Деталі газорозподільного механізму.
Декомпресійний механізм
Газорозподільний механізм складається з комплексу деталей, які забезпечують своєчасне відкривання і закривання клапанів відповідно до робочого циклу двигуна. Узгоджена робота цих деталей визначає ефективність наповнення циліндрів свіжим повітрям, очищення їх від відпрацьованих газів та економічність роботи дизеля.
Основні деталі газорозподільного механізму
Газорозподільний механізм складається з деталей, які передають рух від розподільного вала до клапанів і забезпечують їх відкривання та закривання у визначені моменти. Незважаючи на різноманітність конструкцій двигунів, принцип роботи більшості тракторних дизелів є однаковим.
Передача руху (a)
Обертання розподільного вала 8 через кулачки, штовхачі 7, штанги 6 та коромисла 4 передається клапанам 1, які стичкаючи пружини 3 відкривають впускні або випускні канали.
Закривання клапанів (б)
Після проходження вершини кулачка клапан повертається у закрите положення під дією клапанних пружин, забезпечуючи герметичність камери згоряння.
Розподільні шестерні
Розподільні шестерні призначені для передавання обертання від колінчастого вала до розподільного вала та забезпечення правильної послідовності відкривання і закривання клапанів. Вони є початковою ланкою приводу газорозподільного механізму.
У більшості тракторних дизелів застосовують зубчастий привід, який відзначається високою надійністю, довговічністю та точністю передачі обертального руху. Передавальне число між колінчастим і розподільним валами становить 2 : 1, оскільки за чотири такти колінчастий вал здійснює два оберти, а розподільний — лише один.
Розподільні шестерні дизельних двигунів
1 і 3 - ведена та вудучі шестерні приводу масляного насоса; 2 - шестерня колінчастого валу; 4 – шестерня приводу насоса гідросистеми; 5 - шестерня розподільного валу; 6 – проміжна шестерня; 7 – шестерня паливного насоса; 8 - шестерня приводу насоса гідропідсилювача
Особливість роботи
Завдяки передавальному відношенню 2:1 розподільний вал обертається удвічі повільніше за колінчастий, що відповідає робочому циклу чотиритактного двигуна.
На зубчастих колесах нанесені спеціальні мітки. Під час складання двигуна їх суміщають між собою. Якщо хоча б одна шестерня буде встановлена неправильно, порушаться фази газорозподілу, що призведе до погіршення роботи двигуна або навіть до зіткнення клапанів із поршнями.
| Переваги зубчастого приводу | Практичне значення |
|---|---|
| Висока точність передачі | Зберігаються правильні фази газорозподілу. |
| Надійність конструкції | Тривалий ресурс роботи без регулювання. |
| Передавальне відношення 2 : 1 | Розподільний вал працює синхронно з чотиритактним циклом. |
Розподільний вал
Розподільний вал є головною деталлю газорозподільного механізму. Він керує відкриванням і закриванням клапанів відповідно до фаз газорозподілу. Обертання на вал передається від колінчастого вала через шестерні або інший привід, причому частота його обертання вдвічі менша, ніж у колінчастого вала.
Конструкція
На розподільному валу виконані опорні шийки, кулачки та, залежно від конструкції двигуна, шестерня приводу допоміжних агрегатів або ексцентрик приводу паливопідкачувального насоса.
Профіль кулачків
Профіль кулачків визначає моменти відкривання клапанів, висоту їх піднімання та тривалість відкритого стану. Від точності виготовлення кулачків залежить правильна робота всього газорозподільного механізму.
Матеріал
Розподільні вали виготовляють із легованої сталі або високоміцного чавуну. Робочі поверхні кулачків і шийок проходять термічне зміцнення, що значно підвищує їхню зносостійкість.
Кулачки розподільного вала
Кожен кулачок керує роботою одного клапана. Під час обертання розподільного вала виступ кулачка натискає на штовхач, відкриваючи клапан. Після проходження вершини кулачка пружина повертає клапан у закрите положення.
| Частина кулачка | Призначення |
|---|---|
| Основне коло | Клапан повністю закритий. |
| Підйомна частина | Плавно відкриває клапан. |
| Вершина | Забезпечує максимальне відкриття клапана. |
| Спускова частина | Плавно закриває клапан. |
Штовхачі
Штовхачі сприймають зусилля від кулачків розподільного вала та передають його далі до штанг або безпосередньо до клапанів, залежно від конструкції двигуна.
Штовхачі
а - прості; б - роликовий; 1 - штанга; 2 - грибоподібний штовхач; 3 - втулка штовхача; 4 - штовхач з опуклим днищем; 5 - кулачки розподільного валу; 6 - штовхач у вигляді стаканчика з плоским днищем; 7 - грибоподібний штовхач з кільцевою виїмкою; 8 - вісь ролика; 9 - ролик; 10 - п'ята; 11 - втулка; 12 - важіль.
Принцип роботи
Під час набігання кулачка штовхач переміщується вгору, передаючи рух наступним деталям приводу клапанів. Після проходження кулачка він повертається у вихідне положення.
Особливості
Робоча поверхня штовхача має високу твердість і ретельно обробляється для зменшення тертя та збільшення ресурсу.
Штанги
У двигунах із нижнім розташуванням розподільного вала між штовхачами та коромислами встановлюють штанги. Вони передають поступальний рух від штовхачів до коромисел, практично не змінюючи його напрямку.
Конструкція
Штанги виготовляють із тонкостінної сталевої трубки. На її кінцях закріплені сферичні наконечники, які забезпечують правильну передачу зусилля та компенсують незначні перекоси.
Вимоги
Штанги повинні мати достатню жорсткість, щоб не згинатися під навантаженням і не порушувати точність роботи газорозподільного механізму.
Коромисла
Коромисло є важелем, який передає зусилля від штанги до клапана. Воно змінює напрямок прикладення сили та забезпечує відкривання клапана в потрібний момент.
Коромисла та штанги
1 - штанга; 2 - регулювальний гвинт; 3 - заглушка; 4 - контргайка; 5 - коромисло; 6 - пружина; 7 - вісь коромисел; 8 - стійка; 9 - болт-туцер; 10 - отвір для олії; 11 - втулка.
Особливості
Коромисло — двоплечий важіль з відношенням плечей 1,3...2,0. Таке відношення плечей коромисла дозволяє при порівняно невеликому русі штовхана забезпечити необхідний хід клапана при його відкриванні.
Регулювальний гвинт
На більшості дизелів у коромислі встановлено регулювальний гвинт із контргайкою, який дозволяє встановити необхідний тепловий зазор між коромислом і клапаном.
Тепловий зазор клапанів
Під час роботи двигуна клапани, штанги та інші деталі газорозподільного механізму нагріваються і подовжуються. Для компенсації цього подовження між коромислом і стрижнем клапана залишають невеликий тепловий зазор.
| Якщо зазор замалий | Якщо зазор завеликий |
|---|---|
| Клапан повністю не закривається, знижується компресія, можливе підгоряння клапана. | Збільшується шум роботи механізму, виникають ударні навантаження та погіршується наповнення циліндрів. |
Значення теплових зазорів визначає завод-виробник двигуна. Регулювання виконують відповідно до встановленої послідовності.
Клапани
Клапани відкривають і закривають впускні та випускні канали головки блока циліндрів, забезпечуючи герметичність порожнини камери згоряння та своєчасний газообмін у двигуні. Залежно від призначення розрізняють впускні та випускні клапани.
Впускний клапан
Відкриває впускний канал, через який у циліндр надходить очищене повітря. Працює при нижчих температурах, тому має дещо більший діаметр тарілки для кращого наповнення циліндра.
Випускний клапан
Забезпечує вихід відпрацьованих газів із циліндра. Працює в умовах високих температур, тому виготовляється із жароміцних сталей та має підвищену термостійкість.
Клапани, клапанні пружини та деталі їх кріплення
1 - фаска тарілки клапана; 2, 4 - циліндричні виточки на стрижні клапана; 3 - виступ на сухарику; 5 - верхня опорна шайба (тарілка) пружини клапана; 6 - сухарики; 7 - пружинне кільце: 8 - стрижень клапана; 9 - тарілка клапана; 10 - пружина; 11 - напрямна втулка; 12 - нижня опорна шайба пружини клапана; 13 - масловідбивальний ковпачок; 14 - втулка тарілки; 15 - вставне кільце.
Будова клапана
Клапан складається з тарілки та стрижня. Робоча фаска тарілки, яка виконанана під кутом 30° або 45°, щільно прилягає до сідла клапана, забезпечуючи герметичність камери згоряння.
Впускні і випускні клапани мають однакову конструкцію і відрізняються лише розмірами нижньої частини (тарілки). Для кращого наповнення циліндра свіжим зарядом впускний канал і клапан виготовляють з більшим діаметром отвору і тарілки, ніж випускні.
Напрямні втулки та сідла клапанів
Для забезпечення точного переміщення стрижня клапана в головці блока встановлюють напрямні втулки. Герметичне закривання клапана забезпечують сідла, до яких щільно притискається його тарілка.
| Деталь | Призначення |
|---|---|
| Напрямна втулка | Спрямовує рух клапана та зменшує його спрацювання. |
| Сідло клапана | Забезпечує герметичність камери згоряння після закривання клапана. |
Клапанні пружини
Після припинення дії кулачка розподільного вала клапан повинен швидко повернутися у закрите положення. Цю функцію виконують клапанні пружини.
Призначення
Забезпечують швидке закривання клапанів, щільне притискання їх до сідел та запобігають самовільному відкриванню під час роботи двигуна.
Конструктивні особливості
На багатьох дизелях застосовують по дві пружини на кожному клапані. Це підвищує надійність роботи механізму та зменшує ймовірність виникнення резонансних коливань.
Декомпресійний механізм
Декомпресійний механізм призначений для тимчасового зменшення компресії в циліндрах двигуна під час його запуску або виконання окремих операцій технічного обслуговування, а також для аварійної зупинки дизеля. Він полегшує прокручування колінчастого вала та зменшує навантаження на пусковий пристрій.
Принцип роботи
Під час увімкнення декомпресора випускні клапани частково відкриваються, тому повітря не стискується до необхідного тиску. Після запуску двигуна декомпресійний механізм вимикають, і клапани знову працюють у звичайному режимі.
Де застосовується
Декомпресійний механізм характерний переважно для тракторних дизелів попередніх поколінь, обладнаних пусковими двигунами або механічними системами запуску.
Декомпресійні механізми дизельних двигунів
а - що впливає на коромисло; б - що впливає на штовхачі: 1 - рукоятка; 2 - регулювальний гвинт; 3 - коромисло; 4 – клапан; 5 - контргайка; 6 - збірний валик; 7 - валик з лискою; 8 - штовхач; 9 - важіль; 10 - кулачок розподільного валу; 11 - тяга; I - декомпресійний механізм вимкнений; ІІ — декомпресійний механізм увімкнено.
Декомпресійний механізм
Конструкція механізму залежить від моделі двигуна, але в усіх випадках його дія полягає у короткочасному відкриванні клапанів для зменшення тиску в циліндрах.
Основні деталі газорозподільного механізму
Розподільний вал
Керує роботою газорозподільного механізму. Під час обертання кулачки відкривають клапани у визначені моменти робочого циклу.
Штовхачі
Передають зусилля від кулачків розподільного вала до штанг або безпосередньо до клапанів.
Штанги
Передають поступальний рух від штовхачів до коромисел у двигунах із нижнім розташуванням розподільного вала.
Коромисла
Змінюють напрямок прикладання сили та відкривають клапани, натискаючи на їхні стрижні.
Клапани
Забезпечують своєчасний впуск свіжого повітря та випуск відпрацьованих газів із циліндрів двигуна.
Клапанні пружини
Повертають клапани у закрите положення та забезпечують їх герметичне прилягання до сідел.
Запам'ятайте
| Основний висновок |
|---|
| Усі деталі газорозподільного механізму працюють як єдина система. Розподільний вал задає моменти відкривання клапанів, а штовхачі, штанги, коромисла, клапани та пружини забезпечують точне виконання фаз газорозподілу. Будь-яке порушення роботи хоча б однієї з цих деталей призводить до погіршення роботи двигуна. |
Навчальні відео
Будова газорозподільного механізму
Відео демонструє конструкцію деталей газорозподільного механізму та пояснює принцип їхньої взаємодії.
Інтерактивний тест для самоперевірки
Дайте відповіді на запитання, щоб перевірити свої знання з теми «Деталі газорозподільного механізму. Декомпресійний механізм».
Реєстрація користувача
1. Яка деталь безпосередньо відкриває клапан?
2. Яке призначення штовхача?
3. Для чого призначена клапанна пружина?
4. Яка деталь з'єднує штовхач із коромислом?
5. Яке призначення декомпресійного механізму?
6. Яка деталь безпосередньо контактує з кулачком розподільного вала?
7. Яка деталь забезпечує герметичне закриття впускного або випускного каналу?
8. Яка деталь утримує клапан у закритому положенні?
9. У яких двигунах найчастіше застосовують декомпресійний механізм?
10. Що забезпечує надійну роботу газорозподільного механізму?
Студент: —
Заклад: —
Група: —
Результати тестування
Тема. Деталі газорозподільного механізму. Декомпресійний механізм
Правильних відповідей: 0 з 10