головы чаще всего делают плоскими, выпуклыми или колоколообразными. Головка имеет небольшой цилиндрический ремень (около 2 мм) и уплотнительный скос 45˚ или 30˚. Цилиндрическая лента позволяет, с одной стороны, сохранить основной диаметр клапана при шлифовании уплотнительной фаски, а с другой стороны, повысить жесткость клапана и тем самым предотвратить деформацию.Наиболее распространены клапаны с плоской головкой и уплотнительной фаской 45˚ (чаще всего это впускные клапаны), а для улучшения наполнения и очистки цилиндров впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной. Выхлопные клапаны часто делают с куполообразной шаровой головкой.

Это улучшает отвод выхлопных газов из цилиндров, а также увеличивает прочность и жесткость клапана. Для улучшения условий отвода тепла от головки клапана и повышения общей недеформируемости клапана переход между головкой и штоком выполнен под углом 10˚ — 30˚ и с большим радиусом кривизны.На верхнем конце штока клапана выполнены канавки конической, цилиндрической или специальной формы, в зависимости от принятого способа крепления пружины к клапану. Натриевое охлаждение используется в ряде двигателей для снижения термической нагрузки на разрывные клапаны. Для этого клапан делают полым, а образовавшуюся полость наполовину заполняют натрием, температура плавления которого составляет 100 ° С. При работе двигателя натрий плавится и, перемещаясь в полости клапана, отдает тепло от горячая головка к охладителю, а оттуда к приводу клапана.

2.2. Присоединение клапана к его пружине:

Конструкции этого устройства чрезвычайно разнообразны, но наиболее распространена конструкция с полуконусами. С помощью двух полуконусов, которые входят в каналы, выполненные в штоке клапана, прижимается пластина, удерживающая пружину и не позволяющая разобрать агрегат. Это создает соединение между пружиной и клапаном.

2.3. Расположение седла клапана:

Во всех современных двигателях седла выпускных клапанов изготавливаются отдельно от головки блока цилиндров.Они также используются для присосок, когда головка блока цилиндров изготовлена ​​из алюминиевого сплава. Когда он чугун, в нем делают седла. Конструктивно седло представляет собой кольцо, которое крепится к головке блока цилиндров в специально обработанном посадочном месте. При этом на внешней поверхности седла иногда делают канавки, которые при надавливании на седло заполняются материалом головки блока цилиндров, обеспечивая тем самым их надежное крепление. Помимо зажима, крепление также может производиться поворотом седла.Для обеспечения герметичности рабочего пространства при закрытом клапане рабочая поверхность седла должна быть обработана под таким же углом, что и уплотнительная фаска головки клапана. Для этого седла обрабатываются специальными инструментами с углами заточки не 15 °, 45 ° и 75 °, чтобы получить уплотнительную ленту под углом 45 ° и шириной около 2 мм. Остальные углы сделаны для улучшения обтекания седла.

2.4. Направляющие клапана Расположение:

Конструкция направляющих очень разнообразна.Чаще всего используются направляющие с гладкой внешней поверхностью, которые изготавливаются на бесцентровом сантехническом станке. Направляющие с внешним фиксирующим ремнем удобнее застегивать, но сложнее изготавливать. Для этого целесообразнее вместо ремня сделать в направляющей канал для стопорного кольца. Направляющие выпускных клапанов часто используются для защиты их от окислительного воздействия горячего потока отработавших газов. В этом случае делают более длинные направляющие, остальная часть которых располагается в выпускном канале ГБЦ.По мере уменьшения расстояния между направляющей и головкой клапана отверстие в направляющей на стороне головки клапана сужается или расширяется в области головки клапана.

2,5. Устройство пружин:

В современных двигателях

наиболее распространены цилиндрические пружины с постоянным шагом. Для образования опорных поверхностей концы витков пружины сводятся друг к другу и накладываются друг на друга лбом, в результате чего общее количество витков в два-три раза превышает количество рабочих пружин.Концевые катушки поддерживаются с одной стороны пластины и с другой стороны головки цилиндра или блока. Если есть риск возникновения резонанса, пружины клапанов изготавливаются с переменным шагом. Ступенчатый редуктор изгибается либо от одного конца пружины к другому, либо от середины к обоим концам. При открытии клапана ближайшие друг к другу обмотки соприкасаются, в результате чего количество рабочих обмоток уменьшается, а частота свободных колебаний пружины увеличивается. Это снимает условия для резонанса.С этой же целью иногда используются конические пружины, собственная частота которых варьируется по длине и возникновение резонанса исключено.

2.6. Материалы для изготовления элементов клапанной группы:

• Клапаны — Всасывающие клапаны доступны из хрома (40x), хромоникелевых сталей (40XN) и других легированных сталей. Выпускные клапаны изготавливаются из жаропрочных сталей с повышенным содержанием хрома, никеля и других легирующих металлов: 4Х9С2, 4Х10С2М, Х12Н7С, 40СХ10МА.
• Седла клапана — используйте жаропрочные стали, легированный чугун, алюминиевую бронзу или металлокерамику.
• Направляющие клапана сложны в изготовлении и требуют материалов с высокой термической и износостойкостью и хорошей теплопроводностью, таких как серый перлитный чугун и алюминиевая бронза.
• Пружины — изготавливаются путем наматывания проволоки из стомы пружины, например 65G, 60C2A, 50HFA.

Работа группы клапанов:

3.1. Механизм синхронизации:

Механизм синхронизации кинематически связан с коленчатым валом, перемещаясь синхронно с ним. Ремень ГРМ открывает и закрывает впускные и выпускные отверстия отдельных цилиндров в соответствии с принятым порядком работы.Это процесс газообмена в баллонах.

3.2 Действие привода ГРМ:

Привод ГРМ зависит от расположения распределительного вала.
• С нижним валом — сквозные цилиндрические шестерни для более плавной работы выполнены с наклонными зубьями, а для бесшумной работы зубчатое кольцо выполнено из печатной платы. Паразитная передача или цепь используется для обеспечения движения на большее расстояние.
• С верхним валом — роликовая цепь. Относительно низкий уровень шума, простая конструкция, небольшой вес, но схема будет изнашиваться и растягиваться.С помощью зубчатого ремня на основе неопрена, армированного стальной проволокой и покрытого износостойким нейлоновым слоем. Простой дизайн, бесшумная работа.

3.3. Схема газораспределения:

Общая проточная площадь, предусмотренная для прохождения газов через клапан, зависит от продолжительности его открытия. Как известно, в четырехтактных двигателях для реализации тактов впуска и выпуска предусмотрен один ход поршня, соответствующий повороту коленчатого вала на 180˚. Однако опыт показал, что для лучшего наполнения и очистки цилиндра необходимо, чтобы продолжительность процессов наполнения и опорожнения была больше, чем соответствующие ходы поршня, т.е.е. открытие и закрытие клапанов должно производиться не в мертвых точках хода поршня, а с некоторым обгоном или задержкой.

Время открытия и закрытия клапана выражается в углах поворота коленчатого вала и называется синхронизацией клапана. Для большей надежности эти фазы выполнены в виде круговых диаграмм (рис. 1).
Всасывающий клапан обычно открывается с углом обгона φ1 = 5˚ — 30˚ до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Это обеспечивает заданное поперечное сечение клапана в самом начале такта наполнения и, таким образом, улучшает наполнение цилиндра.Закрытие всасывающего клапана происходит с углом задержки φ2 = 30˚ — 90˚ после прохождения поршнем нижней мертвой точки. Задержка закрытия впускного клапана позволяет использовать количество свежего всасываемого топлива для улучшения дозаправки и, следовательно, увеличения мощности двигателя.
Выпускной клапан открывается с углом обгона φ3 = 40˚ — 80˚, т.е. в конце хода, когда давление в газах цилиндра относительно высокое (0,4 — 0,5 МПа). Интенсивный выброс газового баллона, начатый при этом давлении, приводит к быстрому падению давлений и их температуры, что значительно снижает работу вытеснения рабочих газов.Выпускной клапан закрывается с углом задержки φ4 = 5˚ — 45˚. Эта задержка обеспечивает хорошую очистку камеры сгорания от выхлопных газов.

Диагностика, обслуживание, ремонт:

4.1. Диагностика

Диагностические признаки:


  • Пониженная мощность ДВС:
  • Уменьшенный клиренс;
  • Неполная посадка клапана;
  • Заклинившие клапаны.
    • Повышенный расход топлива:
  • Уменьшенный зазор между клапанами и подъемниками;
  • Неполная посадка клапана;
  • Заклинившие клапаны.

    Износ двигателей внутреннего сгорания:
  • Износ распределительного вала;
  • открытие кулачков распределительных валов;
  • Увеличенный зазор между стержнями клапанов и втулками клапанов;
  • Большой зазор между клапанами и подъемниками;
  • перелом, нарушение упругости пружин клапана.
    • Индикатор низкого давления:
  • Седла клапана мягкие;
  • Мягкая или сломанная пружина клапана;
  • Клапан сгоревший;
  • сгоревшая или порванная прокладка ГБЦ;
  • Нерегулируемый тепловой зазор.
    • Индикатор высокого давления.
  • Уменьшена высота головы;

Методы временной диагностики:

• Измерение давления в цилиндре в конце такта сжатия. Во время измерения должны быть соблюдены следующие условия: двигатель внутреннего сгорания должен быть нагрет до рабочей температуры; Свечи зажигания необходимо снять; Центральный кабель индукционной катушки должен быть смазан маслом, а дроссельная заслонка и воздушный клапан должны быть открыты. Измерение производится с помощью компрессоров.Разница давлений между отдельными баллонами не должна превышать 5%.

4.2. Регулировка теплового зазора в ремне ГРМ:

Проверка и регулировка теплового зазора осуществляется с помощью пластин манометра в последовательности, соответствующей порядку работы двигателя, начиная с первого цилиндра. Зазор правильно отрегулирован, если толщиномер, соответствующий нормальному зазору, проходит свободно. При регулировке зазора удерживайте регулировочный винт отверткой, ослабьте контргайку, поместите пластину зазора между штоком клапана и муфтой и поверните регулировочный винт, чтобы установить требуемый зазор.Затем стопорная гайка затягивается.

Замена клапанов двигателя автомобиля

4.3. Ремонт клапанной группы:

• Ремонт клапана — основные неисправности — износ конической рабочей поверхности, износ штока и растрескивание. Если головки горят или треснуты, клапаны утилизируют. Изогнутые штоки клапанов выпрямляются на ручном прессе с помощью инструмента. Изношенные штоки клапанов ремонтируются путем хронирования или глажки, а затем шлифуются до их номинального или увеличенного размера. Изношенная рабочая поверхность клапанной головки отшлифована до ремонтного размера.Клапаны притираются к седлам с помощью абразивных паст. Точность притирки проверяют заливкой керосина на откидные вентили, если он не протекает, то шлифование хорошее в течение 4-5 минут. Пружины клапанов не восстанавливают, а заменяют на новые.

Вопросы и ответы:

Что входит в состав газораспределительного механизма? Он находится в головке блока цилиндров. В его конструкцию входят: основа распределительного вала, распределительный вал, клапаны, коромысла, толкатели, гидроподъемники, а в некоторых моделях — фазовращатель.

Д Для чего нужен синхронизатор двигателя? Этот механизм обеспечивает своевременную подачу свежей порции топливовоздушной смеси и отвод выхлопных газов. В зависимости от модификации он может изменять фазы газораспределения.

Где находится газораспределительный механизм? В современном двигателе внутреннего сгорания газораспределительный механизм расположен над блоком цилиндров в головке блока цилиндров.

АНАЛОГИЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Газораспределительный механизм — группа клапанов

Назначение и виды синхронизации:

1.1. Назначение газораспределительного механизма:

Назначение газораспределительного механизма — пропускать свежую топливную смесь в цилиндры двигателя и выпускать выхлопные газы. Газообмен осуществляется через впускные и выпускные отверстия, которые герметично закрываются элементами ремня ГРМ в соответствии с принятым режимом работы двигателя.

1.2. Назначение группы клапанов:

Назначение группы клапанов — герметично закрыть впускные и выпускные отверстия и открыть их в указанное время на указанное время.

1.3. Типы ГРМ:

в зависимости от органов, которыми цилиндры двигателя связаны с окружающей средой, синхронизация клапанная, золотниковая и комбинированная.

1.4. Сравнение типов ГРМ:

ГРМ является наиболее распространенным из-за относительно простой конструкции и надежной работы. Идеальная и надежная герметизация рабочего пространства, достигаемая за счет того, что клапаны остаются неподвижными при высоком давлении в цилиндрах, дает серьезное преимущество перед клапанным или комбинированным ремнем ГРМ.Поэтому все чаще используются фазы газораспределения.

Устройство клапанной группы:

2.1. Устройство клапана:

Клапаны двигателя состоят из штока и головки. Головы чаще всего делают плоскими, выпуклыми или колоколообразными. Головка имеет небольшой цилиндрический ремень (около 2 мм) и уплотнительный скос 45˚ или 30˚. Цилиндрическая лента позволяет, с одной стороны, сохранить основной диаметр клапана при шлифовании уплотнительной фаски, а с другой стороны, повысить жесткость клапана и тем самым предотвратить деформацию.Наиболее распространены клапаны с плоской головкой и уплотнительной фаской 45˚ (чаще всего это впускные клапаны), а для улучшения наполнения и очистки цилиндров впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной. Выхлопные клапаны часто делают с куполообразной шаровой головкой.

Это улучшает отвод выхлопных газов из цилиндров, а также увеличивает прочность и жесткость клапана. Для улучшения условий отвода тепла от головки клапана и повышения общей недеформируемости клапана переход между головкой и штоком выполнен под углом 10˚ — 30˚ и с большим радиусом кривизны.На верхнем конце штока клапана выполнены канавки конической, цилиндрической или специальной формы, в зависимости от принятого способа крепления пружины к клапану. Натриевое охлаждение используется в ряде двигателей для снижения термической нагрузки на разрывные клапаны. Для этого клапан делают полым, а образовавшуюся полость наполовину заполняют натрием, температура плавления которого составляет 100 ° С. При работе двигателя натрий плавится и, перемещаясь в полости клапана, отдает тепло от горячая головка к охладителю, а оттуда к приводу клапана.

2.2. Присоединение клапана к его пружине:

Конструкции этого устройства чрезвычайно разнообразны, но наиболее распространена конструкция с полуконусами. С помощью двух полуконусов, которые входят в каналы, выполненные в штоке клапана, прижимается пластина, удерживающая пружину и не позволяющая разобрать агрегат. Это создает соединение между пружиной и клапаном.

2.3. Расположение седла клапана:

Во всех современных двигателях седла выпускных клапанов изготавливаются отдельно от головки блока цилиндров.Они также используются для присосок, когда головка блока цилиндров изготовлена ​​из алюминиевого сплава. Когда он чугун, в нем делают седла. Конструктивно седло представляет собой кольцо, которое крепится к головке блока цилиндров в специально обработанном посадочном месте. При этом на внешней поверхности седла иногда делают канавки, которые при надавливании на седло заполняются материалом головки блока цилиндров, обеспечивая тем самым их надежное крепление. Помимо зажима, крепление также может производиться поворотом седла.Для обеспечения герметичности рабочего пространства при закрытом клапане рабочая поверхность седла должна быть обработана под таким же углом, что и уплотнительная фаска головки клапана. Для этого седла обрабатываются специальными инструментами с углами заточки не 15 °, 45 ° и 75 °, чтобы получить уплотнительную ленту под углом 45 ° и шириной около 2 мм. Остальные углы сделаны для улучшения обтекания седла.

2.4. Направляющие клапана Расположение:

Конструкция направляющих очень разнообразна.Чаще всего используются направляющие с гладкой внешней поверхностью, которые изготавливаются на бесцентровом сантехническом станке. Направляющие с внешним фиксирующим ремнем удобнее застегивать, но сложнее изготавливать. Для этого целесообразнее вместо ремня сделать в направляющей канал для стопорного кольца. Направляющие выпускных клапанов часто используются для защиты их от окислительного воздействия горячего потока отработавших газов. В этом случае делают более длинные направляющие, остальная часть которых располагается в выпускном канале ГБЦ.По мере уменьшения расстояния между направляющей и головкой клапана отверстие в направляющей на стороне головки клапана сужается или расширяется в области головки клапана.

2,5. Устройство пружин:

В современных двигателях

наиболее распространены цилиндрические пружины с постоянным шагом. Для образования опорных поверхностей концы витков пружины сводятся друг к другу и накладываются друг на друга лбом, в результате чего общее количество витков в два-три раза превышает количество рабочих пружин.Концевые катушки поддерживаются с одной стороны пластины и с другой стороны головки цилиндра или блока. Если есть риск возникновения резонанса, пружины клапанов изготавливаются с переменным шагом. Ступенчатый редуктор изгибается либо от одного конца пружины к другому, либо от середины к обоим концам. При открытии клапана ближайшие друг к другу обмотки соприкасаются, в результате чего количество рабочих обмоток уменьшается, а частота свободных колебаний пружины увеличивается. Это снимает условия для резонанса.С этой же целью иногда используются конические пружины, собственная частота которых варьируется по длине и возникновение резонанса исключено.

2.6. Материалы для изготовления элементов клапанной группы:

• Клапаны — Всасывающие клапаны доступны из хрома (40x), хромоникелевых сталей (40XN) и других легированных сталей. Выпускные клапаны изготавливаются из жаропрочных сталей с повышенным содержанием хрома, никеля и других легирующих металлов: 4Х9С2, 4Х10С2М, Х12Н7С, 40СХ10МА.
• Седла клапана — используйте жаропрочные стали, легированный чугун, алюминиевую бронзу или металлокерамику.
• Направляющие клапана сложны в изготовлении и требуют материалов с высокой термической и износостойкостью и хорошей теплопроводностью, таких как серый перлитный чугун и алюминиевая бронза.
• Пружины — изготавливаются путем наматывания проволоки из стомы пружины, например 65G, 60C2A, 50HFA.

Работа группы клапанов:

3.1. Механизм синхронизации:

Механизм синхронизации кинематически связан с коленчатым валом, перемещаясь синхронно с ним. Ремень ГРМ открывает и закрывает впускные и выпускные отверстия отдельных цилиндров в соответствии с принятым порядком работы.Это процесс газообмена в баллонах.

3.2 Действие привода ГРМ:

Привод ГРМ зависит от расположения распределительного вала.
• С нижним валом — сквозные цилиндрические шестерни для более плавной работы выполнены с наклонными зубьями, а для бесшумной работы зубчатое кольцо выполнено из печатной платы. Паразитная передача или цепь используется для обеспечения движения на большее расстояние.
• С верхним валом — роликовая цепь. Относительно низкий уровень шума, простая конструкция, небольшой вес, но схема будет изнашиваться и растягиваться.С помощью зубчатого ремня на основе неопрена, армированного стальной проволокой и покрытого износостойким нейлоновым слоем. Простой дизайн, бесшумная работа.

3.3. Схема газораспределения:

Общая проточная площадь, предусмотренная для прохождения газов через клапан, зависит от продолжительности его открытия. Как известно, в четырехтактных двигателях для реализации тактов впуска и выпуска предусмотрен один ход поршня, соответствующий повороту коленчатого вала на 180˚. Однако опыт показал, что для лучшего наполнения и очистки цилиндра необходимо, чтобы продолжительность процессов наполнения и опорожнения была больше, чем соответствующие ходы поршня, т.е.е. открытие и закрытие клапанов должно производиться не в мертвых точках хода поршня, а с некоторым обгоном или задержкой.

Время открытия и закрытия клапана выражается в углах поворота коленчатого вала и называется синхронизацией клапана. Для большей надежности эти фазы выполнены в виде круговых диаграмм (рис. 1).
Всасывающий клапан обычно открывается с углом обгона φ1 = 5˚ — 30˚ до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Это обеспечивает заданное поперечное сечение клапана в самом начале такта наполнения и, таким образом, улучшает наполнение цилиндра.Закрытие всасывающего клапана происходит с углом задержки φ2 = 30˚ — 90˚ после прохождения поршнем нижней мертвой точки. Задержка закрытия впускного клапана позволяет использовать количество свежего всасываемого топлива для улучшения дозаправки и, следовательно, увеличения мощности двигателя.
Выпускной клапан открывается с углом обгона φ3 = 40˚ — 80˚, т.е. в конце хода, когда давление в газах цилиндра относительно высокое (0,4 — 0,5 МПа). Интенсивный выброс газового баллона, начатый при этом давлении, приводит к быстрому падению давлений и их температуры, что значительно снижает работу вытеснения рабочих газов.Выпускной клапан закрывается с углом задержки φ4 = 5˚ — 45˚. Эта задержка обеспечивает хорошую очистку камеры сгорания от выхлопных газов.

Диагностика, обслуживание, ремонт:

4.1. Диагностика

Диагностические признаки:


  • Пониженная мощность ДВС:
  • Уменьшенный клиренс;
  • Неполная посадка клапана;
  • Заклинившие клапаны.
    • Повышенный расход топлива:
  • Уменьшенный зазор между клапанами и подъемниками;
  • Неполная посадка клапана;
  • Заклинившие клапаны.

    Износ двигателей внутреннего сгорания:
  • Износ распределительного вала;
  • открытие кулачков распределительных валов;
  • Увеличенный зазор между стержнями клапанов и втулками клапанов;
  • Большой зазор между клапанами и подъемниками;
  • перелом, нарушение упругости пружин клапана.
    • Индикатор низкого давления:
  • Седла клапана мягкие;
  • Мягкая или сломанная пружина клапана;
  • Клапан сгоревший;
  • сгоревшая или порванная прокладка ГБЦ;
  • Нерегулируемый тепловой зазор.
    • Индикатор высокого давления.
  • Уменьшена высота головы;

Методы временной диагностики:

• Измерение давления в цилиндре в конце такта сжатия. Во время измерения должны быть соблюдены следующие условия: двигатель внутреннего сгорания должен быть нагрет до рабочей температуры; Свечи зажигания необходимо снять; Центральный кабель индукционной катушки должен быть смазан маслом, а дроссельная заслонка и воздушный клапан должны быть открыты. Измерение производится с помощью компрессоров.Разница давлений между отдельными баллонами не должна превышать 5%.

4.2. Регулировка теплового зазора в ремне ГРМ:

Проверка и регулировка теплового зазора осуществляется с помощью пластин манометра в последовательности, соответствующей порядку работы двигателя, начиная с первого цилиндра. Зазор правильно отрегулирован, если толщиномер, соответствующий нормальному зазору, проходит свободно. При регулировке зазора удерживайте регулировочный винт отверткой, ослабьте контргайку, поместите пластину зазора между штоком клапана и муфтой и поверните регулировочный винт, чтобы установить требуемый зазор.Затем стопорная гайка затягивается.

Замена клапанов двигателя автомобиля

4.3. Ремонт клапанной группы:

• Ремонт клапана — основные неисправности — износ конической рабочей поверхности, износ штока и растрескивание. Если головки горят или треснуты, клапаны утилизируют. Изогнутые штоки клапанов выпрямляются на ручном прессе с помощью инструмента. Изношенные штоки клапанов ремонтируются путем хронирования или глажки, а затем шлифуются до их номинального или увеличенного размера. Изношенная рабочая поверхность клапанной головки отшлифована до ремонтного размера.Клапаны притираются к седлам с помощью абразивных паст. Точность притирки проверяют заливкой керосина на откидные вентили, если он не протекает, то шлифование хорошее в течение 4-5 минут. Пружины клапанов не восстанавливают, а заменяют на новые.

Вопросы и ответы:

Что входит в состав газораспределительного механизма? Он находится в головке блока цилиндров. В его конструкцию входят: основа распределительного вала, распределительный вал, клапаны, коромысла, толкатели, гидроподъемники, а в некоторых моделях — фазовращатель.

Д Для чего нужен синхронизатор двигателя? Этот механизм обеспечивает своевременную подачу свежей порции топливовоздушной смеси и отвод выхлопных газов. В зависимости от модификации он может изменять фазы газораспределения.

Где находится газораспределительный механизм? В современном двигателе внутреннего сгорания газораспределительный механизм расположен над блоком цилиндров в головке блока цилиндров.

АНАЛОГИЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Обслуживание газораспределительного механизма.Газораспределительный механизм. Техническое обслуживание и ремонт

Урок № 27.

Газораспределительный механизм двигателя должен обеспечивать своевременный впуск в цилиндры свежего наддувочного воздуха или горячей смеси и вывод из цилиндров выхлопных газов. При возникновении неисправности в газораспределительном механизме нарушается нормальная работа двигателя, снижается его мощность, хуже КПД.

Основными неисправностями газораспределительного механизма могут быть следующие:

нарушение тепловых зазоров между штоками клапанов и носков по слухам, выжигание рабочих зазоров клапанов и седел, потеря упругости или рессоры автомобиля, повышенный износ толкателей, толкателей, коромысел, втулок направляющих клапанов, опорных шеек, втулок и т. Д. распредвал распредвалов, его упорный фланец и зубья распределительной шестерни.

В автомобиле Опель основными неисправностями газораспределительного механизма являются износ шестерен и распредвалов распредвалов, нарушение зазоров между шатунами клапанов и сливов слух, износ толкателей и направляющих втулок, тарелок клапанов и др. их гнезда. Отказ газораспределительного механизма включает в себя поломку зубьев распределительной шестерни и потерю упругости пружин клапана.

В процессе работы двигателя имеющийся тепловой зазор в клапанном механизме обеспечивает плотную посадку клапана на седло и компенсирует тепловое расширение деталей механизма.При нарушении теплового зазора в механизме впускного клапана уменьшается проточное сечение клапана, в результате чего цилиндр уменьшается, а наполнение воздухом или топливной смесью уменьшается.

При увеличении теплового зазора в выпускном клапанном механизме ухудшается очистка цилиндра от выхлопных газов, что, в свою очередь, ухудшает процесс сгорания. При этой неисправности происходит повышенный износ штоков клапанов и снижение мощности двигателя. Характерным признаком увеличенного теплового зазора является звонкий резкий стук, который хорошо слышит работу двигателя без нагрузки при малом вращении коленчатого вала.

При уменьшенном тепловом зазоре клапанов нарушается герметичность их посадки в седла и как следствие уменьшается компрессия в цилиндрах, подгорает фаска клапанов и их седла. Двигатель начинает работать с перебоями, мощность падает.

Характерными особенностями неплотного закрытия клапанов являются периодические хлопки во впускном или выпускном трубопроводе. В карбюраторных двигателях при уменьшенных тепловых зазорах впускных клапанов вата возникает в карбюраторе, а на выпускных клапанах — в глушителе.Причины этой неисправности также могут быть отложения на седлах клапанов, повреждении пружин клапанов, подгорании клапанов и рабочих поверхностей седла. Зазоры между штоками клапана и носками колесных дисков следует систематически проверять и при необходимости регулировать.

Шум в крышке распределительной шестерни и стуки распределительной шестерни сливаются с общим шумом, но они слышны крышкой распределительной шестерни в зоне зацепления зубьев.

Обнаружена при проверке технического состояния неисправность, вызванная повышенным износом деталей газораспределительного механизма, устраненными при ремонте двигателя.Небольшие повреждения, предварительно сняв сетку, убираем шлифовкой. Седла клапанов не должны иметь раковин, повреждений и следов коррозии. Перед ремонтом седла проверьте износ клапанной втулки. Если он изношен, его меняют, значит, ремонтируют седло. Ремонт производится на специальных станках или с помощью специального приспособления, состоящего из стержня и сменного резца. Для восстановления клапанов и их седел используются другие комплекты инструментов отечественного и зарубежного производства.

Головки цилиндров после обработки седла необходимо продуть сжатым воздухом.Один из самых частых дефектов направляющих втулок — повышенный износ внутренней поверхности. Обычно это вызвано длительной работой двигателя после 150 тысяч километров пробега автомобиля.

Состояние направляющих втулок клапанов в основном определяет зазор между ними и штоками клапанов. Для определения зазора необходимо измерить диаметр стержневого клапана и диаметр отверстия его направляющей втулки, а затем сначала вычесть из второго значения.Один из методов измерения зазора без снятия головки блока цилиндров следующий. К клапану, установленному в направляющей втулке, прикладывают часовой индикатор стопы и устанавливают его на ноль. Затем смещают шток клапана в сторону индикатора и по его показаниям определяется зазор между штоком и направляющей втулкой. Зазор не должен превышать 0,20-0,25 мм. При замере штока клапана необходимо перемешивать в направлении, параллельном коромыслу, так как в этом направлении, как правило, происходит наибольший износ направляющей втулки.

Зазор между направляющей втулкой и клапаном можно проверить следующим образом. Головка блока цилиндров снимается, клапаны и направляющие втулки очищаются от отложений, клапаны вставляются в втулку и устанавливаются указатель часового типа на поверхности цилиндра (рис. 1).

Рисунок 1. Измерение зазора между штоком клапана и направляющей втулкой с головкой блока цилиндров

Затем тарелку клапана перемещают в радиальном направлении и определяют зазор.Для впускного клапана он не должен превышать 1,0 мм, а для выпускного — 1,3 мм. Восстановить необходимый диаметр гильзы можно с помощью набора специальных твердосплавных ножей. С помощью таких ножей колеса выдавливают спиральную канавку внутри клапанной втулки, что уменьшает ее внутренний диаметр из-за деформации металла. В результате экструзии получаются спиральные канавки, которые являются своеобразным уплотнением и удерживают масло. Далее при помощи сканирования гильза обрабатывается под диаметр клапана.Если после замены клапана не устранить слишком большой зазор между направляющей втулкой и клапаном и развернуть втулку под ремонтный размер клапана, втулку заменяют.

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

Порядок оформления заказа

Снимите ремень привода генератора.

Ключом «на 10» повернуть болты передней крышки: два боковых и один по центру.

Снимите крышку привода ГРМ.

Снимите правое колесо и пластиковый щиток моторного отсека.

Головкой «На 19» повернуть коленчатый вал по часовой стрелке за болт крепления шкива до совмещения метки на шестерне шкива распределительного вала с крепежным усом на задней крышке привода ГРМ (В).

После снятия резиновой заглушки в верхней части картера сцепления убеждаемся, что риск на маховике находится напротив паза картера сцепления. Таким образом, существует опасность повреждения маховика двигателя при снятии коробки передач и головки блока цилиндров.

Зафиксирую коленвал от проворачивания, вставив через отверстие в картере сцепления отвертку между зубьями маховика.

Откручиваем болт крепления шкива привода генератора.

Снимите шкив привода генератора.

Ключ «на 17» ослабляющий гайку крепления натяжного ролика.

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

Снимите ремень ГРМ.

При замене натяжного ролика откручиваем гайку его крепления и снимаем ролик со шпильками.

Под роликом установлена ​​выносная шайба.

Устанавливаем ремень ГРМ в обратной последовательности.Надеть ремень на шкив коленчатого вала. Затем, потянув за заднюю ветвь, надеть ремень на шкив насоса охлаждающей жидкости и запустить натяжной ролик. Одеваем ремень на шкив распредвала.

Вставив отвертку между двумя винтами или стержнями диаметром 4 мм, установленными в отверстии натяжного ролика, и повернув ролик против часовой стрелки, натяните ремень.

Затяните гайку гайки натяжного ролика.

Следите за болтом крепления шкива привода генератора и головкой «на 19» проверните коленвал за болт на два оборота по часовой стрелке.

Проверяем совпадение установочных меток коленчатого и распределительного валов.

Когда шкив привода генератора снят, положение коленчатого вала удобно контролировать, совмещая метки на шкиве коленчатого вала и крышке масляного насоса.

Схема привода распределительного вала

1 — шкив коленвала зубчатый

2 — шкив шестерни насоса охлаждающей жидкости

3 — Натяжной ролик

4 — Задняя защитная крышка

5 — шкив переключателя распределительного вала

6 — зубчатый ремень

A — установка протектора на заднюю защитную крышку

B — табличка на шкиве распределительного вала

C — табличка на крышке масляного насоса

D — табличка на шкиве коленвала

Если метки не совпадают, повторите операцию по установке ремня.

Чтобы отрегулировать натяжение ремня, поверните коленчатый вал против часовой стрелки так, чтобы метка на шкиве распределительного вала сместилась вниз с задней крышки задней крышки на два зубца.

При нормальном натяжении ремня его переднюю ветвь большим и указательным пальцами закручивать на 90 ° с усилием 15-20 Н (1,5-2,0 кгс). Натяжение ремня объемного снижает его срок службы, так же как подшипник насоса охлаждающей жидкости и натяжной ролик.

Регулировка тепловых зазоров в клапанном механизме двигателя ВАЗ-2110

Измерение и регулировка зазоров производятся на холодном двигателе.

Порядок оформления заказа

Выводим наконечник троса привода дроссельной заслонки от кронштейна.

Ключ «на 10» переворачивает две гайки крепления кронштейна кронштейна привода дроссельной заслонки к ресиверу (только для двигателя ВАЗ-2111 и снимите его.

Провести отверткой ослабление хомута крепления двух снятых шлангов вентиляции картерных газов и снять шланги с штуцеров крышки клапана.

Проводя отвертку ослабляя хомут крепления хомута шланга вентиляции картера, снимаем шланг.

Ключом «на 10» повернуть две гайки крепления клапанных крышек.

Снимите крышку клапана.

В отверстия крышки клапана устанавливаются резиновые уплотнительные втулки.

Снять прокладку клапанной крышки.

Снимите переднюю крышку ремня ГРМ).

Проверить и отрегулировать зазоры в приводном механизме клапана

Порядок оформления заказа

Далее следует процедура проверки и регулировки зазоров в механизме привода клапана.

Проверните коленчатый вал по часовой стрелке до совмещения установочных меток на шестерне распределительного вала и задней крышке ремня газораспределительного механизма.

Затем провернуть коленчатый вал еще на 40-50 ° (2,5-3 зуба на шкиве распределительного вала). В этом положении валов проверьте комплекты датчиков зазора на первом и третьем распределительных валах распределительных валов.

Зазор между распределительными валами распределительных валов и регулировочными шайбами ​​должен составлять 0,20 мм для впускных клапанов и 0,35 мм для градуировки. Допуск на зазоры для всех кулачков составляет ± 0,05 мм.

Если зазор отличается от нормы, то на шпильки кожухов подшипников распредвала устанавливают устройство регулировки клапана.

Вводим «клык» устройства между кулачком и толкателем.

Разверните толкатель так, чтобы паз в его верхней части был повернут вперед (вдоль автомобиля).

Нажимая на рычаг приборов, сводим толкатель «клык» и устанавливаем между кромкой толкателя и распределительным валом, удерживающим толкатель в нижнем положении.

Очистка толкателей клапана при замене регулировочной шайбы

1 — Устройство

2 — толкатель

Фиксация толкателей клапана при замене регулировочной шайбы

1 — Замок

2 — Шайба регулировочная

Поднимите рычаг в верхнее положение.

Pinzeta Через прорезь вставляем и снимаем регулировочную шайбу.

При отсутствии приспособления для регулировки клапанов можно использовать две отвертки.

Мощной отверткой, опираясь на кулачок, прижать толкатель вниз. Вставив острие другой отвертки (с шириной не менее 10 мм) между краем толкателя и распределительным валом, зафиксируйте толкатель.

Берем пинцетом регулировочную шайбу.

Зазор, выбрав подбор толщины регулировочных шайб.Для этого микрометром измерили толщину шайбы. Толщина новой регулировочной шайбы определяется по формуле:

H = B + (A — C), мм, где а — застывший зазор; Б — толщина снимаемой шайбы; C — номинальный зазор; N — толщина новой шайбы.

Толщина шайбы маркируется на ее поверхности электроникой.

Установить новую шайбу на толкатель маркировки вниз и снять фиксатор

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

Последовательно проворачивая коленчатый вал на полу оборот, отрегулируйте зазоры остальных клапанов в последовательности, указанной в таблице:

Угол поворота коленвала от положения совмещения меток, град.

Снятие распредвала двигателей ВАЗ-2110.

Порядок оформления заказа

Снимите клапан крышки головки блока цилиндров.

На двигателе ВАЗ-2111 ключом «на 10» переворачиваем две гайки крепления «массовых» проводов к шпилькам пробок ГБЦ и снимаем провода со шпильками.

Ключ «на 10» переворачивает две гайки и один болт, фиксирующий втулку.

Снимите заглушку и ее уплотнительное кольцо.

На двигателе ВАЗ-2110 снять корпус вспомогательных агрегатов.

Снимите зубчатый шкив распределительного вала. Выворачиваем верхнюю гайку крепления задней крышки ремня ГРМ.

Ключ «на 13» даже в нескольких приемах (перед снятием давления пружин клапанов) отворачиваем десятью гайками крепления подшипников распредвала.

Снять передний и задний кожухи подшипников распределительного вала.

Взяв немного с головки ГБЦ заднюю крышку ремня ГРМ, снимаем распредвал.

Снять сальник распределительного вала.

Порядок оформления заказа

Устанавливаем распредвал в следующей последовательности.

Очистить сопрягаемые поверхности ГБЦ и кожухов подшипников от старого герметика и масла.

Смажьте моторным маслом шейки матки и распределительные валы. Вставляем вал в опорную головку цилиндров таким образом, чтобы кулачки первого цилиндра были направлены вверх.

На поверхность ГБЦ, сопряженную с подшипниками в районе крайних опор, наносим тонкий слой силиконового герметика.

Установить корпуса подшипников и затянуть гайки их крепления в два приема.

Предварительно затяните гайки в последовательности, указанной на рисунке, до прилегания поверхностей подшипников к головке блока цилиндров. При этом необходимо следить за тем, чтобы установленные втулки корпуса беспрепятственно входили в свои гнезда.

Наконец, затяните гайки с моментом 21,6 нм (2,2 кгс.м) в той же последовательности.

После затяжки гаек осторожно удалить остатки герметика, выдавившиеся из зазоров.Проверить зазоры в клапанном механизме. Пропишем новый сальник распредвала (см. Замену сальника распредвала ВАЗ-2110, -2111).

Замена маслоотражающих колпачков двигателей ВАЗ-2110

Порядок оформления заказа

Снимите распределительный вал. Устанавливаем коленвал в положение НМТ поршней 1-го и 4-го цилиндров. В таком положении вала меняем маслоотражающие колпачки клапанов 1-го и 4-го цилиндров.

Вытаскиваем толкатель с регулировочной шайбой из домкрата ГБЦ.

Замочить свечу зажигания 1-го цилиндра.

Через свечное отверстие вставить стержни из мягкого металла (диаметром около 8 мм) между днищем поршня и тарелкой клапана, на котором происходит замена колпачка.

Установить предохранительный клапан. Просеиватель отклонителя желает тарелку клапана, а рычаг зацепления достаем за гайкой, навинченной на планку крепления подшипников распределительного вала.

Сожмите пружины и пинцетом удалите сухари.

Вытаскиваем тарельчатые пружины и сами пружины.

Специальными клещами снимаем крышку маслоприемника с канализационной направляющей клапана.

Смазав новую крышку моторным маслом, прижимаем ее оправкой к направляющей втулке.

Собираем клапанный механизм 1-го цилиндра в обратной последовательности. Затем повторите эти работы для 4-го цилиндра. После этого, подтянув коленвал на 180 ° (поршни НМТ 2-го и 3-го цилиндров) аналогичным образом меняем маслоотражающие колпачки клапанов 2-го и 3-го цилиндров.

Собираем механизмы в обратном порядке.

Распределительный вал двигателя ВАЗ-2110 Самостоятельная замена

Порядок оформления заказа

Снимите ремень ГРМ.

Ключ «на 17» переворачивает болт шкива шестерни распредвала. Чтобы вал не проворачивался, пропускаем головку «на 10» через отверстие в шкиве с удлинителем и надеваем винт задней крышки ремня ГРМ.

Применяем отвертку шкив распредвала и снимаем его.

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

Смотрим отверткой сальник и снимаем.

Смазав моторным маслом рабочую кромку нового сальника, подходящим срезом трубы прижимаем.

Сборка производится в обратной последовательности.

Инструменты для обслуживания и сборки, используемые на столбах, должны быть исправными. Не допускается использование ключей с изношенными гранями и несоответствующих размеров, использование рычагов для увеличения плеча ключей гаечных ключей, а также использование долота и молотка для перетаскивания гаек.Ручки отверток, напильников, ножовок и так далее должны быть из пластика или дерева, иметь гладкую гладко очищаемую поверхность. Деревянные ручки во избежание раскалывания должны иметь металлические кольца.

Увеличивать втулки, подшипники и другие детали следует с помощью прессов и специальных пленок. Надрезы должны быть плотно закреплены и закреплены на деталях в месте приложения усилия.

Смотровые канавы должны иметь направляющие предохранительные щитки и содержаться в чистоте. Неиспользуемые смотровые канавы необходимо ограждать или закрывать.Машины должны заезжать в канаву, когда нет людей.

Когда машину ставят на пост ТО или ремонта, нужно на руле повесить табличку: «Двигатель не пускать — люди работают!». Автомобиль следует затормозить ручным тормозом и включить первую передачу в коробке передач.

При обслуживании автомобиля, установленного на подъемнике, необходимо усилить табличку с надписью на приводном механизме: «Не трогать — под машиной работают люди!».Во избежание самопроизвольного опускания гидроподъемника после подъема автомобиля откиньте назад страховочные стойки или вставьте штифты в отверстия предохранительных трубок, которые перемещаются вместе с плунжерами.

Перед началом работ на автомобильном самосвале с поднятым кузовом необходимо установить упорную штангу, предотвращающую опускание кузова.

При обслуживании и ремонте автомобиля со снятыми колесами, поставленными на домкраты, тали и краны, разрешается приступать к работам только после установки автомобиля на трибуны (козлы), при этом упоры необходимо ставить под неустойчивые колеса.Подставки должны быть прочными и надежными (только металлические).

При приближении и транспортировке агрегатов нельзя находиться под приподнятыми частями автомобиля. Запрещается снимать, устанавливать и транспортировать агрегаты при их разворачивании с помощью троса и канатов без специальных заеданий. Транспортные средства для перевозки должны иметь стойки и упоры, предохраняющие агрегаты от падения и перемещения по тележке.

Для осмотра автомобиля используются переносные безопасные электролампы напряжением до 36 вольт с защитными сетками, при работе в смотровых каналах напряжение не должно превышать 12 вольт.Ручной электроинструмент (дрели, гаечный ключ) необходимо подключать к сети только через розетки с заземляющим контактом. Провода электроинструментов необходимо проглотить, не позволяя им касаться пола.

Прием автомобиля на ходу и проверка тормозов производить вне помещения; Запускать двигатель и дотрагиваться до него с места разрешается только при получении сигнала от рабочей регулировки.

Управление автомобилем на территории автодрома, в том числе тестирование автомобилей после ремонта и регулировки, разрешено только лицам, имеющим водительские права.Скорость движения не должна превышать: на подъездных путях и проездах — 10 км / ч, в производственных помещениях — 5 км / ч. Обгон одной машины на другую на территории автомобильного запрещен.

Техника безопасности При проведении ремонтных работ гараж или бокс, где проводятся ремонтные работы, должен хорошо проветриваться, дверь легко открывается как изнутри, так и снаружи. Проход к двери всегда держите свободным. При работающем двигателе (особенно на пусковых режимах) выделяется окись углерода (окись углерода) — ядовитый газ без цвета и запаха.Опасная концентрация оксида углерода может образоваться даже в открытом гараже, поэтому перед запуском двигателя обеспечьте принудительный отсос выхлопных газов за пределы гаража. При отсутствии принудительного выхлопа можно на короткое время запустить двигатель, надев на выхлопную трубу отрезок шланга и прогнав его. В этом случае выпускная система и ее соединение со шлангом должны быть герметизированы.

При ремонте систем питания инжекторных двигателей необходимо отсоединить «минусовую» клемму АКБ от «массы» и сбросить давление в системе.

На время сварки запасся огнетушителем (лучше карбонатным). Отсоедините провода от всех выводов генератора и аккумуляторной батареи, отключите все электронные блоки управления от бортовой сети автомобиля и прикоснитесь к «массе» сварочной проволоки как можно ближе к месту сварки. Следите за тем, чтобы электрический ток не проходил через подвижные (подшипники, шаровые опоры) или резьбовые соединения — иначе они могут выйти из строя.

При ремонте цепей электрооборудования или при опасности повреждения (сварка, зачистка жгутов проводов) отсоединить «-» клемму аккумуляторной батареи.

Для защиты рук от порезов и ушибов при «силовых» операциях надевайте перчатки (лучше кожаные). Для защиты глаз надевайте очки (лучше специальные, с боковыми щитками).

При работе с электролитом необходимы стаканы

По возможности используйте взамен ромбические или гидравлические домкраты — они более устойчивы и надежны. Не используйте неисправный инструмент: рожковые ключи с «снятыми с производства» зевами или мятыми губками, отвертки с закругленным, скрученным или неправильно заточенным пазом, проходные с плохо закрепленными пластиковыми ручками, молотки с незакрепленной ручкой и т. Д.

При подвешивании автомобиля (на домкрате или подъемнике) ни в коем случае не под ним. Предварительно убедитесь, что соответствующие элементы кузова (напольные усилители, пороги) достаточно прочны. Используйте для подъема автомобиля только штатные опоры. Запрещается вешать автомобиль на два и более домкрата — используйте подстаканники промышленного производства. Запрещается загружать или разгружать автомобиль, стоя на домкрате (садясь в него, стрелять или устанавливать двигатель). При ремонте автомобиля со снятым двигателем (силовым агрегатом) учитывайте, что говорение по осям изменилось: при подвешивании на домкрате такая машина может упасть.Работайте только на ровном нескользящем участке, под неразвитые колеса ставьте упоры.

Масла для выхлопных газов способствуют возникновению рака кожи. Если масло попало на руки, протрите их тряпкой, а затем протрите специальным «чистящим средством для рукоделия» (или подсолнечным маслом) и промойте теплой водой с мылом (нельзя мыть руки горячей водой, а вредные вещества легко проникают в кожу!).

Если бензин попал на руки, протрите их чистой тряпкой, а затем вымойте с мылом.

Охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя (антифриз) содержит этиленгликоль, который отравляет при попадании в организм и в меньшей степени при попадании на кожу. При отравлении антифризом необходимо сразу вызвать рвоту, промыть желудок, а в сложных случаях принять солевое слабительное (например, соль Селубера) и обратиться к врачу. При попадании на кожу — смыть большим количеством воды. То же и при отравлении тормозной жидкостью. Электролит при попадании на кожу вызывает жжение, покраснение.Если электролит попал ему в руки или глаза, сначала промойте его большим количеством холодной воды. Не мойте руки с мылом! Затем руки можно вымыть раствором питьевой соды или нашатырного спирта (из автомобильной аптечки). Помните, что серная кислота даже в малых концентрациях разрушает органические волокна — берегите одежду! Поэтому при работе с аккумулятором (на его поверхности почти всегда присутствует электролит) надевайте очки и защитную одежду (желательны резиновые перчатки).

Бензин, масло, тормозная жидкость практически не обрабатываются естественным путем. Тормозная жидкость содержит ядовитые эфиры гликоля, масла — отработанные минеральные и органические добавки, внешние загрязнения, продукты износа. Свинцовые батареи, помимо свинца, содержат сурьму и другие элементы, которые образуют высокотоксичные человеческие связи для человеческого организма, которые надолго остаются в почве. Резиновые изделия и пластмассы также практически не разлагаются in vivo, а при сгорании образуют токсичные, в том числе канцерогенные, соединения.

Охрана природы и рациональное использование природных ресурсов — одна из важнейших экономических и социальных задач государства.

С 1974 г. в перспективных и текущих планах социально-экономического развития страны есть раздел «Охрана природы». Национальная служба наблюдения и контроля за уровнем загрязнения природной среды контролирует загрязнение атмосферного воздуха более чем в 450 городах страны, качество поверхностных вод, суши более 4 тысяч точек, 1200 водоемов.

В стране предусмотрена широкая программа развития и серийного освоения высокопроизводительного газопылящего оборудования, систем очистки промышленных и городских сточных вод биологическими и физико-химическими методами. Ведутся большие работы по рекультивации земель, занимающихся отвалами пустой породы в шахтах и ​​карьерах. Во всех крупных размерах взамен происходит посадка в лес. Размеры затопляемых земель при строительстве гидротехнических сооружений и земельных участков ограничиваются защитными дамбами, пашня резко сокращается для промышленного и гражданского строительства.Не допускается ввод промышленных объектов до строительства очистных сооружений и пылеулавливающих сооружений.

Осуществляются новые мероприятия по рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов. Необходимо усилить охрану природы, земли, ее источников, атмосферного воздуха, водоемов, животного и растительного мира.

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного забора в цилиндры двигателя горючей смеси и выпуска отработавших газов.

Газораспределительный механизм (см. Рис.10) состоит из:

распредвал,

клапаны впускные и выпускные с пружинами,

впускных и контурных каналов.

Распредвал расположен в верхней части головки блока цилиндров. Неотъемлемой частью вала являются его кулачки, количество которых соответствует количеству впускных и выпускных клапанов двигателя. Другими словами, над каждым клапаном находится личный кулачок. Именно эти кулачки при вращении распределительного вала обеспечивают своевременное, согласованное с движением поршней в цилиндрах открытие и закрытие клапанов.Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала двигателя с помощью цепной передачи или зубчатого ремня. Натяжение приводной цепи регулируется специальным натяжителем, а ремень представляет собой натяжной ролик.

При вращении распределительного вала кулачок ударяется о рычаг, который, в свою очередь, давит на шток соответствующего клапана (впускного или выпускного) и открывает его (рис. 12а). Продолжая вращаться, кулачок вырывается из рычага, и под действием сильной пружины клапан закрывается (рис.12б). Ну, а потом знаете — поршень, через открытый впускной или выпускной клапан, соответственно всасывает горючую смесь или выталкивает отработанные газы. Когда оба клапана в одном цилиндре закрыты — происходит такт сжатия или рабочий ход поршня.

Основные неисправности газораспределительного механизма двигателя.

Стуки в газораспределительном механизме появляются из-за увеличенных зазоров в клапанном механизме, износа подшипников распредвалов или распредвалов, рычагов, а также из-за повреждения пружин клапанов.Для устранения стуков необходимо отрегулировать тепловой зазор, а изношенные детали и узлы заменить. Повышенный шум приводной цепи распределительного вала появляется из-за износа шарнирных соединений звеньев цепи и ее удлинения. Необходимо отрегулировать натяжение цепи, а при ее чрезмерном износе — заменить на новую. Падение мощности двигателя и повышенное задымление выхлопных газов происходит при нарушении теплового зазора в клапанном механизме, неплотном закрытии клапанов, износе крышек маслосборника.Следует отрегулировать зазор, поменять изношенные колпачки, а клапаны «вытащить» на седла.

Работа газораспределительного механизма двигателя.

Обратите внимание на тепловой зазор между рычагом и кулачками распределительного вала. Немного знаний физики и можно понять, что этот зазор должен быть строго определенного размера. Ведь при нагревании расширяются все части двигателя, в том числе детали газораспределительного механизма. Если тепловой зазор меньше нормы, клапан откроется больше, чем предполагается, и не успеет вовремя закрываться.А это нарушит рабочий цикл двигателя и плюс ко всему скоро придется менять «сгоревшие» клапана.

Если зазор между рычагом распредвала и распредвалом будет очень большим, клапан не сможет открыться полностью, что, естественно, не лучшим образом отражается на процессе заполнения цилиндров горючей смесью или выхлопными газами. При неправильной установке теплового зазора наблюдается целая череда неприятностей. Двигатель начинает нестабильно работать, заклинивать и преподносить другие «сюрпризы», описанные в неисправностях газораспределительного механизма.Пользуясь инструкцией по эксплуатации своего личного автомобиля, необходимо периодически контролировать правильность «зазора в клапанах». Однако речь идет о десятых долях миллиметра! Например, для двигателей ВАЗ в зависимости от модели тепловой зазор должен быть в пределах 0,15 — 0,35 мм. Если у вас есть соответствующие инструменты и вы определитесь с «залезть в двигатель», то после нескольких попыток вы сможете научиться «регулировать клапан». Если вы не собирались осваивать профессию автомеханика, то при подозрении на «наклонную арматуру» следует обратиться к специалистам.

При эксплуатации двигателя необходимо следить за натяжением цепи или ремня привода распределительного вала и при необходимости регулировать его.

В начале дороги не советую включать музыку сразу после запуска двигателя. Проехав несколько километров, прислушайтесь, нет ли посторонних звуков из-под капота. Они могут быть самые разные, но любой из них скажет, что не все в порядке. Обратитесь к механикам — на любой автостоянке или в гаражах работает много мастеров.Найдите ту, которой вы отказываетесь от своей машины. Обычно это недорого, и, как правило, качественно. Определив причину посторонних шумов, конечно, необходимо отремонтировать узел, заявивший о своей «болезни». Никакая неисправность не появляется без предварительного предупреждения. Если во время движения вы ничего не слышите из-под капота своей машины (не слышите или не умеете слышать), то позвольте мне проехать на вашей машине знающий человек. Проблемы начинающих водителей заключаются в том, что зачастую они не знают — как должна себя вести исправная машина, какие шумы нормальные, а какие «говорят» о грядущих финансовых затратах.И это важно знать, так как многие ездят на автомобилях с аварийными узлами, думая, что так и должно быть.

1. Анхин В.А. Отечественные автомобили. М .: Машиностроение, 1977.

.

2. Ильин Н.М. Электрооборудование автомобилей. М .: Транспорт, 1978.

.

3. Инструкция по охране труда механиков по ремонту автомобилей, двигателей и топливной аппаратуры на автоцентрах и станциях АвтоВАЗТЕХОБС службы №37.101.7072-85 Вместо 37.101.7072-78.

4. Михайловский Э.Серебряков В.Б. Тур Е.Я. Устройство автомобиля М: Машиностроение, 1990.

5. Молоков В.А., Зеленин С.Ф., Учебное пособие по устройству автомобиля, М. 1987

6. Ремонтная служба Эксплуатация ВАЗ 2110, 2111, 2112 (Жигули) // http://www.autoprospect.ru/Vaz/2110-Zhiguli/2-tekhnika-bezopasnosti.html

7. Тур Е.Я. Серебряков К.Б. Устройство автомобиля М: Машиностроение 1990 г.

8. Чумаченко Ю. Т., Герасименко А.И., Реарменов Б.Б. Каровель. Устройство, обслуживание и ремонт автомобилей, 2006 г. — 544 С

Письменный экзамен.

Тема: «Техническое обслуживание и ремонт газораспределительного механизма двигателя

».

ЗМЗ — 53 «.

Выполнила: студентка

Консультант:

Рецензент:

г. Чехов Московской области.

Рабочий план.

1. Введение.

2. Устройство и назначение газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ — 53.

3. Техническое обслуживание газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ — 53:

.

3.1. Неисправности, их признаки и причины.

3.2. Способы устранения неисправностей.

3.3. Техническое обслуживание, его виды и сроки. Работы при этом выполнены.

4. Ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ — 53.

4.1. Последовательность разборки механизма. Прикладные инструменты.

4.2. Дефектные детали.

4.3. Незавершенные подробности.

4.4. Восстановление деталей.

4.5. Последовательность сборки механизма.

4.6. Проверить и протестировать работу механизма.

5. Безопасность при ремонте и обслуживании.

6. Использованная литература.

Введение

В настоящее время автомобильный транспорт стал одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. Применяется во всех отраслях народного хозяйства — в промышленности, торговле, сельском хозяйстве. Данная распределительная машина получила за счет маневренности, высокой проходимости, способности работать в различных условиях.

Одной из основных задач автотранспортных предприятий на сегодняшний день является повышение долговечности и экономичности автомобиля, а также снижение его негативного воздействия на окружающую среду.Надлежащая эксплуатация в сочетании со своевременным и качественным обслуживанием (комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности при использовании по назначению, стоянке, хранении или транспортировке) и ремонтом (операции по восстановлению здоровья или работоспособности и восстановлению автомобиля или его узлы, агрегаты) Значительно увеличивают эти показатели.

В процессе эксплуатации автомобиля его функциональные свойства постепенно ухудшаются в результате износа, коррозии, повреждения деталей, усталости материала и т. Д.В автомобиле есть неисправности (дефекты), снижающие эффективность его использования. Для предотвращения появления и своевременного устранения неисправностей автомобиль проходит диагностику, обслуживание и ремонт.

Двигатель ЗМЗ-53 выпускается Волжским моторным заводом и устанавливается на грузовые автомобили ГАЗ-53 (сегодня снят с производства) и ГАЗ-3307 (3308). Возможна также установка на пассажирский автобус ПАЗ-3205. Конструкция и высокие характеристики этого двигателя способствовали его широкому применению на автомобильном транспорте.

Двигатель — одна из основных частей автомобиля. Работа его систем и механизмов во многом влияет на экономичность автомобиля в целом. В частности, неудовлетворительная работа газораспределительного механизма может стать причиной повышенного расхода топлива, повышенного содержания продуктов сгорания топлива в выхлопных газах и т. Д. Об устройстве, назначении и способах поддержания исправной работы двигателя ЗМЗ-53 и будет. обсуждается ниже.

Устройство и назначение газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ — 53.

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного забора в цилиндры горючей смеси (карбюраторные двигатели) или очищенного воздуха (дизельные двигатели) и выхлопных газов. Для этого клапана в определенные моменты открывают и закрывают впускной и выпускной каналы ГБЦ, сообщающие цилиндры двигателя с впускным и выпускным трубопроводами. В двигателе ЗМЗ — 53 использован газораспределительный механизм с верхним положением клапанов и нижним расположением распределительного вала.

Газораспределительный механизм состоит из впускных и выпускных клапанов с пружинами, передаточных частей от распределительного вала к клапанам, распределительного вала и шестерен. Коленчатый вал с помощью распределительных шестерен 15 и 16 вращает распределительный вал 14, установленный в блокировке и являющийся общим для левого и правого рядов цилиндров. Каждый распределительный вал распределительного механизма, идя к толкателю 13, поднимает его вместе со штангой 12. Он поднимает один конец коромысла 7, а другой перемещается вниз и давит на клапан 3, опуская его и сжимая пружины 6 клапана. .При выходе распредвала распредвала из толкателя шток и толкатель опускаются, и клапан под действием пружин, сидящих в седле, плотно закрывает отверстие клапана.

Мощность двигателя во многом зависит от степени наполнения цилиндров свежей порцией горючей смеси и очистки их от выхлопных газов. Чтобы в цилиндрах двигателя было больше топливной смеси, впускные клапаны должны открываться еще до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (с опережением).Поскольку при большой скорости вращения вала коленчатого вала такт впуска часто повторяется, то во впускной трубе создается разрешение. Воздух поступает в цилиндры двигателя, несмотря на то, что поршень поднимается вверх. Воздух по инерции попадает в цилиндры через открытый клапан и после поршня проходит нижнюю мертвую точку. Впускной клапан закрывается с некоторой задержкой.

Фазы вызова газораспределения с момента открытия клапанов до их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала.Они изображены в виде круговой диаграммы. Расширение воздухозаборника с 180 до 268 ° C В двигателе ЗМЗ — 53 удалось добиться опережающего открытия и запаздывания закрытия крана для чернил.

Выпуск отработавших газов из цилиндра (открытие выпускного клапана) начинается за 50-й угол поворота коленчатого вала до тех пор, пока поршень не достигнет нижней мертвой точки, а клапан закрывается после прохождения поршнем верхней мертвой точки. Таким образом, выпускной клапан открыт на 2520 ° на углу поворота коленчатого вала.

В конце такта впуска и начале выпуска отработавших газов оба клапана на 46 o 4-й угол поворота коленчатого вала открыты одновременно. Такое перекрытие клапанов пропускает в цилиндры свежий воздух, что способствует их лучшей очистке от выхлопных газов.

Моменты закрытия и открытия клапанов зависят от профиля распредвалов распределительных валов, а также от величины зазора между клапанами и коромыслом.

Распредвал.

Распредвал изготавливается из стали или специального чугуна и проходит термическую обработку. Профиль его кулачков как впускных, так и выпускных от двигателя ЗМЗ — 53 выполнен одинаковым.

Ячейки (впускной и выпускной) кулачков расположены в четырехцилиндровом двигателе под углом 90 °, в шестицилиндровом — под углом 60 °, а в восьмеричном цилиндре (ЗМЗ 53) — под углом 45to. При шлифовании кулачки дают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы.Начиная с метки передней опоры, диаметр шейки уменьшается, что облегчает установку распредвала в картер двигателя. Количество опорных шеек обычно равно количеству родных подшипников коленчатого вала. Втулки опорных шеек изготовлены из стали, а их внутренняя поверхность покрыта антифрикционным сплавом. На переднем конце распределительного вала расположен эксцентрик, воздействующий на штангу привода топливного насоса, а на его заднем конце — шестерня, приводящая во вращение распределитель зажигания и масляный насос.Между шестерней распределительного вала и его передней опорной шейкой расположено распорное кольцо и упорный фланец, крепление болтами к колодке и удерживающий вал от продольного перемещения. Поскольку толщина распорного кольца больше толщины упорного фланца, обеспечивается осевой зазор («ход») распредвала, который должен находиться в пределах 0,08-0,21 мм.

Привод распределительного вала.

Распределительный вал приводится в движение зубчатой ​​или цепной передачей. В двигателях грузовых автомобилей в основном используются зубчатые передачи.Ведущая шестерня такой трансмиссии установлена ​​на переднем конце коленчатого вала, а ведомое колесо — на переднем конце распределительного вала и фиксируется гайкой.

Ведущие колеса должны входить в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов, обеспечивающем правильность заданных фаз газораспределения и порядок работы двигателя. Поэтому при сборке двигателя шестерни вводят в метки на их зубьях (на впадине между колесами и зубьями шестерни).Для снижения уровня шума зубчатых колес они изготавливаются с косыми зубьями и из различных материалов. На коленчатом валу установлена ​​стальная шестерня, а на распределении — чугунное или текстолитовое колесо.

Детали клапанного механизма.

В газораспределительном механизме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительных валов клапаны приводятся в движение через передаточные части (толкатели, штоки и коромысла).

Толкатели.

Предназначены для передачи усилий от распределительного вала через шатуны на коромысло.Двигайтесь из стали или чугуна. Толкатели бывают цилиндрическими и рычажно-роликовыми. Рычаг-ролик установлен на оси под распределительным валом. Ролик толкателя опирается на распределительный вал распредвала. Ось ролика вращается на игольчатых подшипниках, поэтому при качении ролика по кулачку трение сменяется трением качения. Рядом с толкателем опирается шток.

Основа нормальной работы двигателя — слаженная работа всех его механизмов и систем.Одним из таких важных компонентов силового агрегата является газораспределительный механизм, который отвечает за подачу воздуха во все цилиндры машины и вывод выхлопных газов.

Назначение и принцип газораспределения

Газораспределительный механизм в двигателе внутреннего сгорания предназначен для своевременной подачи топливовоздушной смеси или воздуха в цилиндры и выпуска из выхлопных газов. Работа механизма осуществляется за счет своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

Рабочий процесс TRG основан на синхронном движении распределительного вала и коленчатого вала, который вызывает открытие и закрытие клапанов в нужный момент мотоцикла. При вращательном движении распределительного вала кулачки нажимаются на рычаги, а кулачки — на штоки клапанов, открывая их. Следующий оборот распределительного вала поворачивает кулачки, занимая исходное положение и закрывая клапан.

Классификация газораспределительных механизмов

Двигатели на современных автомобилях комплектуются различными газораспределительными механизмами, которые имеют следующую классификацию:

  1. В зависимости от расположения распредвала — нижнее или верхнее.
  2. В зависимости от количества распредвалов — один или SONC (Single Overhead Camshaft) или два вала — DOHC (Double Overhead Camshaft).
  3. В зависимости от количества клапанов — от 2 до 5.
  4. Из разновидностей вала привода — шестеренчатый, цепной или с зубчатой ​​ремешком.

Двигатели с верхним расположением вала считаются наиболее производительными и получили широкое распространение. В них клапаны приводятся в движение распредвалом через рычаги толкателей. Это упрощает всю конструкцию, снижает массу двигателя и снижает инерционную мощность.В такой схеме вал устанавливается в головке рядом с клапанами. Движение от коленчатого вала передается с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.

При нижнем положении распределительного вала он устанавливается рядом с коленчатым валом в блоке цилиндров. Передача усилия на клапан происходит с помощью толкателей через коромысло. Распределительный вал входит в зацепление с коленчатым валом с помощью шестерни. Такая конструкция двигателя считается сложной, к тому же инерция движущихся частей механизма будет увеличиваться.

Количество переключателей механизма и клапанов на каждый цилиндр зависит от варианта двигателя. Чем больше в нем предусмотрено клапанов, тем лучше цилиндры наполнены воздухом или горючей смесью, очищены от газов. За счет этого двигатель способен развивать большую. Нечетное количество клапанов означает большее количество воздухозаборников по сравнению с градуировкой.

Устройство ГРМ

Газораспределительный механизм состоит из следующих основных элементов:

1.Распределительный вал. Открывает клапаны в определенной последовательности, в зависимости от работы цилиндров. Он сделан из чугуна или стали, а рабочие поверхности утоплены с высокой частотой. Он может быть установлен в головке блока цилиндров или в картере. В многозаходных двигателях используется два распределительных вала, один из которых управляет впускными клапанами, а другой выпускной. Вращение вала происходит на цилиндрических опорных лепешках. Прямое или косвенное воздействие на арматуру осуществляется кулачками, расположенными на валу.Каждому кулаку соответствует один клапан.

2. Привод клапана. Привод клапанов осуществляется по-разному: при нахождении распредвала в картере кулаки передаются на толкатели, штоки и коромысла.

Коромысло (коромысло или роликовый рычаг) выполнено из стали, установлено на полой оси, закрепленной в головках ГБЦ. Одна его сторона упирается в кулачок кулачка, а другая надевается на конец штока клапана. При работающем двигателе клапаны нагреваются и выдвигаются, что грозит им неполной посадкой в ​​седло.Следовательно, тепловой зазор обязательно должен соответствовать клапану и коромыслу.

Также кулаки могут воздействовать на клапан через рычаг или непосредственно на его толкатель. Толкатели могут быть выполнены в механическом (жестком), роликовом исполнении или в виде гидрокомпенсатора. Первый вид из-за шума практически не используется, а второй отличается мягкостью и отсутствием необходимости в регулировках. Роликовые толкатели используются в форсированных и спортивных двигателях.

3. Механизм привода распредвала.Осуществляется с цепной, ременной или зубчатой ​​передачей. Цепь отличается надежностью, сложна в устройстве и дороге, ремень дешевле, но менее надежен, а в случае порыва ремня может повлечь за собой повреждение двигателя за счет ударов клапанов около поршней.


4. Клапаны. Предназначен для открытия и закрытия впускного и выпускного канала. Состоят из стержня и головок, на которых имеется узкая, скошенная под углом фаска, плотно прилегающая к камере седла, за что они взаимно рвутся.Головки впускных клапанов больше деления деления. Но градуировка прочнее нагретой, поэтому они сделаны из жаропрочной стали и внутри залиты натрием для лучшего охлаждения.

Цилиндрический шток клапана сверху заточен для крепления пружины, что не дает ей оторваться от коромысла, который опирается на шайбу на головку, и фиксируется упорной пластиной. Шток помещается в направляющую втулку, запрессованную в головку цилиндров, чтобы масло не попало в камеру сгорания, на нее надевается маслоотражающий колпачок.

Фазы газораспределения

За фазами газораспределения принимается начало открытия и момент закрытия клапана, выраженный в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Наилучшая очистка цилиндра от выхлопных газов достигается при открытом выпускном клапане до дна мертвой точки (НМТ), а закрытие — после НТТ. Заполнение баллонов воздухом или горючей смесью происходит, когда впускной клапан открыт до прохождения НМТ, а закрытие — после НМТ.Период одновременного открытия обеих створок называется их перекрытием.

Фазы подбираются на заводе двигателя экспериментальным путем и зависят от его конструкции и частоты вращения. При этом колебание газов используется таким образом, что перед закрытием впускного клапана возникает волна давления, а перед закрытием выпускного — волна вакуума. Такой подбор фаз обеспечивает одновременное улучшение наполнения цилиндров воздухом или смесью, а также их очистку от выхлопных газов.

Установка газораспределительного механизма осуществляется с помощью меток на шестернях. Отклонение от нормы на пару зубцов или звездочек может привести к удару клапана поршня и поломке двигателя. Постоянство фаз сохраняется при наличии теплового зазора в клапанном механизме, нарушение которого вызывает уменьшение или увеличение длительности открытия.

Для каждого двигателя производитель указывает фазы газораспределения в виде диаграммы, где указаны моменты открытия, закрытия и перекрытия клапанов.

Возможные неисправности

Судить о неисправности газораспределительной системы можно по следующим внешним признакам:


Газораспределительный механизм двигателя должен обеспечивать своевременный впуск в цилиндры заряда свежего воздуха или горячей смеси и выход из цилиндров выхлопные газы. При возникновении неисправности в газораспределительном механизме нарушается нормальная работа двигателя, снижается его мощность, хуже КПД.

Основные неисправности газораспределительного механизма могут быть следующие:

нарушение тепловых зазоров между штоками клапанов и носков по слухам, выжигание рабочих зазоров клапанов и седел, потеря упругости или рессоры автомобиля, повышенный износ толкателей, толкателей, коромысел, втулок направляющих клапанов, опорных шеек, втулок и т. Д. распредвал распредвалов, его упорный фланец и зубья распределительной шестерни.

В автомобиле Опель основными неисправностями газораспределительного механизма являются износ шестерен и распредвалов распредвалов, нарушение зазоров между шатунами клапанов и сливов слух, износ толкателей и направляющих втулок, тарелок клапанов и др. их гнезда. Отказ газораспределительного механизма включает в себя поломку зубьев распределительной шестерни и потерю упругости пружин клапана.

В процессе работы двигателя имеющийся тепловой зазор в клапанном механизме обеспечивает плотную посадку клапана на седло и компенсирует тепловое расширение деталей механизма.При нарушении теплового зазора в механизме впускного клапана уменьшается проточное сечение клапана, в результате чего цилиндр уменьшается, а наполнение воздухом или топливной смесью уменьшается.

С увеличением теплового зазора Механизм выпускного клапана ухудшает очистку цилиндра от выхлопных газов, что, в свою очередь, ухудшает процесс сгорания. При этой неисправности происходит повышенный износ штоков клапанов и снижение мощности двигателя.Характерным признаком увеличенного теплового зазора является звонкий резкий стук, который хорошо слышит работу двигателя без нагрузки при малом вращении коленчатого вала.

С уменьшенным тепловым зазором Клапаны нарушаются герметичностью их посадки в седлах, как следствие — уменьшается компрессия в цилиндрах, подгорает фаска клапанов и их седла. Двигатель начинает работать с перебоями, мощность падает.

Характеристики Прекрасные запорные клапаны Хлопок периодического действия на приемном или выпускном трубопроводе.В карбюраторных двигателях при уменьшенных тепловых зазорах впускных клапанов вата возникает в карбюраторе, а на выпускных клапанах — в глушителе. Причины этой неисправности также могут быть отложения на седлах клапанов, повреждении пружин клапанов, подгорании клапанов и рабочих поверхностей седла. Зазоры между штоками клапана и носками колесных дисков следует систематически проверять и при необходимости регулировать.

Шум в крышке Распределительные шестерни и ручки распределительных шестерен сливаются с общим шумом, но прислушиваются к крышке распределительной шестерни в зоне зубьев.

Обнаружена при проверке технического состояния неисправность, вызванная повышенным износом деталей газораспределительного механизма, устраненными при ремонте двигателя. Небольшие повреждения, предварительно сняв сетку, убираем шлифовкой. Седла клапанов не должны иметь раковин, повреждений и следов коррозии. Перед ремонтом седла проверьте износ клапанной втулки. Если он изношен, его меняют, значит, ремонтируют седло. Ремонт производится на специальных станках или с помощью специального приспособления, состоящего из стержня и сменного резца.Для восстановления клапанов и их седел используются другие комплекты инструментов отечественного и зарубежного производства.

Головки цилиндров после обработки седла необходимо продуть сжатым воздухом. Один из самых частых дефектов направляющих втулок — повышенный износ внутренней поверхности. Обычно это вызвано длительной работой двигателя после 150 тысяч километров пробега автомобиля.

Состояние направляющих втулок клапанов в основном определяет зазор между ними и штоками клапанов.Для определения зазора необходимо измерить диаметр стержневого клапана и диаметр отверстия его направляющей втулки, а затем сначала вычесть из второго значения. Один из методов измерения зазора без снятия головки блока цилиндров следующий. К клапану, установленному в направляющей втулке, прикладывают часовой индикатор стопы и устанавливают его на ноль. Затем смещают шток клапана в сторону индикатора и по его показаниям определяется зазор между штоком и направляющей втулкой.Зазор не должен превышать 0,20-0,25 мм. При замере штока клапана необходимо перемешивать в направлении, параллельном коромыслу, так как в этом направлении, как правило, происходит наибольший износ направляющей втулки.

Зазор между направляющей втулкой и клапаном можно проверить следующим образом. Головка блока цилиндров снимается, клапаны и направляющие втулки очищаются от отложений, клапаны вставляются в втулку и устанавливаются указатель часового типа на поверхности цилиндра (рис.1).


Рисунок 1. Измерение зазора между штоком клапана и направляющей втулкой с головкой блока цилиндров

Затем тарелку клапана перемещают в радиальном направлении и определяют зазор. Для впускного клапана он не должен превышать 1,0 мм, а для выпускного — 1,3 мм. Восстановить необходимый диаметр гильзы можно с помощью набора специальных твердосплавных ножей. С помощью таких ножей колеса выдавливают спиральную канавку внутри клапанной втулки, что уменьшает ее внутренний диаметр из-за деформации металла.В результате экструзии получаются спиральные канавки, которые являются своеобразным уплотнением и удерживают масло. Далее при помощи сканирования гильза обрабатывается под диаметр клапана. Если после замены клапана не устранить слишком большой зазор между направляющей втулкой и клапаном и развернуть втулку под ремонтный размер клапана, втулку заменяют.

1. Введение

2. Назначение, устройство и принцип действия

3. Конструктивная особенность

4. Неисправности. Причины, способы определения и устранения

Заключение

ГРМ бывает одно- и двухвинтовой, в зависимости от количества распределительных валов в ГБЦ.В мономиальном трима (SOHC-Single Overhead Camshaft) — один вал. В двухканальном (DOHC — Double Overhead Camshafts) — соответственно два. В частности, это означает, что V-образный или противоположный двигатель имеет два или четыре распредвала.

Газораспределительные механизмы отличаются расположением клапанов в двигателе. Они могут быть как верхними (в ГБЦ), так и нижними (в блоке цилиндров) по расположению клапанов. Самый распространенный газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов, облегчающий доступ к клапанам для их обслуживания, позволяет получить компактную камеру сгорания и обеспечить лучшее заполнение ее горючей смесью или воздухом.

В состав газораспределительного механизма входят:

Распределительный вал

;

механизм привода распределительных валов;

клапанный механизм.

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

Распределительный вал расположен в «развале» блока цилиндров, то есть между его правым и левым рядами цилиндров, и приводится в движение коленчатым валом через распределительную коробку передач.При цепной или ременной передаче вращение распределительного вала осуществляется с помощью цепного или зубчатого ремня.

При вращении распредвала кулачок летит на толкатель и поднимает его вместе со штангой. Верхний конец тяги давит на регулировочный винт, установленный во внутреннем плече коромысла. Коромысло, поворачиваясь вокруг своей оси, внешним плечом прижимается к штоку клапана и открывает отверстие впускного или выпускного клапана в головке блока цилиндров строго в соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров.

Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и окончания закрытия клапанов, которые выражаются в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы газораспределения подбираются экспериментально в зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и градуированных зависимостей от частоты вращения двигателя и конструкции впускных и выпускных патрубков. Производители установок указывают фазы газораспределения для своих двигателей в виде таблиц или диаграмм.

Установка газораспределительного механизма определяется установочными табличками, которые находятся на распределительной шестерне или ведущем шкиве цилиндров двигателя.

Отклонение при установке фаз приводит к выходу из строя клапанов или двигателя в целом. Постоянство фаз газораспределения сохраняется только при соблюдении регулируемого теплового зазора в клапанном механизме данной модели двигателя. Нарушение этого зазора приводит к ускоренному износу клапанного механизма и потере мощности двигателя.

Для правильной работы двигателя коленчатый вал коленчатого вала и распредвалы распредвалов должны находиться в строго определенном положении относительно друг друга. Поэтому при сборке двигателя шестерни распределительного вала усиливаются имеющимися на их зубьях метками: одна — на шестерне коленчатого вала, а другая — между двумя зубьями шестерни распределительного вала. На двигателях с блоком распределения передач установка также производится по меткам.

Последовательность чередования часов в разных цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструкции коленчатого и распределительных валов.

Распределительный вал служит для открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизма в определенной последовательности согласно порядку расположения цилиндров двигателя.

Распредвалы снимаются со стали с последующим скреплением и закалкой токами высокой частоты. На некоторых движках литые деревья от

высокопрочный чугун. В этих случаях поверхность кулачков и шейки валов отбеливается, а затем полируется. Чтобы уменьшить трение между шейкой матки и опорами, в отверстия вдавливают сталь, покрытую антифрикционными слоями, или металлокерамические втулки.

Распределительные валы расположены между опорными корками распределительного вала, по два на каждый цилиндр, впускной и градуированный. Кроме того, к валу прикреплена шестерня для привода масляного насоса и прерывателя распределителя, а также имеется эксцентрик для привода топливного насоса.

Шестерни распределительных валов изготовлены из чугуна или текстолита, распределительное устройство привода коленчатого вала — из стали. Зубья в шестернях наклонные, что вызывает осевое перемещение вала. Для предотвращения осевого смещения предусмотрен упорный фланец, который закреплен на блоке цилиндров между концом шейки переднего основания и ступицей распределительного механизма.

В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала. Это возможно, если распределительный вал совершит за это время вдвое больше оборотов. Следовательно, диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, вдвое больше диаметра шестерни коленчатого вала.

Стук рычага привода клапана. Характерный стук с равномерными интервалами, частота его меньше, чем у любого другого детонации в двигателе.Ввод в двигатель при обрыве одного или нескольких клапанов. Сопровождается деформацией боковой стенки рабочей части рычагов, растрескиванием юбок тарелок клапанов (возможно разрушение тарелки), порезанием упорных башмаков из сахара со стороны задней части. Возможно столкновение выпускных клапанов с днищами поршней. Разумный отстой суперзвезд в тарелках клапанов

а) самоэмиссия регулировочных болтов. Крутящий момент контрэлемента, язычок контрэлемента не оседает.

Регулировочные клапаны. При заграждении замените регулировочные болты.

б) самозакладка регулировочных болтов из-за превышения максимально допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Последствия устранить по вине виновных.

в) Износ распредвалов распредвалов. Работа пары «кулачок-рычаг» без зазора. Некачественная регулировка зазора.

С обратной стороны изношенного кулачка радиальная оценка по всей длине обратной части. Заменить распредвал.

г) Изношены распредвалы распредвалов, на задней части кулачка нет фугов, есть узкая полоса провала на краю противоположной части кулачка — след рычага при пробое.

Заменить распредвал, рычаги.

д) кулачки не изношены. Многократная регулировка стука не устраняется. Отклонение геометрии распредвала распредвала.

Заменить распредвал, рычаги.

Пониженная мощность двигателя, низкая компрессия одного или нескольких цилиндров

а) Покраска заменяемого слоя тарелки клапана («скрип клапана»).

Заменить клапаны. К дополнительным факторам, способствующим возникновению неисправности, относятся отсутствие «распредвала — рычага» этого клапана и повышенная температура двигателя.

Стук газораспределительного механизма

а) завышен зазор «Регулировочная шайба — распредвал распредвал».

Отрегулируйте подборку шайб нужного размера.

б) завышенный зазор «Наружный диаметр регулировочной шайбы — это диаметр гнезда в толкателе под шайбу».

Заменить шайбу, толкатель.

в) Износ распредвала распредвала и регулировочных шайб.

Заменить распредвал и регулировочные шайбы.

г) завален зазор «Шейный вал — подшипник».

Заменить головку блока.

д) слив регулировочной шайбы по кругу контакта с кулачком (неравномерный износ).

Заменить неисправную шайбу.

д) нарезные (без циркуляции) толкатели по внешнему диаметру, эллипсности.

Заменить толкатели.

г) Выгрузка, ослабление крепления привода распредвала. Деформация ведущей звездочки крепления звездочки, звездочки и канавок распредвала.

Заменить неисправные детали.

h) Взаимное касание пружин при работе клапанов.

Заменить пружины.

а) клапан направляющей втулки износа.

Заменить втулки.

Отсечной клапан

а) Дефект сварки штока выпускного клапана, посторонние включения в материале пневмоострова.

Заменить поврежденные детали.

б) заклинивание, разрушение подшипника водяного насоса. Срез зубьев или выпадение приводного ремня распределительного вала со шкивов, несовпадение фаз газораспределения, столкновение клапанов с поршнями.

Заменить поврежденные детали.

c) Обрезка ремня привода распределительного вала.

Заменить поврежденные детали.

г) ослабление натяжения ремня привода газораспределительного механизма, обрыв фазы газораспределения.

Заменить поврежденные детали.

Примечание. В случае петли блока цилиндров крыльчатки водяного насоса (износа) при разрушении подшипника замена блока цилиндров не требует, так как водяной насос имеет высокую производительность, при замене только водяного насоса система охлаждения не работает. нарушено.

Поставка и хранение природного газа

Поставка природного газа потребителям

Доставка природного газа из газовых и нефтяных скважин потребителям требует множества объектов инфраструктуры и этапов обработки, а также включает несколько физических передач хранения.

  • Обработка
  • Транспорт
  • Хранилище

Переработка природного газа для транспортировки по трубопроводам

Природный газ, транспортируемый по магистральной системе транспортировки природного газа (трубопроводам) в Соединенных Штатах, должен соответствовать особым критериям качества, чтобы трубопроводная сеть (или сеть ) могла обеспечивать природный газ однородного качества.Устьевой природный газ может содержать загрязняющие вещества и жидкие углеводородные газы (HGL), которые необходимо удалить, прежде чем природный газ может быть безопасно доставлен в магистральные трубопроводы высокого давления, по которым природный газ транспортируется потребителям. Природный газ обычно перемещается из газовых и нефтяных скважин через систему сбора трубопроводов на заводы по переработке природного газа для обработки.

Обработка природного газа может быть сложной и обычно включает несколько процессов или стадий для удаления нефти, воды, HGL и других примесей, таких как сера, гелий, азот, сероводород и диоксид углерода.Состав устьевого природного газа определяет количество стадий и процессов, необходимых для производства сухого природного газа трубопроводного качества. Эти этапы и процессы могут быть интегрированы в одно подразделение или операцию, выполняться в другом порядке или в альтернативных местах (аренда / завод) или не требоваться вовсе.

  • Сепараторы газ-масло-вода : Сброс давления в одноступенчатом сепараторе вызывает естественное отделение жидкостей от газов в природном газе.В некоторых случаях требуется многоступенчатый процесс разделения для разделения различных потоков текучей среды.
  • Сепаратор конденсата : Конденсат чаще всего удаляется из потока природного газа на устье скважины с помощью сепараторов, похожих на сепараторы газ-нефть-вода. Поток природного газа в сепаратор идет непосредственно с устья скважины. Добытый конденсат направляется в резервуары для хранения.
  • Обезвоживание : В процессе обезвоживания удаляется вода, которая может вызвать образование нежелательных гидратов и конденсацию воды в трубопроводах.
  • Удаление загрязняющих веществ : Неуглеводородные газы, такие как сероводород, диоксид углерода, водяной пар, гелий, азот и кислород, также должны быть удалены из потока природного газа. Наиболее распространенный метод удаления — направлять природный газ через емкость, содержащую раствор амина. Амины поглощают сероводород и диоксид углерода из природного газа и могут быть переработаны и регенерированы для многократного использования.
  • Экстракция азота : Как только сероводород и диоксид углерода снижаются до приемлемых уровней, поток природного газа направляется в установку отвода азота (NRU), где он подвергается дальнейшей дегидратации с использованием слоев молекулярных сит.
  • Отделение метана : Процесс деметанизации потока природного газа может происходить как отдельная операция на заводе по переработке природного газа или как часть операции NRU. Методы криогенной обработки и абсорбции — это некоторые из способов, используемых для отделения метана от HGL.
  • Фракционирование : Фракционирование разделяет HGL на составные жидкости с использованием различных точек кипения индивидуального HGL. ВСУ с перерабатывающего завода можно отправлять на нефтехимические заводы, нефтеперерабатывающие заводы и другим потребителям ВГК.

По трубопроводам природный газ с мест добычи доставляется на рынки

Трубопроводы для транспортировки природного газа представляют собой трубопроводы большого диаметра и часто являются протяженной частью трубопроводных систем природного газа, соединяющих системы сбора в районах добычи, заводы по переработке природного газа, другие точки приема и основные районы обслуживания потребителей.

  • Межгосударственные газопроводы работают и транспортируют природный газ через государственные границы.
  • Intrastate трубопроводы природного газа эксплуатируют и транспортируют природный газ в пределах государственной границы.
  • Hinshaw Трубопроводы природного газа принимают природный газ из межгосударственных трубопроводов и доставляют его потребителям для потребления в пределах государственной границы.

Когда природный газ поступает в места, где он будет использоваться (обычно по крупным трубопроводам), он течет в трубопроводы меньшего диаметра, называемые магистральными , а затем в более мелкие служебные трубопроводы , которые идут непосредственно к домам или зданиям.

Природный газ также можно хранить в периоды пикового спроса

Спрос на природный газ колеблется ежедневно и сезонно, в то время как добыча и импорт по трубопроводам относительно постоянны в краткосрочной перспективе. Хранение природного газа в периоды низкого спроса помогает гарантировать наличие достаточных запасов природного газа в периоды высокого спроса. Природный газ в больших объемах хранится в подземных сооружениях и в меньших объемах в резервуарах над или под землей.

  • Истощенные месторождения природного газа или нефти — близкие к потребляющим районам, где большая часть природного газа хранится в Соединенных Штатах.
  • Соляные каверны — которые обеспечивают высокую скорость забора и закачки по сравнению с их рабочим объемом природного газа. Базовые потребности в природном газе относительно низкие. Большинство хранилищ соляных пещер находятся в формациях соляных куполов в штатах, граничащих с Мексиканским заливом. Соляные пещеры также выщелачивались из слоистых соляных образований в штатах на Среднем Западе, Северо-Востоке и Юго-Западе.
  • Водоносные горизонты — которые преобразованы в резервуары для хранения природного газа, в первую очередь на Среднем Западе, где водоносные осадочные горные образования перекрыты водонепроницаемыми покрывающими породами.

Последнее обновление: 15 января 2021 г.

Газопроводов — Управление энергетической информации США (EIA)

Сеть газопроводов США представляет собой высоко интегрированную сеть, по которой природный газ транспортируется по всей континентальной части Соединенных Штатов.Сеть трубопроводов насчитывает около 3 миллионов миль магистральных и других трубопроводов, которые соединяют районы добычи и хранилища природного газа с потребителями. В 2020 году по этой газотранспортной сети было доставлено около 27,7 триллиона кубических футов (триллионов кубических футов) природного газа примерно 77,3 миллионам потребителей.

Что составляет эту транспортную сеть?

  • Системы сбора, в основном состоящие из трубопроводов малого диаметра и низкого давления, перемещают неочищенный природный газ от устья скважины на завод по переработке природного газа или к соединению с более крупным магистральным трубопроводом.
  • Заводы по переработке природного газа отделяют жидкие углеводородные газы, неуглеводородные газы и воду от природного газа перед подачей природного газа в магистральную транспортную систему.
  • Межгосударственные газопроводы большого диаметра и высокого давления, пересекающие государственные границы, и внутригосударственные газопроводы, работающие в пределах государственных границ, транспортируют природный газ от мест добычи и переработки к хранилищам и распределительным центрам.Компрессорные станции (или насосные станции) в трубопроводной сети обеспечивают движение природного газа по трубопроводной системе.
  • Местные распределительные компании поставляют природный газ потребителям по трубопроводам малого диаметра с низким давлением.

Нажмите для увеличения

Трубопроводы природного газа

Источник: стоковая фотография (защищена авторским правом)

Как эта передающая и распределительная сеть стала такой большой?

Около половины существующей магистральной сети передачи природного газа и большая часть местной распределительной сети были проложены в 1950-х и 1960-х годах, поскольку потребительский спрос на природный газ после Второй мировой войны увеличился более чем вдвое.Распределительная сеть продолжала расширяться, обеспечивая газом новые коммерческие объекты и жилые дома.

В период с 2003 по 2008 год цены на природный газ существенно выросли. Повышение цен дало производителям природного газа стимул расширять разработку существующих месторождений и начать разведку ранее неосвоенных месторождений природного газа. Развитие технологий бурения и добычи привело к увеличению добычи из сланца и других плотных геологических формаций.Это увеличение производства способствовало общему снижению цен на природный газ с 2009 года, что, в свою очередь, способствовало увеличению спроса на природный газ для производства электроэнергии и в промышленности. Следовательно, были построены новые магистральные трубопроводы и строятся другие, чтобы связать расширенные и новые источники производства с большим количеством потребителей по всей стране, особенно на северо-востоке.

Последнее обновление: 5 ноября 2021 г.

Интегрированная ГИС для газораспределительной системы — Геопространственный мир

Сумати Чуткай
Технический руководитель по программному обеспечению
GE Energy
Индия
[электронная почта защищена]

Введение
В современном информационном обществе геоинформационная система (ГИС) играет ключевую роль для коммунальных предприятий с приложениями для планирования, проектирования, принятия решений, сетевого анализа и мониторинга ухудшения состояния окружающей среды.Использование этой технологии в газораспределительных компаниях значительно расширилось за последнее десятилетие. Приложения ГИС были созданы для моделирования геопространственной информации и процессов, поддерживающих газораспределительную сеть и операции в реальном мире.

компаний-разработчиков программного обеспечения ГИС предложили решения для различных целей, таких как система управления отключениями, инженерное проектирование, управление коридором передачи и управление сетевыми активами. Газораспределительные компании внедрили эти продукты отдельно для поддержки своих бизнес-процессов в различных отделах, таких как группы обслуживания, группы потребителей, операционные группы, группы выставления счетов и т. Д.Важность общего единого рабочего процесса во всех отделах привела к концепции интегрированной ГИС для распределения газа.

В этом документе представлены подробные сведения о КРУЭ в системе газораспределения; концепция интегрированной ГИС для распределения газа и то, как интегрированная ГИС на базе одного поставщика развивается как решение для единого рабочего процесса для бизнес-процессов газораспределительной компании.

Газораспределительная система
Газораспределительная система — это подключенная трубопроводная система, по которой природный газ транспортируется от источника, такого как городские ворота или регулирующая станция, к помещениям потребителя.Типичная газораспределительная система состоит из таких активов, как магистральные трубы и вспомогательные трубы для распределения газа, клапаны и регулирующие устройства для контроля и регулирования потока газа, соединения и фитинги для соединения различных труб и расходомеры для измерения входа и выхода газа. Газопроводы, пересекающие границы государства или страны, доходят до границ города и переводятся в систему распределения газа на городских воротах. Газ обычно регулируется, одорируется, фильтруется и измеряется на городской станции. Тогда газ может пройти по нескольким магистральным газопроводам в разные населенные пункты города.Обычно по эксплуатационным трубам, подключенным к магистрали, газ идет от магистрали к местам расположения потребителей. Система газораспределения сложна, в отличие от систем передачи газа и электроэнергии, поскольку она состоит из множества небольших сегментов труб различного диаметра, соединенных различными типами фитингов и компонентов газового контроля, размещенных на регулярных участках сети. Трубы обычно идут вверх на одной улице и спускаются на следующей, образуя петли. Что больше всего отличает распределение газа от транспортировки, так это то, что распределительные компании поставляют топливо розничным потребителям.

Следовательно, газовые компании могут захотеть управлять инвентаризацией своих газораспределительных активов. Им может быть интересно узнать такую ​​информацию, как подробные сведения о местах утечки газа и влиянии окружающей среды на их активы. Им может быть интересно узнать, что вернуть в рабочее состояние, а что заменить. Им также может быть интересно узнать, какие из их активов влияют на другие коммунальные предприятия, расположенные поблизости от их собственных активов, например, подземные электрические системы. Поскольку газораспределительные линии проходят под землей, они должны защищать эти линии от нарушителей правил экскаватора-погрузчика и людей, копающих землю для садоводства.

Помимо поиска подходящего места для новых активов, потери в распределении газа и растущее беспокойство по поводу экологических проблем являются областями, которые необходимо решить газовой компании. Это требует, чтобы утилита точно отслеживала свои активы в полевых условиях, такие как местоположение актива, размер, статус и пространственное поведение. Эта задача может оказаться непосильной для утилиты без ГИС.

ГИС для газораспределительной системы
Газораспределительные компании используют программные продукты ГИС для поддержки своих инженерных и операционных функций и обеспечивают улучшенное обслуживание клиентов, повышенную надежность сети и снижение затрат.ГИС помогает поддерживать информацию об активах, что позволяет лучше использовать доступную мощность, такую ​​как размер, давление и количество газа на входе на станции, что позволяет использовать существующую инфраструктуру трубопроводов перед тем, как приступить к дорогостоящему новому строительству. Благодаря недавним достижениям в области веб-приложений и внедрению широкополосных сетей, теперь появилась возможность интегрировать ГИС с другими бизнес-процессами коммунального предприятия. Например, заказ на работу, созданный для обслуживания участка подземного трубопровода, может иметь ссылку на онлайн-карту ГИС, чтобы определить не только зону работ, но и получить такую ​​информацию, как глубина, на которой проложен трубопровод, клапаны для быть закрытым, чтобы изолировать область обслуживания и детали других активов по соседству.

Управление целостностью при распределении газа
В прошлом правительства уделяли больше внимания целостности газопроводов высокого давления и хотели, чтобы транспортные компании публиковали свои отчеты о целостности [2]. Однако в последнее время Американская газовая ассоциация (AGA), правительства, регулирующие органы по безопасности трубопроводов и многие представители отрасли осознали, что управление целостностью необходимо распространить и на газораспределительные сети, учитывая их близость к жилым зонам людей.Внедрение управления целостностью повышает безопасность, а также снижает риск для общественной собственности, увеличивает срок службы активов газораспределительной компании и укрепляет доверие клиентов.

В будущем управление целостностью газораспределительной системы может стать более формальным. Как и в случае с передачей, проблемы с распределением газа могут возникать в виде утечек, коррозии, повреждений, вызванных земляными работами, и незапланированных отключений. Газораспределительные компании должны сформулировать программы, отвечающие требованиям честности.Одним из предварительных условий управления целостностью является понимание существующих сетевых элементов, таких как сети, службы, клапаны, регуляторы, катодные секции, счетчики и т. Д. Это легко достигается с помощью ГИС, которая предоставляет информацию о материале, используемом для труб, диаметре и т.д. рабочее давление, если труба обнажена или покрыта кожухом, утечки на трубах и история их ремонта и технического обслуживания. Эта информация помогает выявлять угрозы целостности системы распределения, которые могут быть рискованными в виде непредсказуемых повреждений активов и людей.

Управление утечками:
ГИС может определить ближайшие клапаны или конструкции, которые необходимо закрыть, чтобы отделить зону утечки от остальной части сети для уменьшения потерь. После аварии или утечки сеть необходимо восстановить, а поврежденные участки трубы заменить. Приложения ГИС могут помочь в построении сети видеонаблюдения, которая заменит вышедшую из строя сеть, путем определения типов труб (чугун или сталь), длины труб и количества сегментов труб. Анализ утечек — еще один приоритет для управления целостностью.ГИС взаимодействует с базой данных утечек и обнаруживает места утечек. Кластерный анализ утечек может быть выполнен для определения областей, требующих немедленного внимания, как показано на рисунке A.

Управление рисками
ГИС может взаимодействовать с системами обнаружения коррозии труб и отображать незащищенные и открытые трубы на участке. Если ожидается рост потребительского спроса в этой области, газораспределительная компания может немедленно разработать планы по замене слабых труб или защите уязвимых труб, чтобы снизить риск повреждения.

Безопасность:
В большинстве случаев это нормативный акт, требующий отчетности о производительности и исправности системы. Например, при определенных условиях давления рекомендуется [1] иметь перепускной клапан на однопроводном соединении, чтобы снизить опасность и обезопасить дома. ГИС может вести историю утечек на линиях обслуживания и визуально анализировать эти исторические данные, чтобы помочь принять решение об установке избыточных клапанов.

Помимо вышеперечисленного, есть две наиболее важные области, которые необходимо оценить в рамках целостности распределения.Один заключается в дополнении данных для One Call Tickets для анализа рисков и предоставления экскаваторам, а другой — в борьбе с коррозией для защиты труб.

Анализ одного звонка:
Во многих странах принято постановление о совершении телефонного звонка в центр «позвоните перед копанием» или в один колл-центр перед выполнением каких-либо земляных работ, чтобы избежать повреждений инженерных сетей из-за копать землю. На основании карт, предоставленных коммунальными службами в предлагаемой зоне раскопок, Центр обработки вызовов One определяет, ведет ли экскаватор копание в небезопасной зоне, которая может вызвать повреждение газовых или любых других инженерных электрических линий и труб, закопанных под землей.Затем центр уведомляет газовое или соответствующее коммунальное предприятие, создавая билет на один звонок. Теперь газовая (коммунальная) компания обязана предоставить полную информацию о местах расположения их труб, которые могут быть повреждены в случае проведения земляных работ, и предоставить любые другие подобные инструкции для проведения земляных работ без каких-либо повреждений экскаваторами. ГИС играет ключевую роль в этой деятельности, напрямую определяя местоположение раскопок на карте и отображая детали трубопровода, закопанные в этом регионе. Полномасштабный отчет по этим деталям может быть произведен с помощью GIS, который газовая (коммунальная) компания может предоставить единому информационному центру, который, в свою очередь, соответствующим образом проинструктирует экскаваторов.

Управление коррозией:
Для борьбы с коррозией важно определить сегменты трубы, которые могут нуждаться в защите. Подземные трубы, которые сделаны из стали и железа, кроме пластика, подвержены коррозии из-за близости к земле. Если сегмент трубы стальной, может потребоваться катодная защита. ГИС может быть очень полезен для борьбы с коррозией, поскольку он может визуально отображать на карте участки труб, покрытые катодной защитой, и те, которые не покрыты.

Интегрированная ГИС
Благодаря многочисленным преимуществам использования ГИС, коммунальные предприятия все чаще применяют решения с поддержкой ГИС для удовлетворения своих потребностей. Наблюдается отчетливая тенденция к развертыванию интегрированной ГИС путем интеграции традиционной ГИС с другими бизнес-приложениями, такими как инструменты управления инженерными работами, система управления мобильным персоналом, система управления отключениями, SCADA и инструменты анализа.

Интегрированная ГИС обеспечивает бесшовное взаимодействие между ГИС и другими системами для обмена данными и услугами.В связи с ростом технологии промежуточного программного обеспечения поставщики ГИС стали предлагать адаптеры и соединители для серверов промежуточного программного обеспечения. Это позволяет ГИС подключаться к корпоративным системам, поддерживаемым различными производителями, что делает ГИС настоящим корпоративным приложением.

Интегрированная ГИС для газораспределительной системы
Если планируется прокладка нового трубопровода, проект может быть подготовлен в ГИС отделом технического проектирования. Также видно, что существует необходимость опубликовать этот проект для рассмотрения, утверждения или исполнения в различных отделах.Во время фактического макета газовой сети инженеры планируют регулярные проверки на месте. Инженер на местах может просматривать детали газовой сети на карте ГИС на своем персональном цифровом помощнике (КПК) и даже вводить комментарии, такие как неправильное расположение фитинга или изменение имени владельца газового счетчика. Это привело к принятию технологии веб-публикации для обмена данными и публикации полевых данных, а также к постоянному развитию мобильных платформ для полевых инспекций.

Кроме того, растущая потребность в общем рабочем процессе для различных отделов привела к интеграции системы ГИС с внутренними специализированными системами.ГИС должна интегрироваться с приложениями оперативной поддержки и предоставления услуг, что позволит этим системам беспрепятственно взаимодействовать при управлении планированием, проектированием, строительством, эксплуатацией, техническим обслуживанием, целостностью, рисками и функциями реагирования на чрезвычайные ситуации в газораспределительных и трубопроводных сетях. ГИС на уровне предприятия требуется для предоставления геопространственных данных по всему предприятию с полной интеграцией на всех уровнях систем и приложений с полным доступом для просмотра и обновления данных для газораспределительной системы.

Кроме того, растет использование Интернет-ГИС и стандартных отраслевых платформ. Другой такой парадигмой является программирование на основе компонентов, которое обеспечивает современную среду разработки для создания пользовательских приложений для легкой расширяемости системы и возможности настройки современной ГИС-системы. Это увеличило потребность во взаимодействии между распространенными системами.

Следовательно, растет потребность в интегрированных решениях ГИС для газораспределения. Интегрированная ГИС позволяет газовым коммунальным предприятиям мгновенно и беспрепятственно обмениваться информацией о сетях, услугах, катодных секциях или одноразовых билетах любого размера в рамках всего предприятия.Это помогает в планировании системы безопасности, такой как катодная защита для новых трубопроводов, или помогает найти все активы для одноразового билета. Следовательно, интегрированная ГИС помогает быстро принимать решения, поддерживать работоспособность системы, улучшать обслуживание клиентов и оптимизировать бизнес-процессы.

Проблемы интегрированной КРУЭ
Краткий жизненный цикл газораспределительной сети состоит из следующих этапов:

  • Планирование газовой сети с регулирующими станциями, магистралями, услугами, арматурой и т. Д.
  • Создание инженерного проекта сети на основе
    1. Модель оптимальной стоимости
    2. Доступные материалы через систему планирования ресурсов предприятия (ERP)
  • Проведение анализа предлагаемых и существующих сетей для оптимизации
  • Утверждение инженерных проектов
  • Заготовка
  • Полевые обследования при строительстве сети
  • Включение сети как построенная
  • Предоставление услуг
  • Управление активами
  • Управление отключением газа
  • Эксплуатация и техническое обслуживание
  • Анализ утечек
  • Катодная защита

Исторически сложилось так, что различные отделы корпоративного предприятия, использующие ведомственные системы, выполняли вышеуказанные требования индивидуально.Новая тенденция интеграции корпоративных приложений проложила путь в это пространство, интегрируя различные системы, устраняя дублирование данных и уменьшая сложность обслуживания нескольких систем. При такой оптимизации газораспределительные компании сосредоточили внимание на необходимости включения геопространственной информации. Даже недавнее распространение онлайн-карт, глобальной системы позиционирования (GPS) и сервисов на основе местоположения (LBS), все они склоняются к интегрированной ГИС. Это также привело к росту пространственных баз данных.Таким образом, новая революция требует, чтобы газораспределительные компании использовали интегрированные ГИС для удовлетворения вышеуказанных требований. Интегрированная ГИС имеет интерфейсы к различным корпоративным системам для формирования единого рабочего процесса, как показано на рисунке B.

Проблемы возникают в следующих ситуациях:

  1. Построение общей модели данных для всех продуктов и приложений
  2. Какие общие стандарты следует соблюдать
  3. Координация между различными отделами
  4. Срок действия лицензий может быть больше, так как он составляет последнюю предоставленную лицензию
  5. Накопление новых установок / обновлений для отдельных систем

Ввиду вышеизложенного, в настоящее время наблюдается тенденция предоставления систем для подразделений от одного поставщика для решения по распределению газа.

Единый поставщик Интегрированная ГИС — будущее
Единый поставщик означает общую модель данных и общий стандарт де-факто для всех отдельных систем. Обновления и выпуски выполняются одновременно с встроенной совместимостью внутри систем. Лицензии также можно получить за один раз, что сокращает длительное время ожидания для различных систем. Некоторые поставщики ГИС осознали необходимость систем на базе одного поставщика для предприятий. Одним из таких поставщиков является GE Energy, которая недавно выпустила портфель продуктов под названием Smallworld Office Suite * [4,5].Офисный пакет GE Energy для газовых компаний включает такие продукты, как Smallworld Gas Distribution Office *, Smallworld Global Transmission Office *, Smallworld Design Manager * для инженерного проектирования, инструментарий Smallworld Enterprise Application Integration (EAI) * для интеграции с устаревшими и другими системами, такими как информационные системы для клиентов и системы газового анализа. Он имеет сервер Интернет-приложений Smallworld * (SIAS) для публикации информации и карт газораспределительной сети в Интернете и интранете. Он также состоит из полевой информационной системы Smallworld *, которая позволяет полевому инженеру переносить и обновлять пространственную информацию в полевых условиях [6].

Заключение
Использование ГИС для целей планирования и эксплуатации в газовой промышленности с каждым днем ​​увеличивается. Стандарты и спецификации продолжают развиваться для обеспечения беспрепятственного взаимодействия между различными ГИС-приложениями и приложениями, не относящимися к ГИС, которые необходимы газовым предприятиям. Исходя из опыта первых пользователей, наблюдается четкая тенденция в том, что газовые компании предпочитают интегрированные ГИС от одного поставщика.

Список литературы
1.Управление целостностью распределения в газораспределительной сети Smallworld

2. Американская газовая ассоциация https://www.aga.org

3. National Gas Review — информационный бюллетень Газовой ассоциации, лето 2007 г. https://www.ganz.org.nz/publications-archive

4. Объявление GDO от GE Press https://www.gepower.com/about/press/en/2006_press/103106.htm

5. Журнал «Направления»

6. Геопространственная страница GE Energy https://www.gepower.com/prod_serv/products/gis_software/en/index.htm

Газораспределение, сбор газа, транспортировка газа, опасные жидкости, сжиженный природный газ (СПГ) и подземные хранилища природного газа (UNGS) Данные годового отчета

Свод федеральных правил (49 CFR, части 191, 195) требует, чтобы операторы, занимающиеся распределением газа, сбором газа, транспортировкой газа, опасной жидкостью, сжиженным природным газом и UNGS, представляли годовые отчеты в PHMSA. Годовые отчеты включают такую ​​информацию, как общий пробег трубопровода, оборудование, перевезенные товары, мили с разбивкой по материалам и даты установки.Эти годовые отчеты широко используются исследователями безопасности, государственными учреждениями, профессионалами отрасли и персоналом PHMSA для планирования проверок.

Несообщение может привести к принудительным действиям, включая гражданские штрафы в соответствии с 49 Кодексом США. § 60122 и 49 CFR § 190.223.

Данные в ZIP-файле обновляются ежемесячно и будут меняться в ответ на дополнительные отчеты от операторов.

Как получить доступ к файлам

ZIP-файлы годового отчета, перечисленные в разделе «Связанные загрузки», содержат по два файла: 1) файл, содержащий описание полей / столбцов, и 2) файл, к которому добавлен год, содержащий данные.

Загрузите, извлеките и сохраните файлы из нужного ZIP-файла из списка справа.

Чтобы загрузить файл данных в MS Excel (или MS Access):

  1. Откройте Excel и нажмите «Файл», затем «Открыть». Это запустит диалоговое окно «Открыть».
  2. Выберите файл данных TXT и нажмите «Открыть».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *