Устройство клапанного механизма: Клапанный механизм двигателя: устройство, работа и регулировка

Содержание

Общее устройство и работа клапанного механизма газораспределения

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Общее устройство и работа клапанного механизма газораспределения

Читать далее:

   Декомпрессионный механизм


Общее устройство и работа клапанного механизма газораспределения

При верхнем расположении клапаны с пружинами и шайбами установлены в направляющих втулках в головке цилиндров, в которой также отлиты впускные и выпускные каналы. В этом механизме для передачи усилия от толкателя к клапану имеются штанга и коромысло, установленное на оси. При работе механизма коленчатый вал с помощью шестеренчатой или цепной передачи приводит во вращение распределительный вал. При повороте распределительного вала его кулачки поднимают толкатели и штанги, которые упираются верхним концом в регулировочные болты коромысел. Коромысла, установленные на осях, поворачиваются и, сжимая пружины, открывают отверстия каналов в головке цилиндров.

Когда кулачок отойдет от толкателя, пружина плотно посадит клапан в седло клапана.

Снижение жесткости механизма данного типа наблюдается при работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала вследствие деформации штанг и других деталей. Опыты показывают, что деформация деталей приводит к ухудшению мощностных и экономических показателей двигателя. Для устранения этого явления в современных быстроходных двигателях распределительный вал устанавливают в головке блока, что значительно упрощает кинематическую связь между его кулачками и клапанами. Двигатели такого типа обычно называются двигателями с верхним расположением распределительного вала.

В некоторых двигателях толкатель и штанга толкателя отсутствуют, а коромысла непосредственно управляются кулачками распределительного вала. При этом распределительный вал устанавливают в головке блока. Такая конструкция уменьшает число деталей механизма, упрощает его работу и повышает надежность.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов работает аналогично описанному выше, но отсутствуют штанги, коромысла и детали, на которых монтируются коромысла. При работе этого механизма движение от толкателя передается непосредственно клапану.

В двигателях с форкамерно-факельным зажиганием коромысло впускного клапана управляет одновременно впускным клапаном основной камеры и впускным клапаном предкамеры.

В течение одного рабочего цикла четырехтактного двигателя происходит одно открытие впускного и выпускного клапанов. Для этого распределительный вал за цикл должен сделать один оборот, а коленчатый два.

Для обеспечения плотного закрытия клапана между клапаном и коромыслом или между клапаном и толкателем предусматривают зазор с. Величина зазора зависит от удлинения при нагревании Стержня клапана, толкателя, штанги и других деталей и находится в пределах 0,13—0,45 мм для впускных и выпускных клапанов. Длительная работа двигателя при отсутствии зазора приводит к обгоранию фасок клапана и прорыву газов.

Работа механизма газораспределения с подвесными клапанами происходит следующим образом. Коленчатый вал приводит во вращение через шестерни распределительный вал. При повороте распределительного вала его кулачок своим выступом поднимает толкатель. Стержень толкателя движется в блок-картере. Вместе с толкателем поднимается штанга, которая упирается нижним концом в дно сферической выемки толкателя, а верхним — в регулировочный винт коромысла. Коромысло, установленное на валике, поворачивается вокруг своей оси и отжимает клапан вниз. При этом открывается отверстие канала в головке цилиндров, а пружины, предварительно сжатые (чтобы удержать клапан в закрытом положении), сжимаются дополнительно. Стержень клапана движется в направляющей втулке.

Наибольшее открытие клапана происходит тогда, когда толкатель находится на вершине кулачка. При дальнейшем повороте распределительного вала толкатель постепенно опускается, а клапан под действием пружин движется вверх, в конце хода плотно закрывая отверстие канала в головке цилиндров.

При обратном движении клапана детали передачи (коромысло, штанга и толкатель) перемещаются в первоначальное положение.

Механизм газораспределения с боковыми клапанами работает аналогично описанному выше, но конструкция его проще, так как отсутствуют штанги толкателей, коромысла и детали, на которых монтируются коромысла. В механизме газораспределения этого типа движение от толкателя передается непосредственно клапану.

Для того чтобы изменение размеров при нагревании деталей механизма газораспределения не нарушало плотной посадки клапана в гнезде, между клапаном и бойком коромысла при подвесных клапанах или между клапаном и толкателем при боковых клапанах имеется зазор. На холодном двигателе у впускных клапанов зазор составляет 0,15—0,40 мм, у выпускных — 0,20—0,45 мм.

В течение одного рабочего цикла четырехтактного двигателя происходит одно открытие впускного и выпускного клапанов. Для этого распределительный вал должен за цикл сделать один оборот, а коленчатый вал за этот период — два оборота. Поэтому привод распределительного вала имеет передаточное отношение 1:2.

У двухтактных двигателей распределительный вал вращается с тем же числом оборотов, что и коленчатый вал, поэтому его привод имеет передаточное отношение 1:1.

При равных условиях наполнение цилиндров двигателей с подвесными клапанами больше, чем с боковыми, так как в первом случае поток воздуха или горючей смеси, поступая в цилиндр, не изменяет резко своего направления. Использование подвесных клапанов позволяет сделать камеру сгорания более компактной; это понижает тепловые потери через ее стенки и, следовательно, уменьшает удельный расход топлива.

Рис. 1. Диаграммы газораспределения: а — двигателя СМД-14; б — двигателя ГАЗ-53

В большинстве отечественных автотракторных двигателей применяются механизмы газораспределения с подвесными клапанами и только в некоторых двигателях (например, ГАЗ-52-01) — с боковыми.

При рассмотрении действительных процессов в двигателях было выяснено, что для лучшего наполнения цилиндра двигателя свежей горючей смесью или воздухом и более полной очистки его от отработавших газов клапаны открываются и закрываются не в те моменты, когда поршень находится в мертвых точках, а с некоторым опережением при открытии и запаздыванием при закрытии.

Моменты открытия и закрытия клапанов определяются профилем кулачков распределительного вала, установкой его по отношению к коленчатому валу и точностью величин зазоров между клапанами и толкателями или коромыслами.

Периоды от момента открытия клапанов (или окон у двухтактных двигателей) до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.

Фазы газораспределения можно изобразить в виде круговой диаграммы, называемой диаграммой газораспределения.

Фазы газораспределения зависят в основном от быстроходности двигателя. Чем больше номинальное число оборотов двигателя, тем больше углы фаз газораспределения.

У всех двигателей имеется период, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно, — так называемое перекрытие клапанов. Величина угла перекрытия колеблется в пределах от 16° (П-23) до 78° (ЗИЛ-130). При перекрытии клапанов величина утечки заряда с отработавшими газами незначительна вследствие небольшого промежутка времени перекрытия и малых проходных сечений в этот период.

Наивыгоднейшие фазы газораспределения для каждой модели двигателя устанавливают экспериментальным путем. Небольшие отклонения от принятых фаз газораспределения двигателя значительно снижают его мощность и экономичность. Правильная установка фаз газораспределения двигателя достигается при его сборке совмещением специальных меток на шестернях коленчатого и распределительного валов,

§ 2. Детали клапанного .Механизма газораспределения

Клапан состоит изтарелкиР (рис. 78, а) и с т е р ж н я 5. Пере- ход от тарелки к стержню сделан плавным, что обеспечивает клапану необходимую прочность, улучшает отвод тепла от тарелки и уменьшает сопротивление движению газов.

Конусный поясок 1 (фаска) тарелки клапана предназначен для плотного закрытия седла в головке цилиндров. У большинства двига- телей фаски впускных и выпускных клапанов и их седел выполнены под углом 45°. Плотность прилегания фасок клапана и седла достига- ется шлифовкой и дополнительной притиркой их друг к другу.

Стержень клапана шлифованный. В верхней его части сделана ци- линдрическая выточка 4, в которую входит выступ 3 разрезанного на две половины конического кольца — так называемые сухари 6, крепя- щие тарелку 5 на стержне клапана. Под выточкой

4 на стержне клапа- на расположена вторая цилиндрическая выточка 2, в которую вставле- но пружинное кольцо 7. Оно предотвращает падение клапана в ци- линдр в случае его обрыва.

У клапанов некоторых двигателей на тарелке сделаны прорезь или сверления для соединения со шпинделем притирочного устройства.

Рис. 78. Клапан, пружина н детали ее крепления механизма газораспреде- ления:

5

в

а

а —двигателя СМД-14: б —двигателей А-41, А-01М; в —двигателя ГАЭ-53: 1 — фаска тарелки клапана; 2, 4— цилиндрические выточки на стержне клапана; 3 — выступ на сухаре; 5 — верхняя опорная шайба пружины клапаиа; 6 — сухари; 7 — пружин- ное кольцо; 8 —стержень клапана; 9 — тарелка клапана; 10 и 16 — наружная и внут- ренняя пружины;

11— направляющая втулка: 12 — нижняя опорная шайба пружины клапана; 13 — маслоотражательный колпачок; 14 — втулка тарелки; 15 — вставное кольцо.

В двигателях А-01М, А-41, ЯМЗ, 24Д и ГАЭ-53 пружина 10 (рис. 78, бив) клапана размещена между нижней 12 и верхней 5 опорными шайбами. Клапан соединен с шайбой 5 при помощи втулки 14 и су- харей 6. Втулка 14 опирается на верхнюю опорную шайбу 5 только

Рис. 79. Выпускной клапан в сборе механизма газораспределения двигателя ЗИЛ-130 и схема поворота клапана:

а —выпускной клапан в сборе; б — детали механизма поворота; в — начальное положение механиз- ма поворота; г — положение механизма поворота при открытии клапана; б —положение механиз- ма поворота в конце открытия клапана: / — выпускирй клапаи; 2—неподвижный корпус; 3— ша- рик; 4 — упорная шайба; 5 — замочное кольцо; 6 — пружина клапана; 7— верхняя опорная шайба пружины клапана: 8 —сухаре; S — дискорая пружина; 10— возвратная пружина; У/— полость в стержне клапана; 12 — натрий; 13слой из жаростойкого сплава; 14 — заглушка; 15 — седло клапана.

торцом, поэтому трение между ними мало, и клапан под воздействием коромысла и вибрации пружины может проворачиваться. Благодаря этому увеличивается срок службы фасок седла и клапана, стержня 8 н втулки 11.

У двигателей 24Д и ГАЭ-53 для уменьшения проникновения (про- сасывания) масла через зазор между стержнем впускного клапана и его втулкой в цилиндр на стержень клапана под опорную шайбу 5 на- дет маслоотражательный колпачок 13 из маслостойкой резины.

Во время работы двигателя температура впускных клапанов дости- гает 570—670 К, а выпускных 1070—1170 К. Более низкая температура впускных клапанов объясняется тем, что при такте впуска они охлаж- даются горючей смесью или воздухом.

Клапаны изготовляют из легированной жаростойкой стали, которая сохраняет свои механические качества при высокой температуре, хоро- шо сопротивляется коррозии и износу от трения. Для впускных клапа- нов применяют хромоникелевые и хромокремнистые стали, а для вы- пускных— высокохромистые и хромоиикельмарганцовистые.

С целью уменьшения износа на фаску выпускного клапана 1 (рис. 79, а) у двигателей ГАЭ-53 и ЗИЛ-130 наплавляют слой 13 из жаро- стойкого сплава, а торцы стержней впускных и выпускных клапанов всех двигателей закаливают.

У выпускных клапанов двигателей ГАЭ-53 и ЗИЛ-130 применено натриевое охлаждение. Стержни этих клапанов 1 имеют полость 11, ко- торую при изготовлении клапана заполняют на 50—60% натрием 12, а затем к тарелке приваривают заглушку 14. Натрий во время работы двигателя плавится (температура его плавления 97° С) и в жидком со- стоянии при движении клапана перемещается внутри полости 11, интен- сивно перенося тепло от тарелки клапана к его стержню и втулке.

Выпускной клапан 1 двигателя ЗИЛ-130 для повышения срока службы принудительно поворачивается во время работы двигателя спе- циальным механизмом, состоящим из неподвижного корпуса 2 (рис. 79, а и б), в котором по окружности расположены пять наклонных углуб- лений, пяти шариков 3 и их возвратных пружин 10, дисковой пружи- ны 9, упорной шайбы 4, на которую давит пружина 6 клапана, замоч- ного кольца 5. Шайба 4 и пружина 9 надеты с зазором на корпус 2, ус- тановленный в гнездо головки цилиндров. Пружина 6 клапана одним концом опирается на шайбу 7, а другим — на шайбу 4.

При закрытом клапане усилие пружину 6 (рис. 79, в) через шайбу 4 передается на ндружцую кромку дисковой пружины 9, которая с про- тивоположной стороны внутренней кромкой опирается на выступ кор- пуса 2. Когда клапан открывается (рис. 79,г), пружина 6 сжимается. В результате ее возросшего усилия дисковая пружина 9, опираясь на шарики 3, выпрямляется. Между внутренней кромкой дисковой пружи- ны 9 и выступом корпуса 2 появляется зазор. Под действием усилия пружин 6 и 9 шарики 3, преодолевая сопротивление возвратных пру- жин 10, катятся по наклонным плоскостям углублений корпуса 2 и по- ворачивают дисковую пружину 9, шайбу 4 и с ними пружину 6 и кла- пан/на некоторый угол.

Положение механизма поворота в конце открытия клапана показа- но на рисунке 79, д. При закрытии клапана усилие пружины 6 умень- шается, и дисковая пружина 9 возвращается в первоначальное положе- ние. При этом освобождаются шарики 3, и пружины 10 возвращают их в исходное положение (рис. 79, в).

Для лучшего наполнения цилиндра у двигателей Д-50, Д-240, СМД-60, ЯМЗ-240Б, СМД-14, Д-160, А-41, А-01М, Д-37Е, Д-21А1, ГАЭ-53 и ЗИЛ-130 диаметр тарелки впускного клапана сделан не- сколько большим, чем у выпускного клапана (рис. 80,а и б).

Седла впускных и выпускных клапанов у многих двигателей (Д-21А1, ЯМЗ-240Б, Д-37Е, 24Д, FA3-53, ЗИЛ-130) выполнены во вставных кольцах из жаростойкого чугуна, запрессованных в головку цилиндров. Обычно эти головки отлиты из алюминиевого сплава. У дви- гателя СМД-60 вставные кольца сделаны из специального сплава на никелевой основе. У двигателей ГАЗ-52, А-41, А-01М и ЯМЗ вставные кольца из жаростойкого чугуна предусмотрены только для выпускных клапанов, причем у двигателей ГАЗ-52 они запрессованы в блок-кар- тер. Вставные кольца увеличивают срок службы и облегчают ремонт головки цилиндров или блок-картера. Седло впускного клапана дви- гателя СМД-60 имеет козырек (ширму) для направленного входа воз- духа в цилиндр.

Направляющая втулка 14 обеспечивает строго направлен- ное движение клапана и посадку его в седло без перекоса. Она запрес- совывается в головку цилиндров или в блок-картер. Направляющие втулки изготовляют из чугуна (СМД-14, Д-160, ЗИЛ-130) или метал- локерамики (24Д, ГАЗ-53, СМД-60 и ЯМЗ), подвергнутой прессова- нию, спеканию и пропитке маслом. Металлокерамические втулки обла- дают высокими антифрикционными качествами.

Пружина 12 создает усилие, необходимое для закрытия клапана и плотной посадки его в седло. Обладая достаточной упругостью, пружи- на не допускает отрыва клапаиа и толкателя от кулачка распредели- тельного вала, сохраняя этим установленную продолжительность от- крытия клапана.

Пружины изготовляют из стальной проволоки, обычно они бывают витые, цилиндрические. Они могут иметь постоянный (Д-240) или пе- ременный шаг витков (24Д, ЗИЛ-130). У пружины с переменным ша- гом уменьшается возможность возникновения опасного для ее прочно- сти резонанса.

Рис. 80. Детали механизма газораспределения:

а — двигателя Д-160; б — двигателя ЗИЛ-130; / — опорная шейка распределительного вала: 2 — толкатель; 3 — валик декомпрессионного механизма; 4 — штата декомпрессионного механизма; 5 —штанга толкателя; 6 — регулировочный наконечник штанги декомпрессионного механизма; 7 — регулиревочиый винт; 8— коромысло; 9— втулка коромысла; 10 — сухари; 11 — верхняя опорная шайба пружины клапана: 12 и 13 — наружная и внутренняя пружины клапана; 14 — направляющая втулка клапана; 15 — впускной клапан; 16 — распорная пру- жина; 17 — ось коромысел; 18 — стойка оси коромысел: 19 — выпускной клапан; 20 — дистанционное кольцо; 21 — упорная плита; 22 — ше- стерня; 23 — упорный бронзовый днск; 24 — гайка; 25 —валик привода датчика ограничителя частоты вращения; 26 — упорный фланец: 27 — распорное кольцо; 28 — эксцентрик привода штанги топливного иасоса: 29 — кулачок толкателя выпускного клапана; 30 — кулачок толкателя впускного клапана; 31 — втулка (подшипник) опорнойшейки распределительного вала; 32 — механизм поворота выпускного кла- пана; 33— шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя системы зажигания.

При сборке конец пружины с меньшим шагом навивки должен рас- полагаться у тарелки клапаиа.

В двигателях ЗМЗ-451, ГАЭ-53, Д-37Е на каждый клапан устано- влена одна пружина, а в двигателях Д-240, А-41, СМД-60, Д-160 и ЯМЗ — две пружины. Чтобы витки внутренней 13 (рис. 80, о) и наруж- ной 12 пружин не заклинивались, они навиты в разные стороны. Нали- чие двух пружин уменьшает размеры и облегчает условия их работы; вместе с тем повышается надежность: при поломке одной пружины клапан будет удерживаться другой.

У двигателя ГАЗ-52 пружина одним концом упирается в тело блок- картера 4 (см. рис. 76,6), а другим — в опорную шайбу 18, соединен- ную с концом стержня клапана сухарями 17.

Детали передачи механизма газораспределения обеспечивают пере- дачу движения от распределительного вала к клапанам. К этим дета- лям при подвесных клапанах относятся толкатель 2 (рис. 80), штанга 5, коромысло 8 с регулировочным винтом 7, ось коромысел 17 со стой- кой 18 и пружинами 16, а при боковых — толкатель 2 (см. рис. 76,6) с регулировочным болтом 8.

Толкатель служит для передачи движения от кулачка распре- делительного вала к клапану или штанге. Толкатели изготовляются из чугуна или стали. Их рабочие поверхности шлифуются и термически обрабатываются. Для уменьшения массы толкатели часто делают пусто- телыми. Толкатели перемещаются в направляющих втулках из анти- фрикционного чугуна (Д-37Е) или непосредственно в отверстиях блок- картера (например, СМД-60, Д-240, ГАЭ-53, ЗИЛ-130). Применяются толкатели следующих видов: качающиеся роликовые (рис. 81, а), гри- бообразные (рис. 81, б и г) и цилиндрические (рис. 81, в).

Рис. 81. Толкатели:

а — качающийся роликовый: б — грибообразный с плоской опорной поверхностью; в — цилинд- рический со сферической опорной поверхностью; г — грибообразный толкатель со сферической опорной поверхностью: / — рычаг; 2 — ось рычага; 3 — втулка; 4 — ролнк; 5 — игольчатый под- шипник; 6 — ось ролика; 7 — пята.

В двигателях А-41, А-01М и ЯМЗ установлены качающиеся на спе- циальной оси роликовые толкатели. В отверстие толкателя запрессо- вана бронзовая втулка 3 (рис. 81,а). Ролик 4 вращается на игольчатом подшипнике 5. С целью повышения долговечности толкателя в месте соприкосновения со штангой в него запрессована термически обработан- ная стальная пята 7 со сферической поверхностью.

Нижняя часть грибообразного толкателя выполняется в виде та- релки, которая имеет плоскую (Д-37Е, СМД-60, Д-160) или сферичес- кую (ГАЗ-52) опорную поверхность. У цилиндрического толкателя (ЗИЛ-130 и ГАЭ-53) опорная поверхность тоже сферическая.

Для более равномерного износа опорной и направляющей (цилин- дрической) поверхностей толкатель одновременно с прямолинейным движением совершает вращательное — вокруг своей оси. Вращательное движение толкателя при его плоской опорной поверхности достигается смещением оси толкателя относительно оси кулачка распределительно- го вала на 1,5 мм (рис. 81, б), а при сферической опорной поверхно- сти—применением кулачков распределительного вала, имеющих не- большую конусность (рис. 81, в и г).

На рабочую поверхность цилиндрических стальных толкателей дви- гателей 24Д, ГАЭ-53 и ЗИЛ-130, соприкасающуюся с кулачком распре- делительного вала, наплавляют отбеленный чугун. У ЗИЛ-114 цилин- дрические толкатели имеют гидравлическое устройство, автоматически обеспечивающее работу без зазора в клапанном механизме.

Штанга 5 (рис. 80) представляет собой цельный стальной (СМД-60 и ЗИЛ-130), цельный из алюминиевого сплава (Д-37Е, 24Д и ГАЭ-53) или пустотелый стальной (А-41, А-01М и ЯМЗ) стержень. Штан- ги из алюминиевого сплава и пустотелые стальные на концах имеют стальные шлифованные, термически обработанные наконечники. Ниж- ний наконечник штанги — шаровой. Он опирается на сферическую по- верхность выемки толкателя. Верхний наконечник штанги имеет углубление со сферической поверхностью, на которую опирается головка регулировочного винта 7.

Коромысло 8 — это стальной двуплечий рычаг с плечами раз- личной длины. На коротком плече сделано разьбовое отверстие. В это отверстие ввертывается винт 7, с помощью которого регулируется за- зор между утолщением (бойком) на конце длинного плеча коромысла и стержнем клапана. Рабочая поверхность бойка шлифуется и терми- чески обрабатывается. В средней части коромысла имеется отверстие с запрессованной втулкой 9. Это отверстие необходимо для того, что- бы установить коромысло на оси.

Стальные оси 17, на которых размещены коромысла, закреп- лены в стойках 18, установленных на верхней плоскости головки ци- линдров. Стойки крепятся к головке цилиндров шпильками. Продоль- ное перемещение по валику коромысел предотвращается распорными пружинами 16.

Оси коромысел обычно пустотелые, их внутренняя полость исполь- зуется как канал для подвода масла, смазывающего втулки коромысел и трущиеся поверхности наконечников штанг, головок регулировочных винтов и направляющих втулок. Чтобы масло не вытекало из осей коромысел, наружные концы их закрыты заглушками, а внутренние соединены трубкой, снабженной уплотнительным устройством.

Для предохранения от повреждений и загрязнения детали меха- низма газораспределения, размещенные на головке цилиндров, закры- ты стальными или алюминиевыми колпаками. Между нижней плоско- стью колпака и головкой цилиндров, а также между верхней плоско- стью колпака и его крышкой установлены специальные прокладки.

Распределительный вал при помощи кулачков 29 и 30, располо- женных на нем, управляет движением клапанов. Каждый кулачок воз-

Осевые перемещения распределительного вала во втулках ограни- чиваются в пределах 0,08—0,25 мм. В двигателях СМД-14 осевые пе- ремещения распределительного вала 2 (рис. 83, а) ограничиваются с одной стороны втулкой 1, в которую упирается бурт 3 на передней шей- ке распределительного вала, а с другой стороны — винтом 7, в который упирается подпятник 6, запрессованный в торец вала. Винт 7 ввернут в переднюю крышку 9 картера шестерен и стопорится контргайкой 8. Сферическая поверхность упорного винта 7 и торец подпятника 6 за- калены и прошлифованы. Между ними устанавливается зазор 0,5 мм.

В двигателях ЗИЛ-130, ГАЗ-53 и ГАЗ-52 для ограничения переме- щения распределительного вала служит упорная стальная шайба 12 (рис. 83,6), прикрепленная болтами 13 к передней стенке блок-картера 16. Эта шайба помещена между торцом опорной шейки 15 распредели- тельного вала и торцом ступицы 17 распределительной шестерни. Тол- щина шайбы 12 меньше толщины распорного кольца 14. Разница в тол- щине этих двух деталей обеспечивает необходимый зазор.

Привод распределительного вала большинства автотракторных двигателей шестеренчатый, а у двигателей 412 и ВАЗ-2101 — цепная передача.

Распределительные шестерни передают вращение от коленчатого вала к распределительному. Они располагаются в передней части дви- гателя, в специальном картере, который закрывается крышкой, или в задней части двигателя (СМД-60, ЯМЗ-240 и его модификации).

У двигателей 24Д (рис. 84), ГАЗ-52 и ЗИЛ-130 шестерни коленча- того и распределительного валов входят непосредственно в зацепление. А у двигателей Д-37Е, СМД-14 (см. рис. 76,а), Д-240, А-41 и А-01М шестерня коленчатого вала соединяется с шестерней распределитель- ного вала через промежуточную шестерню.

Для лучшей плавности хода и уменьшения шума распределитель- ные шестерни делают с косыми зубьями.

В качестве материала распределительных шестерен применяют сталь, чугун и пластмассу. Так, в двигателях 24Д, ГАЗ-52, ГАЭ-53 ведо- мая шестерня на распределительном валу — текстолитовая (пластмас- совая). В других двигателях распредели- тельные шестерни сделаны из металла.

Применение разных материалов для ве- дущей и ведомой распределительных ше- стерен способствует уменьшению шума при их работе.

Распределительные шестерни (кроме промежуточных) крепятся на своих валах шпонками или болтами в строго опреде- ленных положениях. Соединение зубьев шестерен при сборке двигателя осущест- вляется по меткам, имеющимся на ше- стернях (см. рис. 76, в и 84), а иногда и на картере шестерен. Такая установка шестерен обеспечивает согласованное вращение коленчатого и распределитель- ного валов и валов привода топливного насоса (у дизеля). Обозначение меток и их взаимное расположение у различных двигателей неодинаковы.

Рис. 84. Расположение шестерен распределения двигателя 24Д:

1—шестерня коленчатого вала: 2 — шестерня распределительного вала.

Промежуточные шестерни двигателей СМД-14 и Д-240 вращаются на непо- движных стальных осях (пальцах), кото- рые запрессованы в переднюю стенку блок-картера.

В механизмах газораспределения двигателей ВАЗ-2101 и 412 рас- пределительный вал 4 (рис. 85, а) размещен на головке цилиндров 9, и его кулачки действуют на коромысла 3 w 6, которые открывают кла- паны 10. В этих механизмах нет толкателей и штанг, проще отливка блок-картера и меньше шум при работе.

У двигателя412 от звездочки 10 (рис.85,ей б) вращение переда- ется звездочке 14 распределительного вала двухрядной роликовой це- пью 11. Для натяжения цепи привод имеет специальное устройство, со- стоящее из зубчатого ролика 9, расположенного на одном плече дву- плечего рычага 7. Другое плечо этого рычага упирается в пробку !.

Рис. 85 Механизм газораспределения двигателя 412 и привод его распределительного вала:

о — механизм газораспределения: / — наконечник клапана; 2 — ось коромысел выпускных клапанов; 3, 6 — коромысла; 4— распределительный вал; 5 — ось коромысел впускных клапаиов: 7 — контргай- ка; 8— регулировочный вннт; 9 — головка цилиндров; 10 — клапаны; б — натяжное устройство; в—цепной привод распределительного вала: / — направляющая пробка; 2 — плунжер: 3 — верхняя крышка распределительных звездочек; 4— пружина; 5 — пробка; 6 — сухарь; 7 —рычаг натяжного ролика; 8 — болт; 9 — натяжной ролик; 10 — звездочка коленчатого вала; 11 — цепь; 12 — успокои- тель: 13—ось рычага; 14 — звездочка распределительного вала.

7 А. М. Гуревич, Е. М. Сорокин 97

Рычаг 7 свободно сидит на оси 13, запрессованной в головку цилинд- ров. Под действием пружины 4 плунжер 2 через рычаг 7 прижимает ролик 9 к ведомой ветви цепи 11. Плунжер 2 имеет продольный паз, в который входит сухарь 6, фиксирующий положение плунжера. Сухарь закрепляется болтом 8. Для уменьшения вибрации ведущей ветви це- пи 11 предусмотрен пластмассовый успокоитель 12.

Устройство механизмов клапанного распределения » Ремонт Строительство Интерьер


Газораспределительный механизм предназначен для впуска в цилиндры свежего заряда (воздуха) и выпуска отработавших газов. Основное требование — обеспечить возможно наилучшее наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и совершенную их очистку от отработавших газов. В зависимости от конструкции органов, с помощью которых цилиндры двигателей сообщаются с окружающей средой, газораспределительные механизмы делят на золотниковые, клапанные и комбинированные.
В современных четырехтактных двигателях в основном применяют клапанный механизм газораспределения. Такой механизм надежен в работе, обеспечивает хорошее уплотнение рабочей плоскости цилиндра, конструктивно проще. Клапанные механизмы газораспределения по конструкции могут выполняться с нижним боковым (в блоке цилиндров) и верхним подвесным расположением клапанов (в головке цилиндров). Нижнее расположение клапанов применялось только в карбюраторных двигателях со сравнительно низкими степенями сжатия и невысокой частотой вращения коленчатого вала.
Дизельные двигатели лесных машин имеют механизмы газораспределения с верхним расположением клапанов (рис. 7.1,б). Привод распределительного вала у большинства двигателей осуществляют парой косозубых шестерен от коленчатого вала двигателя. Основными деталями механизма газораспределения являются: клапаны с седлами, направляющие втулки; пружины с деталями крепления, коромысла, штанги, толкатели, распределительный вал и его привод.
У клапана различают головку и стержень (рис. 7.1 и рис. 7.2а). Головка может быть плоской или выпуклой. Широко применяют впускные и выпускные клапаны с плоской головкой. Клапаны с тюльпанообразной головкой используют в основном как впускные. Реже используют в качестве выпускных клапаны с выпуклой головкой. На головке клапана предусмотрены цилиндрический поясок и коническая поверхность, являющаяся рабочей фаской. Последняя обеспечивает плотное прилегание клапана к седлу. Цилиндрический поясок головки позволяет притирать ее в процессе эксплуатации по мере потери герметичности цилиндра. От головки клапана к стержню сделан плавный переход, который увеличивает его прочность и создает меньшее сопротивление при впуске и выпуске. Стержень клапана является направляющей частью и изготавливается цилиндрической формы. Выпускные клапаны требуют интенсивного охлаждения, и для лучшего отвода тепла от головки стержень ряда двигателей выполняют полым. В полость помещают металлический натрий, который способствует интенсивному отводу тепла (рис. 1. 2,а). Хвостовая часть стержня приспособлена для крепления узла клапанной пружины (см. рис. 7.1,б). Сухарики 6 и 7 устанавливают в кольцевую проточку 5 или опорную тарелку 4, фиксируют на конической поверхности 8. Торец стержня клапана подвергается ударным нагрузкам от коромысла или толкателя. Для удлинения срока службы выпускные клапаны некоторых двигателей (ЗИЛ, ГАЗ) принудительно проворачивают во время работы специальным устройством (рис. 7.2). Поворот клапана вокруг своей оси препятствует отложению нагара на рабочей поверхности тарелки, обеспечивает равномерное изнашивание ее и длительную работу.

Механизм поворота состоит из неподвижного корпуса 4, пяти шариков 5 с возвратными пружинами 12, дисковой пружины 11, опорной шайбы 6 с замочным кольцом 7. Опорная шайба и дисковая пружина с зазором надеты на корпус 14. При закрытом клапане усилие клапанной пружины 8 невелико и через опорную шайбу 6 передается на наружную кромку дисковой пружины 11 (рис. 7. 2б). Последняя своей внутренней кромкой опирается на заплечик корпуса 4. Во время открытия клапана, под действием сжимающейся клапанной пружины, коническая дисковая пружина 11 начинает распрямляться и поворачиваться вокруг шариков, нажимая на них. Усилие клапанной пружины начинает передаваться на шарики 5 (рис. 7.2б), которые, перекатываясь по наклонной поверхности углублений корпуса 4, поворачивают вокруг оси коническую дисковую пружину 11 и опорную шайбу 6, а вместе с ними клапанную пружину и клапан. При закрытии клапана усилие его пружины уменьшается, а прогиб дисковой пружины возрастает и, приходя в свое первоначальное положение, прекращает нажимать на шарики. Шарики 5 освобождаются и под действием пружины 12 возвращаются в исходное положение, подготавливая механизм к новому повороту.
Клапаны работают в наиболее тяжелых условиях из всех деталей механизма газораспределения. Особенно нагружены выпускные клапаны и их направляющие втулки. Температура головки выпускного клапана в карбюраторных двигателях достигает 800. ..900°С, а в дизельных двигателях без наддува 500…700°С. В период выпуска отработавших газов выпускные клапаны омываются газами, имеющими температуру 900…1400°С. Впускные клапаны периодически омываются свежим зарядом, и температура их составляет 300…400°С. Клапаны подвергаются коррозионному износу, а большие скорости движения газовых потоков (500…600 м/с) приводят к интенсивному эрозийному износу.

Седла 15 клапанов (рис. 7.2а) работают примерно в тех же условиях, что и клапаны. Они служат опорой посадочной поверхности тарелки клапана. Изготавливают их в виде колец из жаропрочных сталей, специальных легированных чугунов или металлокерамики. В двигателях лесных машин для выпускных клапанов применяют только вставные седла. Крепится седло в головке блока за счет натяга при запрессовке или расчеканивания материала гнезда, или развальцовкой верхней части седла, а иногда на резьбе.
Направляющие втулки 2 обычно изготавливают вставными и запрессовывают их в гнезда головки цилиндров. От перемещений в осевом направлении втулки удерживаются опорными поясками или стопорными кольцами. Втулки центрируют стержень клапана и способствуют правильной посадке его в седле.
Клапанные пружины предназначены для обеспечения плотной посадки клапанов в седла, а также постоянной беззазорной кинематической связи клапана с кулачком распределительного вала. Пружины в процессе работы подвергаются действию значительных переменных динамических нагрузок, поэтому они должны обладать хорошей упругостью, иметь высокую частоту собственных колебаний, превышающую частоту вынужденных колебаний, и выдерживать большие напряжения при действии переменных динамических сил. Как правило, устанавливают цилиндрическую пружину, иногда две. В двигателях ЯМЗ, КамАЗ и других установлены две пружины, что повышает надежность работы и уменьшает их размеры.
Пружины чаще всего крепят на клапанах с помощью опорных стальных тарелок и сухариков. Применяют крепление также при помощи конуса на хвостовике стержня (см. рис. 7.1). В некоторых двигателях (ГАЗ, ЯМЗ) сухарики закрепляют на стержне клапана промежуточной втулкой 9, которая обеспечивает проворачивание клапанов при их открытии. Промежуточная втулка имеет сравнительно небольшую поверхность контакта с подвижными опорными тарелками пружин и предотвращает заклинивание клапанов.
Коромысло механизма газораспределения представляет собой неравноплечий рычаг, качающийся вокруг неподвижной оси. Такая конструкция обеспечивает уменьшение высоты подъема толкателей и штанг и, как следствие, снижение ускорений и сил инерции. Длинное плечо коромысла заканчивается носком, действующим на стержень клапана. Короткое плечо коромысла опирается на штангу. В коротком плече имеется резьбовое отверстие, в которое ввернут регулировочный винт с контргайкой для установления необходимого теплового зазора. Коромысло на оси устанавливают на бронзовые втулки, а оси размещают в отдельных стойках, которые болтами или шпильками крепят к головке блока цилиндров (двигатели ЯМЗ, КамАЗ).
Штанга передает усилие от толкателя к коромыслу. Она должна обладать большой продольной жесткостью, иметь возможно меньшую массу и высокую износостойкость рабочих поверхностей. Штанги изготавливают трубчатыми, а концы снабжают стальными термически обработанными наконечниками со сферическими головками или седлом. Обычно на нижнем наконечнике имеется сферическая головка, а на верхнем — сферическая головка или седло. Двигатели ЯМЗ, КамАЗ имеют штанги, изготовленные из стальной трубки с запрессованными наконечниками.
Толкатели с верхним расположением клапана передают усилия от кулачков распределительного вала к штангам в двигателях. Они воспринимают боковые нагрузки от кулачков, а рабочие поверхности подвергаются значительному износу. Конструкция толкателей может быть различной, и в основном они представляют собой цилиндрический стакан, движущийся во втулке возвратно-поступательно. Направляющие отверстия для втулок изготовляют непосредственно в теле блока цилиндров или в отдельных деталях, которые затем крепятся к блоку цилиндров. Опорная поверхность толкателей изготовляется плоской (двигатели СМД-60, Д-160) или слегка сферической (двигатели ЗИЛ, КамАЗ и др.). У двигателей ЯМЗ применяют толкатели качающиеся роликовые. Такие толкатели снижают износ кулачков в результате замены трения скольжения трением качения, но имеют большую массу, конструктивно сложнее и дороже в изготовлении. Распределительный (кулачковый) вал предназначен для управления клапанами механизма газораспределения, а также для привода узлов систем смазки, питания и зажигания. Он представляет собой стержень с кулачками и опорными шейками. Кулачки испытывают большие контактные напряжения, вызывающие их износ. Вращается распределительный вал в подшипниках скольжения, выполненных обычно в теле блока с запрессованными в них стальными втулками, залитыми антифрикционным сплавом. Втулки смазывают под давлением. Число опорных шеек распределительного вала обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Для предотвращения осевых перемещений валов от действия усилий косозубых шестерен привода предусматривают фиксирующие устройства. Например, в двигателе ЯМ8-236 установлен упорный фланец в передней части блока, а в двигателе ЯМЗ-740 упором служит корпус подшипника задней опоры.
Число кулачков на распределительном валу чаще всего равно числу обслуживаемых им клапанов. Расположение кулачков определяется числом и порядком работы цилиндров, схемой привода, фазами газораспределения.

мк амевро » СХЕМЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

       Даже если бы на всех двигателях внутреннего сгорания был всегда один распределительный вал, и он всегда был бы установлен на одно и то же место, конструкторы двигателей в зависимости от технологий, применяемых на производстве, доступных материалов или обеспечения расчётных технических характеристик и снижения себестоимости двигателя могли бы придумать множество разнообразных конструкций привода распределительного вала. Но на одном автомобильном двигателе может быть установлено от одного до четырёх распределительных валов, а вал может быть установлен и в блоке цилиндров двигателя и в головке блока цилиндров. В V-образном двигателе может быть установлено четыре распределительных вала по два в двух разных головках блока цилиндров, а может быть установлен и один распределительный вал в развале блока цилиндров. Двигатель может иметь различные формы камеры сгорания и соответственно различное расположение клапанов. Поэтому количество практических конструкций схем газораспределительного механизма безгранично, их не только невозможно описать в пределах одной статьи, но и даже просто перечислить.

Какую компоновочную схему применить конструктор принимает на основании осмысления очень многих параметров – себестоимость производства и технические возможности предприятия, возможности унификации с ранее выпускавшимися моделями двигателя и предполагаемая форма камеры сгорания.

Далее будут рассмотрены наиболее часто встречающиеся компоновочные схемы газораспределительного механизма, остальные схемы, чаще всего просто вариации или комбинации этих конструкций.

Немного истории

Историческое развитие различных схем компоновки газораспределительного механизма

1. Нижнее расположение распределительного вала, выпускной клапан с механическим приводом в блоке цилиндров, автоматический впускной клапан, расположенный в головке блока цилиндров.

2. Нижнее расположение распределительного вала с нижним расположением клапанов. Клапаны расположены с обеих сторон цилиндра.

3. Нижнее расположение распределительного вала с нижним расположением клапанов вдоль одной стороны блока цилиндров.

4. Нижнее расположение распределительного вала. С верхним расположение впускного клапана и нижним расположением выпускного клапана

5. Нижнее расположение распределительного вала с верхним расположением клапанов

6. Верхнее расположение одного распределительного вала с верхним рядным расположением клапанов и толкателями

7. Верхнее расположение одного распределительного вала с верхним рядным расположением клапанов.

8. Верхнее расположение одного распределительного вала с верхним двухрядным расположением клапанов

9. Верхнее расположение двух распределительных валов

Нижнее расположение распределительного вала

1 – Нижнее расположение распределительного вала, выпускной клапан с механическим приводом в блоке цилиндров, автоматический впускной клапан, расположенный в головке блока цилиндров.

Самые первые четырёхтактные двигатели внутреннего сгорания, работающие по циклу Отто, имели выпускной клапан с механическим приводом, расположенный в нижней части цилиндра и верхний впускной автоматический клапан. Впускной автоматический клапан механического привода не имел и открывался только под воздействием разности давлений с обеих сторон клапана. При перемещении поршня вниз в надпоршневом пространстве образовывалось разрежение, то есть давление ниже атмосферного. Под воздействием давления атмосферы наружный воздух, преодолевая усилие пружины клапана, открывал клапан и поступал в цилиндр двигателя. Такую конструкцию имел и первый двигатель Отто и первые практические автомобильные двигатели немецких инженеров К. Бенца и Г. Даймлера. Выпускной клапан двигателя имел механический привод. Распределительный вал, толкатель клапана и сам выпускной клапан были расположены в нижней части цилиндра. Такие конструкции были широко распространены в конце 19 и самом начале 20 века. Двигатели эти были очень тихоходными максимальные обороты этих двигателей лежали в диапазоне 300 – 600 об/мин.

Поскольку впускной клапан двигателя не управлялся, точно установить момент открытия клапана было невозможно, и, соответственно, невозможно было увеличить максимальные обороты двигателя, подобные двигатели прекратили выпускать уже к 1905 году.

2 – Нижнее расположение распределительного вала с нижним расположением клапанов. Клапаны расположены с обеих сторон цилиндра.

Через некоторое время механический привод получил и впускной клапана, Что сразу позволило поднять обороты двигателя и увеличить его мощность. Первоначально клапаны располагались с обеих сторон цилиндра, но такая схема требовала применения двух распределительных валов и имела некоторые другие недостатки. Подобная схема газораспределительного механизма, называвшаяся Т-образная, применялась на выпускавшемся в России автомобиле Руссо-Балт С24-30 выпуска 1911 года. Но такая схема, по причине свойственных ей врождённых недостатков, долго не применялась.

3 – Нижнее расположение распределительного вала с нижним расположением клапанов вдоль одной стороны блока цилиндров.

В начале 20 века автомобиль быстро становился массовым предметом потребления, производители стремились удовлетворить спрос на автомобили. Конструкция, как и технологии производства автомобилей и, особенно, автомобильных двигателей стремительно развивались. Технологи быстро научились изготавливать довольно сложные блоки цилиндров и клапаны, как впускные, так и выпускные переместились на одну сторону блока цилиндров. Такая компоновка получила широкое распространение в самом начале 20-х годов прошлого века. Подобная схема для своего времени оказалась очень удачной и началась эра нижнееклапанных двигателей. Клапаны были очень близко расположены к распределительному валу, что уменьшало инерционные нагрузки, весь механизм имел достаточно простую, жёсткую и технологичную конструкцию.

Подобная схема позволила поднять рабочие обороты двигателя до 2500 – 3000 об/мин, а некоторые форсированные двигатели развивали максимальные обороты до 5000 об/мин.

Автомобильные двигатели с такой компоновкой газораспределительного механизма некоторыми производителями выпускались до начала 80-х годов. А для привода различных строительных, сельскохозяйственных и других механизмов они применяются и по настоящее время. Да и старые автомобили с подобными двигателями (ГАЗ-52) можно ещё встретить на наших дорогах.

Клапанный механизм нижнеклапанного двигателя

1. Выпускной газовый канал

2. Головка блока цилиндров

3. Камера сгорания

4. Выпускной клапан

5. Впускной клапан

6. Ведомая шестерня привода (распределительный вал)

7. Ведущая шестерня привода (коленчатый вал)

8. Распределительный вал

9. Кулачок распределительного вала

10. Толкатель

11. Болт регулировки теплового зазора

12. Тарелка пружины клапана

13. Пружина клапана

14. Направляющая втулка клапана

Взаимное расположение камеры сгорания и клапанов нижнеклапанного двигателя

1. Поршень

2. Блок цилиндров

3. Головка блока цилиндров

4. Камера сгорания

5. Свеча зажигания

6. Клапан (впускной или выпускной)

7. Газовый канал (впускной или выпускной)

Детали клапанного механизма нижнееклапанного двигателя

1. Седло клапана

2. Клапан

3. Направляющая втулка клапана

4. Пружина клапана

5. Тарелка пружины клапана

6. Болт регулировки теплового зазора

7. Толкатель

8. Распределительный вал

Клапанный механизм нижнеклапанного двигателя

1. Болт регулировки теплового зазора

2. Контргайка регулировочного болта

3. Толкатель клапана

4. Тепловой зазор

5. Пружина клапана

6. Специальное приспособление для снятия (рассухаривания) клапанов

Общая компоновка нижнеклапанного двигателя

Двигатели такой конструкции устанавливались на легковой автомобиль Победа, на грузовые автомобили ГАЗ-51, ГАЗ-52 и множество другой техники

Блок цилиндров нижнеклапанного двигателя отечественного автомобиля Победа.

1. Отверстие впускного клапана

2. Отверстие выпускного клапана

3. Входное окно впускного газового канала

4. Входное окно выпускного газового канала

5. Полости блока цилиндров для расположения клапанов

Обратите внимание, что диаметр отверстий впускных клапанов (1) больше диаметра отверстий выпускных клапанов (2), а площадь окна впускного канала (3) больше площади окна выпускного канала (4).

Не зависимо от компоновочной схемы расположения клапанов и всего клапанного механизма впускной клапан всегда имеет больший диаметр по сравнению с выпускным клапаном.

Нижнеклапанные двигатели доминировали несколько десятилетий. Конечно, в мире выпускались двигатели с другими компоновочными схемами газораспределительного механизма, но нижнеклапанные двигатель были преобладающими.

При всех их достоинствах они имели и неустранимые недостатки. Главный из недостатков, это очень большая камера сгорания, размеры которой уменьшить до приемлемых не получалось. Большая камера имела большую, по отношению к объёму камеры сгорания, площадь внутренних поверхностей, что приводило к большим потерям тепла и ухудшению процесса сгорания. К ухудшению процесса сгорания также приводила неудачная форма камеры сгорания. И, что пожалуй главное, большая камера сгорания не позволяла поднять степень сжатия двигателя, обеспечивающую эффективную работу двигателя. Вторым недостатком был очень сложный путь движения воздуха от воздушного фильтра до камеры сгорания. На своём пути воздушный поток изменял направление несколько раз, что приводило к снижению скорости движения потока и, следовательно, к снижению коэффициента наполняемости.

Для устранения этих недостатков было необходимо перенести клапаны в головку блока цилиндров. К этому конструкторы шли разными путями. Существовали также такие экзотические схемы, в которых впускной клапан имел верхнее расположение, а выпускной клапан имел нижнее расположение. При этом распределительный вал оставался в блоке цилиндров. Подобную конструкцию использовала на своих автомобилях английская фирма Ровер в 50-х годах.

4 – Нижнее расположение распределительного вала. С верхним расположение впускного клапана и нижним расположением выпускного клапана

Думаю, что подобную схему трудно отнести как к нижнеклапанной, так и к верхнеклапанной.

Стремясь улучшить наполняемость цилиндров и поднять обороты двигателя, конструкторы перенесли клапаны в головку блока цилиндров. Это несколько упростило конструкцию блока цилиндров, но усложнило конструкцию головки блока цилиндров. Перенос клапанов в головку блока цилиндров позволило значительно улучшить наполняемость цилиндров. За счёт этого верхнеклапанные двигатели стали мощнее не менее чем на 25% по сравнению с нижнеклапанными двигателями с таким же объёмом цилиндров. Перенос клапанов в ГБЦ позволило применять камеры сгорания различной формы и, соответственно, делать двигатели с желаемой степенью сжатия. Форсированные двигатели с нижним расположение распределительного вала и верхним расположением клапанов развивали максимальные обороты до 6500 – 7000 об/мин.

Подобные двигатели с 60-х годов устанавливались на многие отечественные автомобили, например, на Москвич 407 и Москвич 408, на автомобиль Волга ГАЗ-21 и его модификации. Двигатели с такой конструкцией газораспределительного механизма устанавливались на автомобили Волга и УАЗ до конца 90-х годов. Подобные двигатели широко эксплуатируются и в настоящее время.

На этом рисунке дан поперечный разрез двигателя автомобиля Москвич 407, выпуска 60-х годов, с нижним расположением распределительного вала и верхним расположение клапанов.

На рисунке видно взаимное расположение деталей газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов двигателя. Двигатель имеет прогрессивную для своего времени клиновую форму камеры сгорания, а топливовоздушная смесь, не меняя направления, по впускному каналу головки блока цилиндров попадает непосредственно в цилиндр.

Чертёж этого двигателя дан, поскольку он представляет наиболее типичную конструкцию двигателя своего времени.

Детали газораспределительного механизма рядного двигателя с нижним расположением распределительного вала и нижним расположение клапанов.

1. Нижний распределительный вал

2. Толкатель

3. Штанга

4. Ось (вал) коромысел

5. Коромысло

6. Болт регулировки теплового зазора

7. Наружная пружина клапана

8. Внутренняя пружина клапана

9. Клапан

10. Седло клапана

Схема с нижним расположением распределительного вала и верхним расположением клапанов широко применялась и в V-образных двигателях. В этом случае распределительный вал располагался внизу развала цилиндров. Единственный распределительный вал управлял работой как впускных, так и выпускных клапанов обеих головок блока цилиндров.

На этом рисунке изображён типичный американский двигатель V-8 с шатровой камерой сгорания и рядным расположением клапанов. Возможно, это покажется странным, но двигатели с одним нижним распределительным валом выпускаются в Америке и по настоящее время, хотя в остальном эти двигатели имеют все атрибуты очень современного двигателя. У этого двигателя распределительный вал располагался по середине, в развале цилиндров. При такой компоновке один, расположенный в блоке цилиндров распределительный вал приводит все клапаны (впускные и выпускные) даже двигателя V8.

1. Выпускной газовый канал

2. Выпускной клапан

3. Впускной газовый канал

4. Коромысло

5. Ось (вал) коромысел

6. Впускной клапан

7. Штанга

8. Толкатель

9. Нижний распределительный вал

Двигатель «Hemi»

1. Полусферическая камера сгорания

2. Свеча зажигания

3. Толкатель

4. Распределительный вал

5. Впускной коллектор

6. Впускной клапан

7. Коромысло впускного клапана

8. Ось коромысел впускных клапанов

9. Штанга впускного клапана

10. Коромысло выпускного клапана

11. Ось коромысел выпускных клапанов

12. Штанга выпускного клапана

13. Выпускной клапан

14. Выпускной канал ГБЦ

15. Впускной канал ГБЦ

16. Выпускной коллектор (спортивного автомобиля)

Разрез легендарного американского двигателя «Hemi» с полусферической камерой сгорания. У сферы самый низкий коэффициент соотношения поверхности камеры сгорания к её объёму, что значительно улучшает процессы сгорания за счёт меньшего отбора тепла от топливовоздушной смеси.

При применении сферической камеры сгорания клапаны могут быть расположены только в два ряда под углом к оси цилиндра двигателя. В этом случае, при нижнем расположении распределительного вала, толкающий штанги впускных и выпускных клапанов, расположены под углом друг к другу.

1. Толкатель впускного клапана

2. Штанга впускного клапана

3. Штанга выпускного клапана

4. Толкатель выпускного клапана

5. Распределительный вал

Легендарный «Hemi» имел множество модификаций и выпускался всеми ведущими американскими производителями, Которые и по настоящее время выпускают все запасные части практически ко всем выпускавшимся модификациям двигателя, а сторонние независимые фирмы могут изготовить из этих запасных частей новый двигатель

Верхнее расположение распределительного вала

Схемы с нижним расположением распределительного вала и верхним расположением клапанов, были очень прогрессивным решением для своего времени, позволившим увеличить обороты двигателя и, соответственно, улучшить эффективность его работы. Они позволили конструкторам создавать камеры сгорания любой формы и создавать двигатели с необходимой степенью сжатия. Но и эта компоновка имела значительные недостатки.

Клапаны были далеко расположены от распределительного вала. Усилие от толкателей передавалась на коромысла (рычаги) клапанов при помощи длинных толкающих штанг. Детали привода клапанов, совершающие возвратно-поступательное движение (особенно штанги), имели большую массу, что увеличивало инерционные нагрузки и, соответственно, ограничивало дальнейшее увеличение оборотов. Попытки уменьшить массу толкающих штанг приводили к тому, что штанги приобретали недопустимую упругую деформацию, что приводило к изменению параметров работы газораспределительного механизма. Поэтому многие конструкторы постарались отказаться от применения штанг.

Первоначально штанги сделали просто короче, за счёт отказа от шестерёнчатого привода распределительного вала в пользу привода цепью. Это позволило поднять расположенный в блоке цилиндров распределительный вал.

1. Ведомая шестерня (распределительный вал)

2. Ведущая шестерня (коленчатый вал)

3. Ведущая звёздочка (коленчатый вал)

4. Ведомая звёздочка (распределительный вал)

5. Цепь привода распределительного вала.

Такая схема называлась – среднее расположение распределительного вала.

После этого распределительный вал переместился поближе к клапанам в головку блока цилиндров (6).

Один распределительный вал, расположенный в головке блока цилиндров

Установленный в головку блока цилиндров единственный распределительный вал (SOHC), управлял работой как впускных, так и выпускных клапанов. Поскольку чем ближе распределительный вал к клапанам, тем меньше в газораспределительном механизме количество и масса деталей, совершающих возвратно-поступательное движение. Уменьшение инерционных нагрузок обеспечивает лучшую работу газораспределительного механизма и, что позволяет увеличить обороты двигателя.

При такой схеме клапаны могут иметь как рядное, так и наклонное двухрядное расположение. Клапаны могут приводится, как непосредственно кулачком распределительного вала, расположенного над клапанами, так и посредством рычагов (рокеров).

1. Головка блока цилиндров

2. Клапан

3. Наружная пружина клапана

4. Внутренняя пружина клапана

5. Тарелка клапанной пружины

6. Стаканчатый толкатель

7. Корпус подшипников распределительного вала

8. Распределительный вал

9. Шайба регулировки теплового зазора

10. Конусные сухарики крепления тарелки клапанной пружины

11. Маслосъёмная манжета клапана

12. Направляющая втулка клапана

13. Седло клапана

На этом рисунке изображён газораспределительный механизм автомобиля ВАЗ-2108. Эта конструкция ГРМ очень типичная и применяется на многих автомобилях.

В этой конструкции ГРМ клапан нажимает непосредственно на толкатель без применения рычага, следовательно, подъём клапана равен высоте подъёма кулачка распределительного вал. При такой конструкции ГРМ клапаны могут быть расположены только в ряд. Этот двигатель имеет камеру сгорания в виде клина.

1. Клапан

2. Направляющая втулка клапана

3. Наружная пружина клапана

4. Внутренняя пружина клапана

5. Тарелка пружины клапана

6. Корпус распределительного вала

7. Распределительный вал

8. Пружина рычага

9. Рычаг привода клапана (рокер)

10. Шаровая опора рычага с регулировкой теплового зазора

11. Контргайка регулятора теплового зазора

На этом рисунке дана схема газораспределительного механизма с верхним расположением распределительного вала и с применением рычага в приводе клапанов. По такой схеме сделан газораспределительный механизм всех моделей с ВАЗ-2101 по ВАЗ-2107.

На обоих рисунках показаны двигатели с клиновой камерой сгорания, в этом случае клапаны расположены в один ряд.

1- Выпускной клапан; 2 – Нижняя упорная шайба пружин клапана; 3 – Внутренняя пружина клапана; 4 – Наружная пружина клапана; 5 – Маслоотражающий колпак; 6 – Резиновое маслоудерживающее кольцо; 7 – Тарелка пружины клапана; 8 – Сухарик; 9 – Наконечник клапана; 10 – Ось коромысел выпускных клапанов; 11 – Коромысло выпускного клапана; 12 – Распределительный вал; 13 – Ось коромысел впускных клапанов; 14 – Коромысло впускного клапана; 15 – Контргайка регулировочного болта; 16 – Болт регулировки теплового зазора; 17 – Головка блока цилиндров; 18 – Впускной клапан; 19 – Кулачок впускного клапана; 20 – Седло впускного клапана; 21 – Кулачок выпускного клапана; 22 – Седло выпускного клапана.

Клапанный механизм изображённый на этом рисунке с единственным распределительным валом, управляющий как впускными, так и выпускными клапанами при помощи коромысел позволил создавать двигатели с любой формой камеры сгорания.

При применении газораспределительного механизма с единственным распределительным валом. В этом случае для расположения клапанов под углом к оси цилиндра, без применения коромысел не обойтись.

На верхнем рисунке изображён клапанный механизм отечественного автомобиля Москвич 412, на автомобиле с таким двигателем команда АЗЛК выиграла легендарное ралли Лондон-Сидней. Подобная схема была очень типична для своего времени. Она широко применяется и сегодня, причём как в рядных, так и V-образных двигателях.

А на этом рисунке изображён газораспределительный механизм оппозитного двигателя супер автомобиля Порше 911. Поскольку качество изготовления мы не рассматриваем, можно заметить, что особых отличий нет.

Но современные двигатели чаще имеют газораспределительный механизм с двумя распределительными валами, расположенными в головке блока цилиндров (DOHC), при этом один распределительный вал управляет впускными, а второй выпускными клапанами.

Два распределительных вала, расположенных в головке блока цилиндров

1. Выпускной распределительный вал

2. Крышка подшипника распределительного вала

3. Стаканчатый толкатель с гидравлическим компенсатором теплового зазора

4. Канавка подвода масла на толкателе

5. Масляная магистраль, подвода масла к гидравлическим компенсаторам

6. Пружина клапана

7. Выпускной клапан

8. Седло выпускного клапана

На этой фотографии дан разрез головки блока цилиндров с двумя распределительными валами. На фотографии пронумерованы детали выпускного клапана, детали впускного клапана ничем не отличаются от деталей выпускного клапана, часто они взаимозаменяемы. Исключением является только сам клапана, поскольку, как указывалось ранее, тарелка впускного клапана обычно имеет больший диаметр. Соответственно и седло впускного клапана имеет увеличенный диаметр. При такой компоновочной схеме клапаны могут быть расположены только в два ряда.

Широкое распространение на серийных автомобилях двухвальная схема (DOHC) получила сравнительно недавно, хотя первые подобные конструкции появились в самом начале 20 века. Такая схема имела высокую себестоимость и по этой причине в автомобильных двигателях серийных автомобилей широкого распространения не получила. Но эта схема имела широкое распространение в поршневой авиации и в дорогих спортивных автомобилях, почти все спортивные автомобили 30-х – 40-х годов прошлого века имели по два распределительных вала на головку.

За последние 20 лет резко возросли требования по токсичности и топливной экономичности к двигателям серийных автомобилей, при одновременном улучшении машиностроительных технологий. Для выполнения возросших требований к двигателю автомобиля эту схему стали широко применять практически на всех серийных автомобилях

Подобная компоновочная схема даёт некоторые преимущества современному двигателю.

Первое, применение этой схемы позволило выпускать многоклапанные головки. Много лет каждый цилиндр серийного автомобильного и многих других двигателей внутреннего сгорания имел по два клапана на цилиндр, один впускной и один выпускной клапан. Хотя в авиации и в спортивных автомобилях широко применялись двигатели, имеющие по три, четыре и даже пять клапанов на цилиндр. Там они применялись для повышения коэффициента наполняемости, что способствовало увеличению литровой мощности двигателя.

В современных двигателях многоклапанные схемы позволяют снизить потребление топлива при одновременном выполнении строгих норм по токсичности.

Второе, раздельные впускные и выпускные распределительные валы позволили создать современные системы с раздельной регулировкой (изменением) фаз газораспределения выпускных и выпускных клапанов.

Почти все современные двигатели имеют по 4 клапана на цилиндр, два впускных и два выпускных. Схемы с применением более чем четырёх клапанов на один цилиндр широкого распространения не получили.

Типичное расположение клапанов в головке блока цилиндров современного двигателя

1. Впускной клапан

2. Выпускной клапан

3. Свеча зажигания

Клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания

Механизм содержит клапан со штоком, возвратную пружину с подшипником, ведомое кольцо (5), закрепленное на упорной тарелке клапана, с концентрической канавкой (7) на внутренней поверхности, подпружиненный толкатель (8) на оси качания (9) кронштейна (10). Рабочий конец толкателя посредством прецизионного узла соединен с роликом (11), помещенным в канавку (7) с возможностью прямого и обратного хода. Прецизионный узел имеет плунжер (12) с роликом (11) на конце и втулку (13) с калиброванным отверстием (15) в донышке, в которую плунжер установлен на пружине (14). Такое выполнение повысит долговечность и безотказность работы механизма. 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а конкретно к конструкциям клапанных механизмов двигателей внутреннего сгорания.

Многие современные типы двигателей внутреннего сгорания (дизелей) содержат в составе выпускных клапанных механизмов устройства для вращения клапана (УВК) различных конструкций. Они предназначены для повышения надежности клапанов клапанных механизмов двигателей внутреннего сгорания. Известно множество их разновидностей.

Известно устройство вращения «Ротокап» (патент США №2397502, МПК F01L 1/32, публ. 1946 г.). Последующие усовершенствования конструкции этого известного устройства вращения в настоящее время в составе клапанных механизмов используются на некоторых типах судовых дизелей и на дизелях других видов транспорта.

Известные типы УВК «Ротокап» содержат тарельчатую пружину Бельвиля и несколько подпружиненных шариков, расположенных в концентрических канавках переменной глубины, выполненных в корпусе устройства. Пульсирующие повороты клапана, связанного с корпусом УВК, происходят в моменты нажатия клапанного коромысла, т.е. при открывании клапана, когда шарики, сжимая возвратные пружинки, скатываются по углубляющимся концентрическим канавкам, спрямляя коническую пружину Бельвиля. При закрывании клапана шарики под действием возвратных пружинок мгновенно возвращаются в исходное положение. При этом (при закрывании) вращения клапана не происходят, а пружина Бельвиля принимает исходную коническую форму.

Известным устройствам вращения «Ротокап» присущи ряд недостатков, обуславливающих недостатки клапанных механизмов двигателей. Они сложны по своему устройству, трудоемки и дороги в изготовлении, не подлежат регулировке, имеют практически нулевую ремонтопригодность и низкую надежность. Их работа лишь в малой степени улучшает условия работы выпускного клапана: за счет вращения в периоды открывания клапана выравнивается температурное поле клапанной тарелки, предотвращается ее коробление, а также улучшаются условия смазки штока клапана во втулке, уменьшается его износ, предотвращаются зависания. Технический эффект использования в составе клапанного механизма двигателя известного УВК «Ротокап» имеется лишь при работе дизелей на легких сортах топлива. Однако при работе на средне- и высоковязких мазутах известные УВК неэффективны, т.к. они не устраняют в этих случаях главных причин частых отказов и прогораний выпускных клапанов двигателей внутреннего сгорания — интенсивных отложений. Они не уменьшают при таком использовании слоя нагара на рабочих поверхностях клапана и седла и поэтому не снижают интенсивную натрий-ванадиевую коррозию, происходящую на них.

Эти недостатки частично устранены в составе известного клапанного механизма для двигателя внутреннего сгорания путем использования в нем устройства для вращения клапана газораспределения храпового типа (см. а.с. СССР №1104308, МПК F01L 1/32, 1984 г.) Этот известный клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания является наиболее близким техническим решением заявляемому.

Известный клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания содержит тарельчатый клапан со штоком в направляющей втулке, размещенной в крышке цилиндра двигателя, возвратную пружину клапана, опирающуюся на упорный шарикоподшипник, размещенный на крышке цилиндра двигателя, а над ней — упорную тарелку клапана, жестко соединенную со штоком клапана фиксирующими сухариками, а также включает устройство вращения клапана храпового типа, содержащее ведомое косозубое храповое колесо, закрепленное на упорной тарелке клапанной пружины, -ведомая часть — и находящийся с ним в непосредственном зацеплении стержневой подпружиненный толкатель с осью качания, закрепленной на кронштейне, прикрепленном к крышке цилиндра двигателя. Свободный рабочий конец толкателя имеет спрофилированный по зубу храпового колеса упорный зуб треугольного профиля — ведущая часть.

В работе вращение клапана производится за счет чередующихся ударно-толчковых воздействий упорного зуба толкателя последовательно на зубья храпового колеса при каждом закрывании клапана. При открывании клапана он вместе с упорной тарелкой пружины и храповым колесом опускается и упорный конец подпружиненного толкателя перескакивает на следующий зуб храпового колеса. При закрывании клапана зуб толкателя, перемещаемый по дуге в исходное верхнее положение, толчкообразно воздействует на очередной зуб и заставляет поворачиваться храповое колесо и, следовательно, жестко соединенный с ним (через упорную тарелку пружины и ее фиксирующие на штоке клапана сухарики) сам клапан, причем на угол, кратный числу зубьев храпового колеса. Чередующиеся пульсирующие повороты клапана, происходящие в периоды его опускания на седло, осуществляют процесс самоприработки, самообновления, постоянной полировки рабочих поверхностей клапана и седла, сброс с них излишков оседающего нагара, оставляя лишь тончайший активный слой, предотвращающий натрий-ванадиевую коррозию. Непрерывное вращение клапана в одну сторону еще и выравнивает температуру в клапанной тарелке, предотвращая коробление тарелки клапана, а также зависание клапана во втулке.

Известный клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания может быть использован на мало- и среднеоборотных (до 600 об/мин) судовых дизелях, работающих на средне- и высоковязких мазутах. Однако у 4-тактных двигателей с частотой вращения коленвала достаточно высокой — до 600 об/мин — совершается 300 двойных ходов выпускного клапана в минуту, т.е. происходит по 5 динамичных толчков в секунду толкателя по зубьям храпового колеса, т.о. более 400000 толчков за сутки работы. Опыт эксплуатации и проведенные исследования показали, что при такой высокой оборотности двигателя использование известной зубчатой храповой муфты в составе известного клапанного механизма является предельным. Усталостные напряжения, возникающие в упорном зубе толкателя известного механизма, ограничивают его (зуба) и механизма в целом долговечность. На современных же форсированных по оборотности двигателях известный клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания храпового типа использования практически не нашел из-за снижения показателей долговечности.

Технической задачей, на которую направлено заявляемое изобретение, является устранение данных недостатков, а именно повышение долговечности и безотказности клапанного механизма для двигателя внутреннего сгорания при безусловном сохранении его известных достоинств в улучшении условий работы механизма в высокодинамичных режимах работы двигателя. Это, в свою очередь, позволит расширить область использования создаваемых более надежных клапанных механизмов для двигателя внутреннего сгорания за счет применения их на современных двигателях повышенной и высокой оборотности.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в известном клапанном механизме для двигателя внутреннего сгорания, содержащем тарельчатый клапан со штоком в направляющей втулке, размещенной в крышке цилиндра двигателя, возвратную пружину, опирающуюся на упорный шарикоподшипник, размещенный на крышке цилиндра двигателя, а над ней — упорную тарелку пружины, жестко соединенную со штоком клапана фиксирующими сухариками, и устройство вращения клапана, включающее ведущую и ведомую части, первая из которых содержит стержневой подпружиненный толкатель со свободным рабочим концом и осью качания, неподвижно закрепленной на кронштейне, установленном на крышке цилиндра двигателя, а вторая часть содержит ведомое кольцо с контактной поверхностью, закрепленное на упорной тарелке пружины, в отличие от него в заявляемом на внутренней поверхности ведомого кольца выполнена концентрическая канавка, и контактная поверхность образована этой канавкой. Свободный рабочий конец стержневого толкателя посредством прецизионного узла соединен с роликом, помещенным в концентрическую канавку ведомого кольца с возможностью прямого и обратного хода. Прецизионный узел выполнен в виде пары из плунжера и втулки с донышком. Причем плунжер установлен во втулку на разжимающейся пружине, а на его конце закреплен упомянутый ролик. При этом втулка жестко закреплена на свободном конце данного подпружиненного толкателя, а в ее донышке выполнено сквозное калиброванное отверстие для оптимизации перепада давлений дросселируемого воздуха в надплунжерном пространстве при прямом и обратном ходе ролика.

Поставленная техническая задача достигается заменой жесткого вида зацепления с ударным характером взаимодействия силовых элементов храповой зубчатой муфты на мягкое фрикционное перекатывание ведущего элемента — ролика по ведомому элементу — концентрической канавке ведомого кольца, при котором возникновение чрезмерных напряжений в элементах устройства исключается.

Так, в заявляемом клапанном механизме ведомая часть устройства выполнена в виде ведомого кольца с концентрической канавкой на его внутренней поверхности, и контактная поверхность образована этой канавкой. Это кольцо жестко закреплено на упорной тарелке возвратной пружины клапана, жестко соединенной с его штоком через фиксирующие сухарики. Стержневой подпружиненный толкатель воздействует на ведомую часть устройства не непосредственным образом, а через посредство ролика, перекатывающегося по канавке ведомого кольца. Связь ролика со стержневым подпружиненным толкателем осуществляется через прецезионный узел, выполненный в виде пары из плунжера и втулки и закрепленный на свободном рабочем конце стержневого подпружиненного толкателя. В его втулке выполнено сквозное калиброванное отверстие, предназначенное для оптимизации перепада давлений дросселируемого через это отверстие в надплунжерном пространстве воздуха при прямом и обратном ходе ролика. За счет этого в надплунжерном пространстве при сбегающем движении ролика по кольцу создается разрежение, а при набегающем движении — повышенное давление воздуха. В работе это создает различные по величине усилия прижатия ролика к ведомому кольцу при его движении в прямом и обратном направлениях, вследствие чего происходит поступательное вращение жестко скрепленного с ведомым кольцом через фиксирующие сухарики самого клапана, причем только в одном направлении — при его закрывании. (Используется известный принцип вращения обруча «Хула-Хуп»). Поскольку устройство вращения, входящее в состав заявляемого клапанного механизма, не содержит деталей, испытывающих при его работе высокодинамичных ударных, крутильных и изгибающих нагрузок, а взаимодействие силовых деталей устройства вращения, особенно в момент закрывания клапана, носит мягкий, гармонизированный характер, то показатели надежности устройства вращения улучшаются, достигают достаточно высоких значений, а известные его достоинства в улучшении условий работы в высокодинамичных режимах работы двигателей в силу наличия общности признаков с прототипом сохраняются. Следовательно, повышается надежность всего клапанного механизма в целом. Таким образом достигается поставленная техническая задача, а именно повышение долговечности и безотказности силовых элементов клапанного механизма для двигателя внутреннего сгорания при сохранении его известных достоинств улучшения условий работы механизма в высокодинамичных режимах работы двигателей. Это позволяет эффективно использовать заявляемый клапанный механизм на двигателях высокой оборотности и достигать эффекта самообновления выпускных клапанов при работе на любых сортах топлива, что весьма существенно.

На фиг.1 изображен клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания в сборе, вид сбоку в положении открытого клапана.

На фиг.2 — вид сверху в том же положении клапана.

На фиг.3 — фрагмент устройства вращения клапана в двух крайних положениях ролика на ведомом кольце.

Заявляемый клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания содержит тарельчатый клапан 1 со штоком 2, возвратную пружину 3 клапана с расположенным под ней упорным шарикоподшипником 4. Клапанный механизм содержит также устройство вращения клапана, состоящее из ведущей и ведомой частей. Ведомая часть устройства представляет собой ведомое кольцо 5, закрепленное на упорной тарелке 6 возвратной пружины с выполненной на его внутренней поверхности концентрической канавкой 7. Ведущая часть содержит стержневой подпружиненный толкатель 8 с осью качания 9, которая неподвижно установлена на кронштейне 10. Свободный рабочий конец стержневого подпружиненного толкателя 8 посредством прецизионного узла соединен с роликом 11, который помещен в концентрическую канавку 7 ведомого кольца 5, которая является контактной поверхностью, сопрягаемой с роликом 11, причем ролик 11 имеет возможность прямого и обратного хода (перекатывания) по канавке 7. Прецизионный узел выполнен в виде пары (фиг 2) из плунжера 12 и втулки 13, в которую на разжимающейся пружине 14 установлен плунжер 12 с закрепленным на его конце роликом 11 и которая имеет в донышке сквозное калиброванное отверстие 15. Причем втулка 13 жестко закреплена на свободном рабочем конце толкателя 8. Кроме того, заявляемый механизм включает: на фиг.1 позицией 16 обозначено седло клапана 1 в крышке цилиндра 17 двигателя и позицией 18 — опорный конец традиционного рычажного коромысла клапанного привода, сопряженный с подпятником 19 штока 2 клапана с тепловым зазором (не показано), установленным на торце штока клапана 1. Шток 2 клапана 1 расположен в его направляющей втулке 20, размещенной в крышке цилиндра 17 двигателя, на которой установлены также кронштейн 10 стержневого подпружиненного толкателя 8 и упорный шарикоподшипник 4 возвратной пружины 3 клапана 1. Причем упорная тарелка 6 возвратной пружины 3 клапана жестко соединена с его штоком 2 посредством фиксирующих сухариков 21.

Клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания работает следующим образом. При работе двигателя открытие и закрытие клапана 1 под действием коромысла 18, надавливающего на шток клапана 2, и возвратной пружины 3 производится традиционным путем и энергия вращения клапана в момент его закрывания исходит от движения этих же деталей. Легкость вращательных движений клапана со штоком обеспечивается установленным на крышке цилиндра двигателя упорным шарикоподшипником, расположенным под возвратной пружиной 3 тарелки клапана. При этом циклические пульсирующие повороты его вращения осуществляются только в процессе посадки клапана 1 на его седло 16, а в периоды подъема клапана с седла повороты не происходят. Работа клапанного механизма разделяется на два периода, связанные с периодом открывания клапана и периодом его закрывания. В первом периоде — периоде открывания клапана — под воздействием коромысла 18, надавливающего на шток 2 с его сухариками 21, упорная тарелка 6, ведомое кольцо 5 вместе с роликом 11 и прецизионным узлом толкателя 8 перемещаются вниз. При этом ролик 11 описывает траекторию сложного движения и, помимо траектории вниз, он за счет толкателя 8 перекатывается по концентрической канавке 7 кольца слева направо (фиг 3). Под действием разжимающейся пружины 14 происходит частичное выдвижение плунжера 12 из втулки 13. Высокодинамичное движение прецизионно выполненного плунжера, происходящее за сотые доли секунды, вызывает разрежение в надплунжерном пространстве втулки 13, несмотря на подтекание дросселируемого воздуха через ее калиброванное отверстие 15. За счет этого при сбегающем ходе ролика 11 его силовое воздействие на ведомое кольцо 5 минимизируется. Это воздействие не в состоянии преодолеть суммарную силу сопротивления вращения: трений в подшипнике 4, в парах трения «шток клапана — его направляющая втулка» и «опорный конец рычажного коромысла 18 — подпятник 19 штока клапана», в связи с чем ролик 11 свободно скатывается по канавке 7, не приводя во вращение ведомое кольцо 5 и связанный с ним клапан 1 при его открывании. Затем после выдержки паузы — основной фазы газовыхлопа цилиндра двигателя — начинается второй период работы клапанного механизма — период закрывания клапана, когда коромысло 18 на подпятнике 19 освобождает клапан 1, и пружина 3 возвращает его и ведомое кольцо 5 в исходное верхнее положение. При этом прецизионный узел, движущийся со свободным концом стержневого подпружиненного толкателя 8 по дуге, перемещает теперь ролик 11 по этой канавке ведомого кольца 5 влево до того момента, пока клапан 1 не сядет на свое седло 16 и его осевое перемещение закончится. При этом движении происходит сжатие пружины 14 и воздуха в надплунжерном пространстве втулки 13, и их суммарная сила дополняет упорное воздействие стержневого подпружиненного толкателя 8 на ролик 11. Усиленное воздействие движущегося по восходящей траектории ролика 11 на ведомое кольцо 5, преодолевая указанные силы сопротивления, поворачивают его и вместе с ним закрывающийся, садящийся на седло клапан. (Здесь работает известный принцип вращения обруча «Хула-Хуп»). При этом диаметр сквозного калиброванного отверстия 15 — это регулировочный параметр для установки необходимой частоты вращения клапана, от его величины зависит создаваемый градиент сил прижатия перекатывающегося по канавке ролика в прямом и обратном направлениях.

Изложенный характер движений клапана обеспечивает при его посадке на седло процессы очистки от патогенного нагара, непрерывного самообновления и самополировки рабочих поверхностей (фасок) клапана и седла. При этом полирующим средством здесь становится сама образующаяся тончайшая активная прослойка сажи, всегда присутствующая между клапаном и седлом. Таким естественным путем, без применения дополнительных средств, технологий и затрат формируется трибосопряжение рабочих фасок, характеризующееся высоким классом чистоты и максимальным коэффициентом контактной теплоотдачи от клапана в крышку цилиндра двигателя. Это и обеспечивает наилучшую работоспособность трибосопряженного клапана, постоянно находящегося в таком состоянии и имеющего минимальный трибоизнос фасок.

Использование заявляемого клапанного механизма в качестве газовыпускного органа среднеоборотного двигателя внутреннего сгорания, в особенности при его работе на средне- и высоковязких сортах топлива, позволит перевезти этот орган из разряда недостаточно надежных узлов в число высоконадежных. Отличительным положительным свойством заявляемого клапанного механизма является достаточно высокая надежность и долговечность его главной составной части — устройства вращения клапана, что главным образом и приводит к существенному повышению надежности всего клапанного механизма в целом независимо от оборотности двигателя и сорта используемого топлива. Достигается же это, как изложено, применением мягкой безударной связи ведущей части с ведомой посредством установки между ними прецизионного узла с роликом на конце его подпружиненного плунжера, перекатывающегося по канавке ведомого кольца, воздействуя на последнее разными по величине усилиями на прямом и обратном ходу.

Клапанный механизм для двигателя внутреннего сгорания, содержащий тарельчатый клапан со штоком в направляющей втулке, размещенной в крышке цилиндра двигателя, возвратную пружину, опирающуюся на упорный шарикоподшипник, размещенный на крышке цилиндра двигателя, а над ней — упорную тарелку пружины, жестко соединенную со штоком клапана фиксирующими сухариками, и устройство вращения клапана, включающее ведущую и ведомую части, первая из которых содержит стержневой подпружиненный толкатель со свободным рабочим концом и осью качания, неподвижно закрепленной на кронштейне, установленном на крышке цилиндра двигателя, а вторая часть содержит ведомое кольцо с контактной поверхностью, закрепленное на упорной тарелке пружины, отличающийся тем, что на внутренней поверхности ведомого кольца выполнена концентрическая канавка, и контактная поверхность образована этой канавкой, свободный рабочий конец стержневого толкателя посредством прецизионного узла соединен с роликом, помещенным в концентрическую канавку ведомого кольца с возможностью прямого и обратного хода, прецизионный узел выполнен в виде пары из плунжера и втулки с донышком, причем плунжер установлен во втулку на разжимающейся пружине, а на его конце закреплен упомянутый ролик, втулка жестко закреплена на свободном конце данного подпружиненного толкателя, а в ее донышке выполнено сквозное калиброванное отверстие для оптимизации перепада давлений дросселируемого воздуха в надплунжерном пространстве при прямом и обратном ходе ролика.

Газораспределительный механизм — клапанная группа

Содержание

  • Назначение и виды ГРМ:
    • 1.1. Назначение механизма газораспределения:
    • 1.2. Назначение клапанной группы:
    • 1.3. Типы ГРМ:
    • 1.4. Сравнение типов ГРМ:
  • Устройство клапанной группы:
    • 2.1. Устройство клапанов:
    • 2.2. Подсоединение клапана к его пружине:
    • 2.3. Расположение седла клапана:
    • 2.4. Расположение направляющих клапана:
    • 2.5. Устройство рессор:
    • 2.6. Материалы для изготовления элементов клапанной группы:
  • Работа клапанной группы:
    • 3.1. Механизм синхронизации:
    • 3.2 Действие привода ГРМ:
    • 3.3. Схема газораспределения:
  • Диагностика, обслуживание, ремонт:
    • 4.1. Диагностика
  • Методы диагностики ГРМ :
    • 4.2. Регулировка теплового зазора в ремне ГРМ:
    • 4.3. Ремонт клапанной группы:
  • Вопросы и ответы:

Назначение и виды ГРМ:

1.

1. Назначение механизма газораспределения:

Назначение механизма газораспределения — 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 порядком работы двигателя.

1.2. Назначение клапанной группы:

назначение клапанной группы — 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, ГРМ бывает клапанным, золотниковым и комбинированным.

1.4. Сравнение типов ГРМ:

фаза газораспределения является наиболее распространенным благодаря относительно простому устройству и надежной работе. Идеальная и надежная герметизация рабочего пространства, достигаемая благодаря тому, что клапаны остаются неподвижными при высоком давлении в цилиндрах, дает серьезное преимущество перед затвором или комбинированным ГРМ. Поэтому все чаще используются фазы газораспределения.

Устройство клапанной группы:

2.1. Устройство клапанов:

Клапаны двигателя состоят из штока и головки. Головки чаще всего делают плоской, выпуклой или колоколообразной формы. Головка имеет небольшой цилиндрический пояс (около 2 мм) и уплотнительную фаску под углом 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. Наибольшее распространение получили клапаны с плоской головкой и уплотнительной фаской под углом 45˚ (таковы чаще всего впускные клапаны), а для улучшения наполнения и очистки цилиндров впускной клапан имеет больший диаметр, чем выпускной клапан. Выхлопные клапаны часто делают с выпуклой головкой в ​​форме шара.

Это улучшает отток выхлопных газов из цилиндров, а также увеличивает прочность и жесткость клапана. Чтобы улучшить условия отвода тепла от головки клапана и увеличить общую недеформируемость клапана, переход между головкой и штоком выполнен под углом 10˚ — 30˚ и с большим радиусом кривизны. На верхнем конце стержня клапана выполняются пазы конической, цилиндрической или специальной формы в зависимости от принятого способа крепления пружины к клапану. Натриевое охлаждение используется в ряде двигателей для снижения тепловой нагрузки на разрывные клапаны. Для этого клапан делают полым, а образовавшуюся полость наполовину заполняют натрием, температура плавления которого составляет 100˚С. Когда двигатель работает, натрий плавится и, перемещаясь в полости клапана, передает тепло от горячей головки к штоку охладителя, а оттуда к приводу клапана.

2.2. Подсоединение клапана к его пружине:

конструкции этого агрегата чрезвычайно разнообразны, но наиболее распространена конструкция с полуконусами. С помощью двух полуконусов, которые входят в каналы, выполненные в стержне клапана, прижимается пластина, которая удерживает пружину и не позволяет разобрать агрегат. Это создает соединение между пружиной и клапаном.

2.3. Расположение седла клапана:

во всех современных двигателях выхлопные седла изготавливаются отдельно от головки блока цилиндров. Такие седла также используются для присосок, когда головка блока цилиндров изготовлена ​​из алюминиевого сплава. Когда он чугун, седла делают прямо в нем. Конструктивно седло представляет собой кольцо, которое крепится к головке блока цилиндров в специально обработанном гнезде. При этом на внешней поверхности седла иногда делают канавки, которые при надавливании на седло заполняются материалом ГБЦ, обеспечивая тем самым их надежное крепление. Кроме прижима, застегивание можно производить также взмахом седла. Для обеспечения герметичности рабочего пространства при закрытом клапане рабочая поверхность седла должна быть обработана под тем же углом, что и уплотнительная фаска головки клапана. Для этого седла обрабатываются специальными инструментами с углами заточки не 15 not, 45˚ и 75˚, чтобы получить уплотнительную ленту под углом 45˚ и шириной около 2 мм. Остальные углы сделаны для улучшения обтекания седла.

2.4. Расположение направляющих клапана:

конструкция направляющих очень разнообразна. Чаще всего используются направляющие с гладкой внешней поверхностью, которые изготавливаются на бесцентровом сантехническом станке. Направляющие с внешним удерживающим ремнем удобнее застегивать, но сложнее сделать. Для этого целесообразнее вместо ремня сделать в направляющей канал для ограничительного кольца. Направляющие выпускных клапанов часто используются для защиты их от окислительного действия потока горячих выхлопных 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 рессор:

в современных двигателях наиболее распространены цилиндрические рессоры с постоянным шагом. Для формирования опорных поверхностей концы витков пружины сводятся до упора друг в друга и притирки их лобами, в результате чего общее количество витков в два-три раза больше, чем количество рабочих пружин. Концевые катушки опираются на одну сторону пластины и на другую сторону головки цилиндров или блока. при опасности 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 устраняет условия для резонанса. С этой же целью иногда используются конические пружины, частота собственных колебаний которых варьируется по их длине и возникновение резонанса исключено.

2.6. Материалы для изготовления элементов клапанной группы:

• Клапаны — всасывающие клапаны изготавливаются из хрома (40x), хромоникеля (40XN) и других легированных сталей. Выпускные клапаны изготовлены из жаропрочных сталей с повышенным содержанием хрома, никеля и других легирующих металлов: 4Х9С2, 4Х10С2М, Х12Н7С, 40СХ10МА.
• Седла клапана — используются жаропрочные стали, легированный чугун, алюминиевая бронза или металлокерамика.
• Направляющие клапана — сложные условия, в которых они работают, для изготовления и требуют использования материалов с высокой термической и износостойкостью и хорошей теплопроводностью, таких как серый перлитный чугун и алюминиевая бронза.
• Пружины — изготавливаются путем намотки проволоки из стомы пружины, например, 65G, 60C2A, 50HFA.

Работа клапанной группы:

3.1. Механизм синхронизации:

механизм синхронизации кинематически связан с коленчатым валом, перемещаясь синхронно с ним. Ремень ГРМ открывает и герметично закрывает впускные и выпускные отверстия отдельных цилиндров в принятом порядке работы. Так происходит 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 текстолита. Паразитная передача или цепь используется для обеспечения привода на большее расстояние.
• С верхним валом — роликовой цепью. Относительно низкий уровень шума, простая конструкция, небольшая масса, но схема изнашивается и растягивается. Через зубчатый ремень на неопреновой основе, армированный стальной проволокой и покрытый износостойким нейлоновым слоем. Простая конструкция, бесшумная работа.

3.3. Схема газораспределения:

Суммарное сечение потока, предусмотренное 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. открытие и закрытие клапанов должно производиться не в мертвых точках хода поршня, а с некоторым обгоном или задержкой.

Моменты открытия и закрытия клапанов выражаются в углах поворота коленчатого вала и называются фазами газораспределения. 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 достигает верхней мертвой точки. Это обеспечивает определенное поперечное сечение клапана в самом начале такта наполнения и, таким образом, улучшает наполнение цилиндра. Закрытие всасывающего клапана выполняется с углом задержки φ2 = 30˚ — 90˚ после прохождения поршнем нижней мертвой точки. Задержка закрытия впускного клапана позволяет использовать скорость всасываемой свежей топливной смеси для улучшения заправки и, следовательно, увеличения мощности двигателя.
Открытие выпускного клапана производится 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 по вытеснению 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 двигателя внутреннего сгорания:
  • Уменьшенный зазор;
  • Неполное прилегание клапанов;
  • Заклинивание клапанов.
    • Повышенный расход топлива:
  • Уменьшенный зазор между клапанами и подъемниками;
  • Неполное прилегание клапанов;
  • Заклинивание клапанов.
    Износ в двигателях внутреннего сгорания:
  • Износ распредвалов;
  • вскрытие кулачков распредвала;
  • Увеличенный зазор между стержнями клапанов и их втулками;
  • Большой зазор между клапанами и подъемниками;
  • перелом, нарушение эластичности пружин клапана.
    • Низкий показатель давления:
  • Седла клапанов мягкие;
  • Мягкая или сломанная пружина клапана;
  • Прогоревший клапан;
  • сгоревшая или порванная прокладка головки блока цилиндров;
  • Неотрегулированный тепловой зазор.
    • Высокий показатель давления.
  • Уменьшена высота головы;

Методы диагностики ГРМ :

• 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 демонтировать; Центральный кабель индукционной катушки должен быть смазан маслом, а дроссельная заслонка и воздушный клапан должны быть открыты. Измерение выполняется с помощью компрессоров. Разница давлений между отдельными цилиндрами не должна превышать 5%.

4.2. Регулировка теплового зазора в ремне ГРМ:

Проверка и регулировка теплового зазора производится с помощью пластин манометра в последовательности, соответствующей порядку работы двигателя, начиная с первого цилиндра. Зазор считается отрегулированным должным образом, если толщиномер с толщиной, соответствующей 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 контргайка затягивается.

Замена клапанов двигателья автомобиля

4.3. Ремонт клапанной группы:

• Ремонт клапана — основными неисправностями являются износ и прогорание конической рабочей поверхности, износ штока и появление трещин. Если головки горят или появляются трещины, клапаны утилизируются. Изогнутые штоки клапанов выпрямляются на ручном прессе с помощью приспособления. Изношенные штоки клапанов ремонтируются путем хронизации или глажки, а затем шлифуются до номинального или увеличенного ремонтного размера. Изношенная рабочая поверхность клапанной головки шлифуется до ремонтного размера. Клапаны притираются к седлам с помощью абразивных паст. Точность помола проверяют заливкой керосина на навесные вентили, если он не протекает, то 4-5 минут помол хороший. Пружины клапанов не восстанавливают, а заменяют на новые.

Вопросы и ответы:

Что входит в газораспределительный механизм? Он находится в головке блока цилиндров. В его конструкцию входит: постель распредвала, распредвал, клапаны, коромысла, толкатели, гидрокомпенсаторы и в некоторых моделях фазовращатель.

Для чего служит ГРМ двигателя? Этот механизм обеспечивает своевременную подачу свежей порции воздушно-топливной смеси и отвод отработавших газов. В зависимости от модификации может изменять момент фаз газораспределения.

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

Главная » Статьи » Устройство автомобиля » Газораспределительный механизм — клапанная группа

Клапаны и клапанные механизмы


Заявление о конфиденциальности — Информация об авторских правах. — Свяжитесь с нами


Виброгаситель

Основные машины

Зубчатые передачи (зубчатые передачи)

Клапаны и клапанные механизмы

Большинство двигателей имеют по два клапана на каждый цилиндр, один впускной и один выпускной клапан. Поскольку каждый из этих клапаны работают в разное время, отдельные рабочие механизмы должны быть предусмотрены для каждого клапана. Клапаны обычно удерживаются в закрытом состоянии тяжелыми пружинами и сжатия в камере сгорания. Цель клапана исполнительного механизма заключается в преодолении давление пружины и открыть клапаны в нужное время. Клапанный исполнительный механизм включает в себя двигатель распределительный вал, толкатели распределительного вала (толкатели), толкатели и коромысла.

РАСПРЕДВАЛ.

распределительный вал (рис. 12-23) заключен в блок двигателя. Имеет эксцентриковые лепестки (кулачки), отшлифованные по ней на каждый клапан в двигателе. Как

Рисунок 12-24.-Привод клапана с Г-образной головкой.

распредвал вращается, кулачок кулачка движется вверх под клапан толкатель, оказывающий восходящий толчок через толкатель против штока клапана или толкателя. Эта тяга преодолевает давление пружины клапана, а также газ давление в цилиндре, что приводит к открытию клапана. Когда кулачок выходит из-под толкателя, пружина клапана давление восстанавливает посадку клапана.

В двигателях с L-, F- или I-образной головкой распределительный вал обычно расположен сбоку и над коленчатым валом; в V-образном двигателей, он обычно располагается непосредственно над коленчатый вал. На двигателях с верхним расположением распредвала, таких как дизель Мерфи, распределительный вал расположен над крышка цилиндра.

Распредвал четырехтактного двигателя поворачивается при половина оборотов двигателя. Он приводится в движение коленчатым валом через зубчатые колеса или цепь привода ГРМ. В двухтактном цикла двигателя, распределительный вал должен вращаться с той же скоростью как коленчатый вал, чтобы каждый клапан мог открываться и закрываться один раз за каждый оборот двигателя.

В большинстве случаев распределительный вал делает больше, чем привести в действие клапанный механизм. Он может иметь дополнительные кулачки или шестерни, приводящие в действие топливные насосы, топливные форсунки, зажигание распределитель или смазочный насос.

Распределительные валы поддерживаются в блоке цилиндров с помощью шейки в подшипниках. Шейки подшипников распределительных валов — это самые большие обработанные поверхности на валу. Подшипники обычно изготавливаются из бронзы и представляют собой втулки, а не разъемные подшипники. Втулки смазываются циркулирующим маслом. через просверленные каналы из картера. напряжения на распределительном валу небольшие; Следовательно втулки не регулируются и не требуют особого внимания. Втулки распределительных валов заменяются только при двигатель требует капитального ремонта.

ПОСЛЕДОВАТЕЛИ.

Распределительный вал Толкатели — это части клапана исполнительного механизма (рис. 12-24 и 12-25), которые соприкасаются с распределительным валом. Вы, вероятно, услышите их называли толкателями клапанов или толкателями валов. В двигателе с L-образной головкой толкатели непосредственно контактируют с концом шток клапана и иметь в них регулировочное устройство. В двигателе с верхним расположением клапанов толкатели контактируют с толкатель, приводящий в движение коромысло. Конец коромысла, противоположный толкателю, касается штока клапана. Устройство регулировки клапанов в данном случае находится в коромысле.

Многие двигатели имеют саморегулирующиеся гидравлические толкатели клапанов, которые всегда работают с нулевым зазором.

Рисунок 12-25. Клапан рабочий механизм двигателя с верхним расположением клапанов.

Рисунок 12-26.-Работа подъемника с гидравлическим клапаном.

На Рисунке 12-26 показана работа одного типа толкателя гидравлического клапана

. Масло под давлением вдавливается в толкатель, когда клапан закрыт. Этот давление выдвигает плунжер в толкателе так, что все клапанный зазор или зазор устраняется. Когда камера лепесток перемещается под толкателем и начинает подниматься это, вы не слышите шум толкателя. Движение толкателя толкает масло вверх в нижней камере толкателя. Это действие закрывает шаровой обратный клапан, чтобы масло не могло побег. Затем толкатель действует так, как если бы он был простым, Цельный толкатель и клапан открыт. Когда доля выходит из-под толкателя и клапан закрывается, давление в нижней камере толкателя с облегчением. Любая незначительная потеря масла из нижней камеры заменяется давлением масла в двигателе система смазки. Это давление масла приводит к тому, что поршень плотно прижаться к толкателю, чтобы любой клиренс устранен.


Привод клапана — поршневой двигатель самолета

Для правильной работы поршневого двигателя каждый клапан должен открываться в нужное время, оставаться открытым в течение требуемого времени и закрываться в нужное время. Впускные клапаны открываются непосредственно перед достижением поршнем верхней мертвой точки, а выпускные клапаны остаются открытыми после верхней мертвой точки. Таким образом, в определенный момент оба клапана открыты одновременно (конец такта выпуска и начало такта впуска). Такое перекрытие клапанов обеспечивает лучшую объемную эффективность и снижает рабочую температуру цилиндра. Эта синхронизация клапанов контролируется механизмом управления клапанами и называется синхронизацией клапанов.

Подъем клапана (расстояние, на которое клапан поднимается над седлом) и время работы клапана (время, в течение которого клапан остается открытым) определяются формой выступов кулачка. Типичные лепестки кулачка показаны на рисунке 1.

или шаг. Уступы обработаны на каждой стороне кулачка, чтобы позволить коромыслу легко войти в контакт с наконечником клапана и, таким образом, уменьшить ударную нагрузку, которая могла бы возникнуть в противном случае. Рабочий механизм клапана состоит из кулачкового кольца или распределительного вала, снабженного кулачками, которые воздействуют на кулачковый ролик или толкатель кулачка.

[Рис. 2 и 3] Толкатель кулачка толкает толкатель и шаровое гнездо, приводя в действие коромысло, которое, в свою очередь, открывает клапан.

Рисунок 2. Клапан-привод (радиальный двигатель)

и ключ штока, закройте каждый клапан и нажмите на клапанный механизм в противоположном направлении. [Рисунок 4]

Рисунок 3. Механизм, работающий на клапан, (противоположный двигатель)
15. Для защиты от поломки используется несколько пружин.

Кулачковые кольца

Клапанный механизм радиального двигателя приводится в действие одним или двумя кулачковыми кольцами, в зависимости от количества рядов цилиндров. В однорядном радиальном двигателе используется одно кольцо с двойной кулачковой дорожкой. Одна дорожка управляет впускными клапанами, другая управляет выпускными клапанами. Кулачковое кольцо представляет собой круглый кусок стали с рядом кулачков или выступов на внешней поверхности. Поверхность этих выступов и пространство между ними (по которому перемещаются кулачковые ролики) известна как кулачковая дорожка. Когда кулачковое кольцо вращается, кулачки заставляют кулачковый ролик поднимать толкатель в направляющей толкателя, тем самым передавая усилие через толкатель и коромысло для открытия клапана. В однорядном радиальном двигателе кулачковое кольцо обычно располагается между редуктором гребного винта и передним концом силовой части. В двухрядном радиальном двигателе второй кулачок для работы клапанов заднего ряда установлен между задним концом силовой части и секцией нагнетателя.

Кольцо кулачка установлено концентрично с коленчатым валом и приводится в движение коленчатым валом с пониженной скоростью через узел промежуточной ведущей шестерни кулачка. Кулачковое кольцо имеет два параллельных набора выступов, разнесенных по внешней периферии, один набор (кулачковая дорожка) для впускных клапанов, а другой — для выпускных клапанов. Используемые кулачковые кольца могут иметь четыре или пять лепестков как на впускных, так и на выпускных каналах. Время клапанных событий определяется расстоянием между этими кулачками, а также скоростью и направлением движения кулачковых колец по отношению к скорости и направлению коленчатого вала. Способ привода кулачка различается на разных моделях двигателей. Кулачковое кольцо может иметь зубья на внутренней или внешней периферии. Если редуктор входит в зацепление с зубьями на внешней стороне кольца, кулачок поворачивается в направлении вращения коленчатого вала. Если кольцо приводится в действие изнутри, кулачок поворачивается в противоположную от коленчатого вала сторону. [Рисунок 2]

Кулачок с четырьмя лепестками можно использовать как на семицилиндровом, так и на девятицилиндровом двигателе. [Рисунок 5] На семицилиндровом цилиндре он вращается в том же направлении, что и коленчатый вал, а на девятицилиндровом — в направлении, противоположном вращению коленчатого вала. На девятицилиндровом двигателе расстояние между цилиндрами составляет 40 °, а порядок работы — 1-3-5-7-9-2-4-6-8. Это означает, что между выстреливающими импульсами есть промежуток в 80°. Расстояние между четырьмя выступами кулачкового кольца составляет 90°, что больше, чем расстояние между импульсами. Следовательно, чтобы получить правильное соотношение работы клапана и порядка зажигания, необходимо привести кулачок в движение, противоположное вращению коленчатого вала. При использовании четырехлепесткового кулачка на семицилиндровом двигателе расстояние между рабочими цилиндрами больше, чем расстояние между выступами кулачка. Следовательно, необходимо, чтобы кулачок вращался в том же направлении, что и коленчатый вал.

Распределительный вал приводится в движение шестерней, которая сопрягается с другой шестерней, прикрепленной к коленчатому валу. [Рисунок 6] Распределительный вал всегда вращается со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала.

Рисунок 6. Кулачковый механизм привода авиационного двигателя оппозитного типа

При вращении распределительного вала кулачки заставляют узел толкателя подниматься в направляющей толкателя, передавая усилие через толкатель и коромысло для открытия клапана. [Рисунок 7]

Рис. в направляющей толкателя, установленной в одной из секций картера вокруг кулачкового кольца
  • Ролик толкателя, повторяющий контур кольца кулачка и выступов
  • Гнездо шарового толкателя или гнездо толкателя
  • Пружина толкателя
  • Функция толкателя в сборе заключается в преобразовании вращательного движения выступа кулачка в возвратно-поступательное движение и передавать это движение на толкатель, коромысло, а затем на наконечник клапана, открывая клапан в нужный момент. Пружина толкателя предназначена для заполнения зазора между коромыслом и наконечником клапана для уменьшения ударной нагрузки при открытии клапана. В толкателе просверлено отверстие, позволяющее моторному маслу течь к полым толкателям для смазки узлов коромысел.


    Цельные подъемники/толкатели

    Цельные подъемники или кулачковые толкатели обычно требуют ручной регулировки зазора клапана путем регулировки винта и контргайки. Зазор клапана необходим, чтобы гарантировать, что клапан имеет достаточный зазор в клапанном механизме для полного закрытия. Эта регулировка или осмотр являлись постоянным элементом технического обслуживания до тех пор, пока не были использованы гидравлические подъемники.

    Гидравлические толкатели клапанов/подъемники

    Некоторые авиационные двигатели оснащены гидравлическими толкателями, которые автоматически удерживают зазор клапана на нулевом уровне, устраняя необходимость в каком-либо механизме регулировки зазора клапана. Типичный гидравлический толкатель (подъемник клапана с нулевым зазором) показан на рис. 8. Когда клапан двигателя закрыт, поверхность корпуса толкателя (толкатель кулачка) находится на базовой окружности или задней части кулачка. 9Рис. 8. Толкатели гидравлических клапанов

    против него, тем самым устраняя любой зазор в соединении клапана. Когда плунжер движется наружу, шаровой обратный клапан смещается со своего седла. Масло из камеры подачи, которая непосредственно связана с системой смазки двигателя, перетекает внутрь и заполняет напорную камеру. При вращении распределительного вала кулачок выталкивает корпус толкателя и цилиндр гидроподъемника наружу. Это действие заставляет шаровой обратный клапан встать на свое седло; таким образом, масса масла, попавшая в камеру давления, действует как подушка. В течение интервала, когда клапан двигателя находится вне своего седла, между плунжером и отверстием цилиндра возникает заданная утечка, которая компенсирует любое расширение или сжатие в клапанном механизме. Сразу после закрытия клапана двигателя количество масла, необходимое для заполнения камеры давления, поступает из камеры подачи, готовясь к следующему циклу работы.

    Гидравлические толкатели клапанов обычно регулируются при капитальном ремонте. Их собирают всухую (без смазки), проверяют зазоры и регулируют обычно с помощью толкателей разной длины. Устанавливаются минимальный и максимальный зазоры клапанов. Допустимо любое измерение между этими крайними значениями, но желательно примерно среднее между крайними значениями. Толкатели с гидравлическим клапаном требуют меньше обслуживания, лучше смазываются и работают тише, чем подъемники с винтовой регулировкой.

    Толкатель

    Толкатель трубчатой ​​формы передает подъемную силу от толкателя клапана к коромыслу. Шарик из закаленной стали запрессован в каждый конец трубы. Один конец шара входит в гнездо коромысла. В некоторых случаях шарики находятся на толкателе и коромысле, а гнезда на толкателе. Трубчатая форма используется из-за ее легкости и прочности. Он позволяет смазочному маслу двигателя проходить под давлением через полый шток и просверленные концы шара для смазки концов шаров, подшипника коромысла и направляющей штока клапана. Толкатель заключен в трубчатый корпус, который проходит от картера до головки цилиндров и называется трубкой толкателя.

    Коромысел

    Коромысел передают подъемную силу от кулачков к клапанам. [Рис. 9] Узлы коромысла поддерживаются подшипником скольжения, роликовым или шариковым подшипником или их комбинацией, которые служат в качестве шарнира. Как правило, один конец рычага упирается в толкатель, а другой — в шток клапана. На одном конце коромысла иногда делают прорези для размещения стального ролика. Противоположный конец имеет либо разъемный зажим с резьбой и стопорный болт, либо резьбовое отверстие. Рычаг может иметь регулировочный винт для регулировки зазора между коромыслом и наконечником штока клапана. Винт можно отрегулировать до указанного зазора, чтобы обеспечить полное закрытие клапана.

    Рисунок 9. Противоположные рычаги двигателя коромысла

    Клапанные пружины

    Если бы использовалась одна пружина, она бы вибрировала или колебалась бы на определенных скоростях. Чтобы устранить эту трудность, на каждый клапан устанавливаются две или более пружины (одна внутри другой). Каждая пружина вибрирует с разной частотой вращения двигателя, что приводит к быстрому гашению всех колебаний пружины во время работы двигателя. Две или более пружины также снижают опасность ослабления и возможного выхода из строя из-за перегрева и усталости металла. Пружины удерживаются на месте разрезными замками, установленными в выемке верхнего держателя или шайбы клапанной пружины, и входят в канавку, выточенную в штоке клапана. Функции пружин клапана заключаются в том, чтобы закрыть клапан и надежно удерживать клапан на седле клапана.

    СВЯЗАННЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

    Spirax-Sarco Сменные механизмы клапана конденсатоотводчика

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco с поплавком для 1/2″ и 3/4″ FT-14-4. 5, давление 65 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1″ FT-14HC-4.5, давление 65 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1-1/2″ FT-14-4.5, давление 65 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2″ FT-14-4.5, давление 65 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco с поплавком для 1/2″ и 3/4″ FT-14-10, давление 145 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1″ FT-14HC-10, давление 145 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1-1/2″ FT-14-10, давление 145 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2″ FT-14-10, давление 145 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco с поплавком для 1/2″ и 3/4″ FT-14-14, давление 200 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1″ FT-14HC-14, давление 200 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1-1/2″ FT-14-14, давление 200 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2″ FT-14-14, давление 200 фунтов, ловушки F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 3/4″ и 1″ FT-15, от 1/2″ до 1″ FTI-15, 3/4″ и 1″ FT-30 и 1/2″ через 1-дюймовые ловушки FTI-30 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для ловушек F&T 3/4″ и 1″ FT-150.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1-1/4″ и 1-1/2″ ловушек FT-150 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 3/4-дюймовых и 1-дюймовых ловушек FT-200 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1-1/4″ и 1-1/2″ ловушек FT-200 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для ловушек 1-1/4″ FT-15 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для ловушек 1-1/2″ FT-15 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2-дюймовых ловушек FT-15 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для ловушек 1-1/4″ FT-30 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для ловушек 1-1/2″ FT-30 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2-дюймовых ловушек FT-30 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 3/4-дюймовых и 1-дюймовых ловушек FT-75 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для ловушек 1/4″ FA-150 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1-1/4″ и 1-1/2″ ловушек FT-75 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2-дюймовых ловушек FTB-20 и FT-20 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2-дюймовых ловушек FT-75 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 1-1/4″ и 1-1/2″ ловушек FT-125 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2-дюймовых ловушек FT-125 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2-дюймовых ловушек FTB-30, а также 2-дюймовых и 2-1/2-дюймовых ловушек FTB-125 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для ловушек 1-1/2″ FTB-175 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 2-дюймовых ловушек FTB-175 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для ловушек 2-1/2″ FTB-175 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco с седлом для воздухоотделителей 3/4″ и 1″ 13W и 13WS.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco с седлом для воздухоотделителей 3/4″ и 1″ 13WHS.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для 3/4-дюймовых и 1-дюймовых ловушек FT-125 и от 1/2 до 1-дюймовых ловушек FTI-125 F&T.

    Поплавковый механизм Spirax-Sarco, без поплавка, для ловушек FTI-200 F&T размером от 1/2 до 1 дюйма.

    Комплект крышки и механизма Spirax-Sarco для насосов PTC.

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для преобразования старой серии BIX в новую серию BIH (давление 15 фунтов) конденсатоотводчики с перевернутым ковшом.

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для преобразования старой серии BIX в новую серию BIH (давление 30 фунтов) с перевернутым ковшом.

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для преобразования старой серии BIX в новую серию BIH (давление 75 фунтов) с перевернутым ковшом.

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для преобразования старой серии BIX в новую серию BIH (давление 125 фунтов) конденсатоотводчики с перевернутым ковшом.

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для преобразования старой серии BIX в новую серию BIH (давление 180 фунтов) конденсатоотводчики с перевернутым ковшом.

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для преобразования старой серии BIX в новую серию BIH (давление 250 фунтов) конденсатоотводчики с перевернутым ковшом.

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для конденсатоотводчиков с перевернутым ковшом серии BIH (давление 15 фунтов).

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для конденсатоотводчиков с перевернутым ковшом серии BIH (давление 30 фунтов).

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для конденсатоотводчиков с перевернутым ковшом серии BIH (давление 75 фунтов).

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для конденсатоотводчиков с перевернутым ковшом серии BIH (давление 125 фунтов).

    Клапанный механизм Spirax-Sarco для конденсатоотводчиков с перевернутым ковшом серии BIH (давление 180 фунтов).

    Следующая

    Страница 1 из 4

    Запасные части на складе — Детали RX4 — Детали двигателя — МЕХАНИЗМ КЛАПАНА

    • Блокировка клапана 2020-UP RX4

      Артикул:

      Z403-101


      Номер схемы:

      1

      Цена продажи 0,33 доллара США

      Добавить в корзину

    • Весна, Сеат 2020-UP RX4

      Артикул:

      Z403-102


      Номер схемы:

      2

      Цена продажи 2,67 доллара США

      Добавить в корзину

    • Уплотнительный шток клапана

      Артикул:

      Z403-105


      Номер схемы:

      5

      Цена продажи 2,30 доллара США

      Добавить в корзину

    • Внешняя пружина клапана, фиксатор

      Артикул:

      Z403-106


      Номер схемы:

      6

      Цена продажи 2,62 доллара США

      Добавить в корзину

    • Выпускной клапан 1

      Артикул:

      Z403-107


      Номер схемы:

      7

      Цена продажи $11,19

      Добавить в корзину

    • Впускной клапан 1

      Артикул:

      Z403-108


      Номер схемы:

      8

      Цена продажи $7,40

      Добавить в корзину

    • Болт, M6x18

      Артикул:

      Z403-109


      Номер схемы:

      9

      Цена продажи 0,16 доллара США

      Добавить в корзину

    • Шайба, ϕ6,5×1,5xϕ12

      Артикул:

      Z403-110


      Номер схемы:

      10

      Цена продажи 0,31 доллара США

      Добавить в корзину

    • Клапан узла коромысла 1

      Артикул:

      Z403-112


      Номер схемы:

      12

      Цена продажи 43,28 доллара США

      Добавить в корзину

    • Вал коромысла 2

      Артикул:

      Z403-113


      Номер схемы:

      13

      Цена продажи $8,43

      Добавить в корзину

    • Игольчатый подшипник, HK1812-B

      Артикул:

      Z403-114


      Номер схемы:

      14

      Цена продажи 6,52 доллара США

      Добавить в корзину

    • Компенсатор распредвала 2020-UP RX4

      Артикул:

      Z403-115


      Номер схемы:

      15

      Цена продажи 129 долларов0,57

      Добавить в корзину

    • Стопорная пластина распределительного вала

      Артикул:

      Z403-116


      Номер схемы:

      16

      Цена продажи 0,82 доллара США

      Добавить в корзину

    • Винт, M6x12

      Артикул:

      Z403-117


      Номер схемы:

      17

      Цена продажи 0,16 доллара США

      Добавить в корзину

    • Ведомая звездочка с синхронизацией

      Артикул:

      Z403-118


      Номер схемы:

      18

      Цена продажи 32,31 доллара США

      Добавить в корзину

    • Декомпрессионная пружина распределительного вала

      Артикул:

      Z403-119


      Номер схемы:

      19

      Цена продажи 0,33 доллара США

      Добавить в корзину

    • Болт, M6x10

      Артикул:

      Z403-121


      Номер схемы:

      21

      Цена продажи 0,16 доллара США

      Добавить в корзину

    • Шайба, ϕ6,5×1,5xϕ18, черная плоская шайба

      Артикул:

      Z403-122


      Номер схемы:

      22

      Цена продажи 0,21 доллара США

      Добавить в корзину

    • Болт, M6x16

      Артикул:

      Z403-123


      Номер схемы:

      23

      Цена продажи 0,16 доллара США

      Добавить в корзину

    • Цепь направляющей пластины

      Артикул:

      Z403-124


      Номер схемы:

      24

      Цена продажи $17,02

      Добавить в корзину

    • Натяжная пластина в сборе 1

      Артикул:

      Z403-125


      Номер схемы:

      25

      Цена продажи 19 долларов. 32

      Добавить в корзину

    • звездочка цепи

      Артикул:

      Z403-126


      Номер схемы:

      26

      Цена продажи $155,71

      Добавить в корзину

    • Буш 4

      Артикул:

      Z403-127


      Номер схемы:

      27

      Цена продажи 4,9 доллара США1

      Добавить в корзину

    • Болт, M6x105

      Артикул:

      Z403-128


      Номер схемы:

      28

      Цена продажи 0,33 доллара США

      Добавить в корзину

    Механизм поворотного клапана.

    — Портал в историю Техаса

    Эта система будет проходить техническое обслуживание 22 сентября с 9:00 до 12:00 по центральному поясному времени.

    Показаны 1-4 из 5 страниц этого патента.

    Описание

    Патент на поворотный клапанный механизм, который регулирует подачу топлива в двигатель внутреннего сгорания и выпуск выхлопных газов.

    Физическое описание

    2 листа, 3 стр. : больной. ; 23 см.

    Информация о создании

    Харпст, Фредерик Э. 8 июня 1915 года.

    Контекст

    Этот патент входит в состав сборника под названием: Патенты Техаса а также предоставлено отделом государственных документов библиотек ЕНТ к Портал в историю Техаса, цифровой репозиторий, размещенный на Библиотеки ЕНТ. Его просмотрели 62 раза. Более подробную информацию об этом патенте можно посмотреть ниже.


    Сопоставлено
    Поиск

    Кто

    Люди и организации, связанные либо с созданием этого патента, либо с его содержанием.

    изобретатель

    • Харпст, Фредерик Э. Фредерик Э. Харпст из Хьюстона, штат Техас, правопреемник двадцати пяти сотых У. О. Илфри из Хьюстона, штат Техас.

    Свидетели

    • Коннолли, Э. Свидетель для иллюстрации
    • Халл, К. Бэйлор Свидетель для иллюстрации
    • Монтгомери Свидетель для иллюстрации

    Издатель

    Аудитории

    Посетите наш сайт ресурсов для преподавателей! Мы определили это патент как первоисточник в наших коллекциях. Исследователи, преподаватели и студенты могут найти этот патент полезным в своей работе.

    Предоставлено

    Библиотеки ЕНТ Отдел государственных документов

    Являясь одновременно федеральной и государственной депозитарной библиотекой, отдел государственных документов библиотек ЕНТ хранит миллионы единиц хранения в различных форматах. Департамент является членом Программы партнерства по контенту FDLP и Аффилированного архива Национального архива.

    О | Просмотреть этого партнера

    Свяжитесь с нами

    Исправления и проблемы Вопросы

    какая

    Описательная информация, помогающая идентифицировать этот патент. Перейдите по ссылкам ниже, чтобы найти похожие предметы на Портале.

    Титулы

    • Основное название: Поворотный клапанный механизм.
    • Добавлен заголовок: Поворотно-клапанный механизм.

    Описание

    Патент на поворотный клапанный механизм, который регулирует подачу топлива в двигатель внутреннего сгорания и выпуск выхлопных газов.

    Физическое описание

    2 листа, 3 стр. : больной. ; 23 см.

    Предметы

    Ключевые слова

    • Паровые двигатели
    • двигатель внутреннего сгорания
    • клапаны

    Тематические рубрики Библиотеки Конгресса

    • Машиностроение.
    • Патенты — Техас.

    Структура просмотра библиотек Университета Северного Техаса

    • Наука и технология

    Язык

    • Английский

    Тип вещи

    • Патент

    Идентификатор

    Уникальные идентификационные номера для этого патента на портале или в других системах.

    • Номер патента : 1141958
    • Правительственные документы № : 02/839292
    • Ключ архивного ресурса : ковчег:/67531/metapth858621

    Коллекции

    Этот патент является частью следующей коллекции связанных материалов.

    Патенты Техаса

    Патенты США, поданные изобретателями из Техаса до 1900 года. Большинство патентов относятся к сельскому хозяйству и промышленности.

    О | Просмотреть эту коллекцию

    Какие обязанности я несу при использовании этого патента?

    Цифровые файлы

    • 5 файлы изображений доступны в нескольких размерах
    • API метаданных: описательные и загружаемые метаданные, доступные в других форматах

    Когда

    Даты и периоды времени, связанные с этим патентом.

    Дата создания

    • 8 июня 1915 г.

    Дата принятия

    • 8 июня 1915 г.

    Дата отправки

    • 8 мая 1914 г.

    Добавлено в Портал истории Техаса

    • 23 июня 2017 г., 11:08.

    Описание Последнее обновление

    • 31 июля 2020 г. , 18:38

    Статистика использования

    Когда последний раз использовался этот патент?

    Вчерашний день: 0

    Последние 30 дней: 0

    Всего использовано: 62

    Дополнительная статистика

    Где

    Географическая информация о происхождении этого патента или о его содержании.

    Укажите имя

    • США – Техас – округ Харрис – Хьюстон

    Место публикации

    • [Вашингтон, округ Колумбия] (США. Патентное ведомство)

    Информация о карте

    • Координаты названия места. (Может быть приблизительно.)
    • Для оптимальной печати может потребоваться изменение положения карты.

    Нанесенные на карту местоположения

    Взаимодействовать с этим патентом

    Вот несколько советов, что делать дальше.

    Поиск внутри

    Поиск

    Начать просмотр

      Цитаты, права, повторное использование

      • Ссылаясь на этот патент
      • Обязанности использования
      • Лицензирование и разрешения
      • Связывание и встраивание
      • Копии и репродукции

      Международная структура взаимодействия изображений

      Мы поддерживаем IIIF Презентация API

      Распечатать/поделиться

      Полезные ссылки в машиночитаемом формате.

      Архивный ресурсный ключ (ARK)

      • ERC Запись: /арк:/67531/метапт858621/?
      • Заявление о стойкости: /ark:/67531/metapth858621/??

      Международная структура совместимости изображений (IIIF)

      • IIIF Манифест: /ковчег:/67531/metapth858621/манифест/

      Форматы метаданных

      • УНТЛ Формат: /ark:/67531/metapth858621/metadata. untl.xml
      • DC RDF: /ark:/67531/metapth858621/metadata.dc.rdf
      • DC XML: /ark:/67531/metapth858621/metadata.dc.xml
      • OAI_DC : /oai/?verb=GetRecord&metadataPrefix=oai_dc&identifier=info:ark/67531/metapth858621
      • МЕТС : /ark:/67531/metapth858621/metadata. mets.xml
      • Документ OpenSearch: /ark:/67531/metapth858621/opensearch.xml

      Картинки

      • Миниатюра: /арк:/67531/metapth858621/миниатюра/
      • Маленькое изображение: /ковчег:/67531/metapth858621/маленький/

      URL-адреса

      • В текст: /ark:/67531/metapth858621/urls. txt

      Статистика

      • Статистика использования: /stats/stats.json?ark=ark:/67531/metapth858621

      Харпст, Фредерик Э. Механизм поворотного клапана., патент, 8 июня 1915 г .; [Вашингтон.]. (https://texashistory.unt.edu/ark:/67531/metapth858621/: по состоянию на 22 сентября 2022 г.), Библиотеки Университета Северного Техаса, Портал истории Техаса, https://texashistory.unt.edu; зачисление отдела государственных документов библиотек ЕНТ.

      Демонтаж клапанного механизма « Автомобильная механика»

      Демонтаж клапанного механизма

      Перед снятием головки цилиндров с блока цилиндров необходимо снять клапанный механизм с верхней части головки цилиндров. . Существует ряд различных механизмов, и используемые процедуры будут во многом зависеть от того, является ли это двигателем с верхним распределительным валом или двигателем с верхним расположением клапанов.

      Двигатели с верхним распределительным валом

      В двигателях с верхним расположением распределительного вала распределительный вал (или распределительные валы) снимается с верхней части головки блока цилиндров. Различия в процедурах демонтажа для разных двигателей зависят от:

      1. Наличие у двигателя коромысла или тарельчатого толкателя.
      2. Есть ли гидрокомпенсаторы.
      3. В сборе есть один или два распределительных вала.
      4. Имеет ли ваш распределительный вал ременный или цепной привод.

      Распределительные валы установлены в подшипниках в головке блока цилиндров и удерживаются чашками подшипников. С толкателями ковшеобразного типа распределительный вал можно снять с головки блока цилиндров, а затем снять толкатели. При использовании коромысла распределительный вал нельзя снять, пока не будут сняты коромысла или рычаг в сборе.

      Некоторые коромысла устанавливаются отдельно, но многие устанавливаются на подшипники или втулки вала. Они снимаются с головки блока цилиндров в сборе. Коромысел этого типа показаны на рисунке 3.2. Крышки подшипников распределительных валов крепятся к головке блока цилиндров четырьмя болтами.

      При снятии узла этого типа болты подшипника отвинчиваются постепенно, понемногу за раз и в последовательности, включающей все болты. Это необходимо, потому что некоторые части распределительного вала находятся под нагрузкой от сжатых клапанных пружин. Постепенное ослабление крышки подшипника предотвратит деформацию деталей.

      • Расположение верхнего распределительного вала показано на ряде рисунков в предыдущей главе.

      Двигатели с верхним расположением клапанов

      На рис. 3.3 показан частично разобранный V-образный двигатель с верхним расположением клапанов. Процедуры демонтажа клапанного механизма включают снятие клапанов и клапанов с верхней части головки цилиндров и впускного коллектора между рядами цилиндров.

      На иллюстрации крышки клапанов сняты, и видны части клапанного механизма. В картере установлен единственный распределительный вал, который приводит в действие гидравлические толкатели клапанов. У них есть ролики, которые упираются в кулачки распределительного вала; ролики используются для уменьшения трения и износа.

      Толкатели расположены между толкателями клапанов и коромыслами. Коромысел установлены независимо друг от друга и вращаются вокруг точки опоры, удерживаемой шпилькой. А шпилька ввинчивается в головку блока цилиндров.

      • Распределительный вал для этого типа двигателя показан на рисунке 2.27 в предыдущей главе.

      Снятие и разборка головок цилиндров

      Сняв клапанный механизм с головки цилиндров, можно снять саму головку цилиндров с блока цилиндров. Болты крепления головки блока цилиндров следует отвинчивать постепенно и в правильной последовательности (рис. 3.4). Если болты не имеют одинаковой длины, следует отметить расположение разных болтов.

      Когда все болты крепления головки блока цилиндров будут отвернуты, головку можно снять с блока. Если они застряли, между выступом на головке и блоком можно использовать рычаг. Не используйте рычаги между соприкасающимися поверхностями, это может привести к ожогам поверхностей, а герметизация при повторной сборке будет затруднена.

      Разборка, очистка и проверка

      Для снятия клапанов с головки цилиндров пружины клапанов сжимаются так, чтобы можно было извлечь цанги и фиксаторы из канавки в штоке клапана.

      Используется компрессор с клапанной пружиной (рис. 3.5), после освобождения компрессора фиксатор, уплотнение пружины и седло пружины можно снять.

      Клапаны и связанные с ними детали должны храниться в правильном порядке, чтобы их можно было установить в исходное положение. Детали обычно идентифицируются спереди назад для рядных двигателей. Для V-образного двигателя детали обозначены как правосторонние (RH) или левосторонние (LH), а также имеют либо впуск (IN), либо выпуск (EX), как показано на рисунке 3.6.

      Очистка

      Помимо удаления масла и смазки с помощью растворителя, скребок используется для удаления нагара из камер сгорания и портов клапанов. Части прокладки головки блока цилиндров, прилипшие к поверхности головки, следует соскоблить плоским скребком, который не царапает поверхность (рисунок 3.7).

      Проволочная щетка, прикрепленная к небольшой электродрели, может использоваться для чистовой обработки камеры сгорания и портов клапана (рис. 3.8). Углерод и пыль следует сдувать сжатым воздухом.

      Также необходимо очистить поверхность блока цилиндров. Нагар можно удалить с головок поршней с помощью скребка, который следует использовать, не царапая поршни. Поверните коленчатый вал, пока поршень, который нужно очистить, не окажется в ВМТ, и поместите тряпки в другие цилиндры, чтобы не допустить попадания частиц углерода. Отверстия под болты в блоке цилиндров следует продуть воздухом, чтобы удалить частицы нагара.

      • Нагар, оставшийся на дне отверстий под болты, повлияет на затяжку болтов.

      Осмотр головок цилиндров

      После очистки головку цилиндров следует проверить на наличие трещин, наматывания или шероховатых поверхностей. Плоскостность можно проверить, прижав поверочную линейку к поверхности головки блока цилиндров. Щупы используются между поверочной линейкой и поверхностью головки и сервисной частью головки, как показано на рис. 3.9. Грубый спорт и ожоги можно удалить, тщательно обтачивая тонким напильником, но деформированную головку необходимо отшлифовать.

      Спецификации обычно допускают максимальное коробление 0,2 мм по всей длине головки или примерно 0,1 мм на каждые 150 мм в любом направлении. Поверхность головки блока цилиндров можно восстановить, отшлифовав ее на плоскошлифовальном станке, но, как правило, с поверхности следует удалить не более 0,05 мм металла.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован.