В какой последовательности передается усилие в приводе клапанов камаз 740
Обновлено: 08.07.2024
Nbsp; Нефтекамская автомобильная школа “Добровольное общество содействия армии, авиации и флоту России” ========================================================= ЛЕКЦИЯ по дисциплине «УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Тема № 2. Общее устройство и работа двигателя
Занятие № 2.3. Механизм газораспределения.
Тема № 2. Общее устройство и работа двигателя(СЛАЙД № 1)
Занятие № 2.3 Механизм газораспределения
Учебные вопросы (СЛАЙД № 2)
- Назначение, общее устройство, принципы работы ГРМ.
- Особенности устройства ГРМ изучаемых двигателей.
- Основные причины и признаки неисправностей ГРМ.
- Порядок проведения регулировочных работ в механизме газораспределения.
Время: 2 часа.
Место проведения: аудитория.
Вид занятия: лекция.
Методические указания.
Обосновывать обучаемым важность рассматриваемого учебного вопроса. Основные положения давать под запись в конспект.
Приводить конкретные примеры из опыта эксплуатации автомобилей.
Обратить внимание на правильность ведения конспектов.
Учебный материал излагать с использованием кадров в Microsoft PowerPoint, схем и плакатов.
Поддерживать связь с аудиторией.
Контроль качества усвоения учебного материал производить кратким опросом по изложенному материалу.
Подводить итог рассмотренного вопроса и приступать к изложению следующего учебного вопроса.
Сделать выводы по материалу занятия, подвести итог занятия, ответить на вопросы обучаемых. Дать задание на самостоятельную работу.
Введение
На предыдущем занятии был изучен КШМ. Сегодня на занятии будут рассмотрены вопросы назначения, устройства и работы ГРМ его обслуживания.
Значительно сократить расход ГСМ позволяет правильная эксплуатация ГРМ, а также поддержание его в исправном состоянии. Эти требования будут выполнены только в том случае, если проводится своевременное обслуживание автомобиля в установленном объеме.
В настоящей лекции рассматривается общее устройство ГРМ, принцип его работы, особенности ГРМ двигателей КамАЗ-740, ЯМЗ-238, а также основные причины и признаки неисправностей ГРМ. Вы изучите порядок проведения регулировочных работ в механизме газораспределения.
Учебный вопрос № 1.
Назначение, общее устройство, принципы работы ГРМ
Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторные двигатели) или очищенного воздуха (дизели), надежной изоляции камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода и выпуска отработавших газов
Рис. 1. Механизм газораспределения (СЛАЙД № 4)
Состав механизма газораспределения:
- клапаны с пружинами и деталями крепления;
- крышка распределительных шестерен.
Распределительные шестерни – для приведения в действие (вращения) распределительного вала
Распределительный вал – для своевременного открывания и закрывания впускных и выпускных клапанов в определенной последовательности.
Толкатели – для передачи усилия от РВ на штанги.
Штанги толкателей – для передачи усилия от толкателей на коромысло.
Коромысла – для передачи усилия от штанг к клапану.
Оси коромысел – для крепления коромысел.
Клапаны с пружинами и деталями крепления. Назначение - открывать и закрывать впускное и выпускное отверстие, расположенное в головке блока. Каждый цилиндр имеет впускной и выпускной клапаны.
Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в определенных положениях поршня, что обеспечивается совмещением меток на шестернях привода агрегатов при их монтаже.
При рассмотрении рабочих циклов двигателей условно было принято, что открытие и закрытие клапанов происходит в момент нахождения поршня соответственно в ВМТ или НМТ. В действительности моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положение поршней в мертвых точках.
Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значительным, опережением или запаздыванием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров горючей смесью (карбюраторные двигатели) или воздухом (дизельные двигатели) и лучшей очистки их от отработавших газов.
Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота КВ по отношению к соответствующим мертвым точкам, называются фазами газораспределения.
Для правильной установки фаз газораспределения распределительные шестерни двигателя необходимо точно соединять по меткам (метки должны быть по линии центров на кратчайшем расстоянии между собой).
Итак, под фазами газораспределения понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженных в градусах угла поворота коленчатого вала (СЛАЙД № 5)
При рассмотрении рабочих процессов двигателей в первом приближении было принято, что открытие и закрытие клапанов происходит в мертвых точках.
Однако в действительности это не совсем так. Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значительным, опережением или запаздыванием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров чистым воздухом (дизели) или горючей смесью (карбюраторные двигатели) и лучшей очистки их от отработавших газов. Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала по отношению к соответствующим мертвым точкам, называют фазами газораспределения и изображают в виде круговых диаграмм. Рассмотрим общую диаграмму фаз газораспределения четырехтактного двигателя (рис. 2). Впускной клапан открывается (точка 1) с опережением (угол a), т. е. до прихода кривошипа коленчатого вала и поршня в ВМТ. Вследствие этого в начале движения поршня вниз впускной клапан будет уже открыт на значительную величину и наполнение цилиндра (вследствие разрежения) воздухом или горючей смесью улучшается. Закрывается впускной клапан (точка 2) с запаздыванием (угол δ), т. е. кривошип вала и поршень проходят НМТ, поднимаются вверх, совершая такт сжатия, а клапан в это время еще открыт и горючая смесь или воздух по инерции заполняют цилиндр.
Рис. 2. Диаграммы фаз газораспределения (СЛАЙД № 6)
Выпускной клапан открывается (точка 3) до прихода кривошипа коленчатого вала и поршня в НМТ, т. е. с опережением (угол γ). Поршень движется вниз, а отработавшие газы уже начинают выходить из цилиндра, так как давление в нем больше атмосферного. Закрытие выпускного клапана (точка 4) происходит с запаздыванием (угол β) – после перехода кривошипом вала и поршнем ВМТ. В этом случае используется отсасывающее действие потока газов в выпускном трубопроводе.
Таким образом, в результате открытия выпускного клапана с опережением и закрытия его с запаздыванием улучшается очистка цилиндра от отработавших газов. Анализируя диаграмму, видим, что в течение некоторого времени коленчатый вал поворачивается на угол, равный сумме углов a + β, открыты оба клапана – впускной и выпускной. Этот период называют перекрытием клапанов.
Для правильной установки фаз газораспределения распределительные зубчатые колеса двигателя необходимо точно соединять по меткам.
Фазы газораспределения некоторых отечественных двигателей приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Фазы газораспределения двигателей, град ПКВ (СЛАЙД №5)
| Параметры | КамАЗ-740 | ЯМЗ-238 |
| Впускной клапан: - открытие до ВМТ - закрытие после НМТ | 13 49 | 20 46 |
| Продолжительность впуска | 242 | 246 |
| Выпускной клапан: - открытие до НМТ - закрытие после ВМТ | 66 10 | 66 20 |
| Продолжительность впуска | 256 | 266 |
| Перекрытие клапанов | 23 | 40 |
Выводы по вопросу.
Учебный вопрос № 2
Особенности устройства ГРМ изучаемых двигателей
Механизм газораспределения на автомобилях КАМАЗ и УРАЛ - верхнеклапанный с нижним расположением распределительного вала. Кулачки распределительного вала в соответствии с фазами газораспределения приводят в действие толкатели. Штанги сообщают качательное движение коромыслам, а они, преодолевая сопротивление пружин, открывают клапаны. Закрываются клапаны под действием силы сжатых пружин. (СЛАЙД №8)
Ha двигателях КамАЗ-740 (рис. 3), ЯМЗ-238 (рис. 4) применен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала. Распределительный вал рядных двигателей устанавливается внизу рядом с коленчатым валом, а на V-образных двигателях установлен в развале блока и является общим для клапанов правого и левого ряда цилиндров.
Рис. 3. Газораспределительный механизм двигателя КамАЗ-740 (СЛАЙД №9)
1 – распределительный вал; 2 – толкатель; 3 – направляющая толкателей; 4 – штанга; 5 – прокладка крышки головки; 6 – коромысло; 7 – контргайка; 8 – регулировочный винт; 9 – болт крепления крышки головки; 10 – сухарь; 11 – втулка тарелки; 12 – тарелка пружины; 13 – наружная пружина; 14 – внутренняя пружина; 15 – направляющая втулка клапана; 16 – шайба; 17 – клапан
Открытие клапанов 17 (впускного и выпускного), перемещающихся в направляющих втулках 15, происходит под действием усилия, передаваемого от кулачков распределительного вала 1 через толкатели 2 штанги 4 и коромысла 6, установленные на осях. Закрытие клапанов осуществляется под действием пружин 13, 14, нижние концы которых упираются в шайбы 16. За два оборота коленчатого вала впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра открываются один раз, а распределительный вал за этот период делает один оборот, т. е. передаточное число зубчатого зацепления шестерен коленчатого и распределительного валов равно 2.
Рис. 4. Газораспределительный механизм двигателя ЯМЗ-238 (СЛАЙД №10)
а – общий вид: 1 – коромысло; 2 – гайка; 3 – регулировочный винт; 4 – штанга; 5 – пята толкателя; 6 – ось толкателя; 7 – толкатель; 8 – болт крепления стойки оси; 9 – тарелка пружины; 10 – втулка; 11 – сухарь; 12, 13 – пружины наружная и внутренняя; 14 – направляющая втулка клапана; 15 – впускной клапан; 16 – распределительный вал; 17 – ролик толкателя; 18 – седло выпускного клапана; 19 – выпускной клапан; б – толкатель: 1 – ролик; 2 – игольчатый подшипник; 3 – ось ролика; 4 – втулки; 5 – пята
Распределительный вал (рис. 5) изготавливают из стали или специального чугуна и подвергают термической обработке. Профиль его кулачков как впускных, так и выпускных у большинства двигателей делают одинаковым. При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы. Число опорных шеек 1 распределительного вала обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом.
Рис. 5. Распределительный вал двигателя КамАЗ-740 (СЛАЙД №11)
1 – опорная шейка; 2 – кулачок; 3 – корпус подшипника; 4 – шестерня распределительного вала
Привод распределительного вала. Распределительный вал в двигателях КамАЗ-740, ЯМЗ-238 приводится в движение при помощи шестерен. Ведущая шестерня 5, 16 такой передачи (рис. 6) установлена на переднем конце коленчатого вала, а ведомая шестерня 9, 15 – на переднем конце распределительного вала. Шестерня привода должны входить в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов, что обеспечивает правильность заданных фаз газораспределения и порядка работы двигателя. Поэтому при сборке двигателя шестерни вводятся в зацепление по меткам на их зубьях. Чтобы уменьшить уровень шума шестерен, их изготавливают с косыми зубьями и из различных материалов.
Толкатели предназначены для передачи усилия от распределительного вала через штанги к коромыслам. Изготавливают их из стали или чугуна. В двигателях КамАЗ-740 и УМЗ-417 применены цилиндрические толкатели 2 (рис.2) и 9 (рис. 4), установленные в специальных отверстиях – направляющих. У дизеля КамАЗ-740 направляющие съемные. Внутренняя полость толкателя имеет сферическую поверхность под штангу и отверстие для слива масла.
Рис. 6. Метки на шестернях привода распределительного вала (СЛАЙД №12)
а – КамАЗ-740; б – ЯМЗ-238; 1 – ось ведущей шестерни привода распределительного вала; 2 – ролики; 3 – втулка роликов; 4 – шестерня ведущая; 5, 16 – ведущая шестерня коленчатого вала; 6 – шестерня промежуточная; 7 – шарикоподшипник; 8 – вал привода топливного насоса высокого давления; 9, 15 – шестерня привода распределительного вала; 10 – шестерня привода топливного насоса высокого давления; 11 – втулка; 12 – шестерня привода вентилятора; 13, 14 – шестерни привода топливного насоса высокого давления; 17 – коленчатый вал; 18, 20 – шестерни привода масляного насоса; 19 – масляный насос; 21 – топливный насос высокого давления
В двигателе ЯМЗ-238 применены качающиеся роликовые толкатели 7 (рис. 4), установленные на общей оси 6.
Штанги. Служат для передачи усилия от толкателей к коромыслам.
В дизеле КамАЗ-740.11 и ЯМЗ-238 штанги 4 (рис. 2, 3) делают из стальной трубки. На концах штанг напрессовывают стальные сферические наконечники, которыми они с одной стороны упираются в сферические поверхности регулировочных винтов 8 (рис. 2) и 3 (рис. 4), ввернутых в коромысло 6 и 1, а с другой – в толкатели.
На дизеле КамАЗ-740 и ЯМЗ-238 коромысла впускного и выпускного клапанов установлены консольно на осях, выполненных заодно со стойкой коромысел; стойка установлена на головке. Осевое перемещение коромысел ограничено пружинным фиксатором. К каждому коромыслу через отверстия в стойке коромысел подводится смазка.
Клапаны. Открытие и закрытие впускных и выпускных каналов, соединяющих цилиндры с газопроводами системы питания, происходит при помощи клапанов. Клапан состоит из плоской головки и стержня, соединенных между собой плавным переходом. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше, чем диаметр выпускного.
Так как клапаны работают в условиях высоких температур, их изготавливают из высококачественных сталей, впускные клапаны делают из хромистой стали, выпускные – из жаростойкой, так как последние соприкасаются с горячими отработавшими газами и нагреваются до температуры 600-800 °С. Высокая температура нагрева клапанов вызывает необходимость установки в головке цилиндров специальных вставок 18 (рис. 3) и 11 (рис. 3) из жаропрочного чугуна, которые называются седлами.
Для плотного прилегания головок клапанов к седлам их рабочие поверхности делают коническими в виде тщательно обработанных фасок под углами 45° или 30°.
Стержни клапанов 17 (рис. 2) имеют цилиндрическую форму. Они перемещаются в чугунных или металлокерамических втулках 15, запрессованных в головку блока. На конце стержня проточены цилиндрические канавки под выступы конических сухариков 10, которые прижимаются к конической поверхности втулки тарелки 11 под действием пружин 13, 14. Для повышения работоспособности газораспределительного механизма клапаны прижимаются к седлам не одной, а двумя пружинами. В этом случае направление витков пружин делается различным, чтобы при поломке одной из пружин ее витки не попадали между витками другой, и не нарушалась безотказная работа клапанного механизма.
На впускных клапанах в верхней части направляющих втулок (двигатель КамАЗ-740) устанавливают резиновые колпачки, которые при открытии клапанов плотно прижимаются к его стержню и к направляющей втулке, вследствие чего устраняется возможная утечка (подсос) масла в цилиндры через зазор между втулкой и стержнем клапана.
Для плотного прилегания головки клапана к седлу тепловой зазор А (рис. 2, 3, 4) устанавливают между носком коромысла и торцом стержня клапана.
На дизелях КамАЗ-740 и ЯМЗ-238 для впускных клапанов тепловые зазоры составляют 0,25-0,30 мм, а для выпускных 0,35-0,40 мм. Измеряются щупом.
Выводы по вопросу.
Учебный вопрос № 3
Основной особенностью строения двигателя Камаз 740 является асимметричное расположение левого ряда поршней относительно правого таким образом, что левая поршневая группа выдвинута на 29,5 мм дальше. Дело в том, что на шейке коленчатого вала установлено два противоположных шатуна, чем и обуславливается уникальный порядок работы цилиндров Камаза. Очередь взрыва топливной смеси представляет собой последовательность 1→5→4→2→6→3→7→8.
Благодаря укороченному коленвалу на 8 поршней и 4 шейки значительно выросла компрессия в цилиндрах, что в свою очередь привело к увеличению КПД и мощности двигателя. Мощность в моторах Камаз 740 прирастает и за счет четко настроенной работы ГРМ, в том числе и клапанов.
Какой порядок работы цилиндров Камаз 740?
Согласно техническому регламенту стран ЕС, первым цилиндром в двигателе Камаз 740 принято считать тот, что располагается в правом ряду спереди машины. Обычно его называют главным цилиндром. Форсунки имеют такие же номера, как и цилиндры, на которых они установлены. Следовательно, главному цилиндру соответствует главная форсунка. Нумерация цилиндров начинается с правого ряда, в котором стоят 1-4 цилиндры. В левом ряду соответственно располагаются 5-8 цилиндры. И для правого, и для левого рядов нумерация начинается спереди автомобиля.
Знание порядка работы цилиндров Камаза пригодится при отладке впрыска горючей смеси после замены топливного насоса, а также при настройке ГРМ, поскольку клапаны должны открываться с определенной периодичностью и продолжительность. Только в таком случае становится возможна ровная работа мотора.
Особое устройство двигателя Камаз 740 делает его значительно меньше российских моторов и надежнее зарубежных. Камаз 740 идеально подходит для работы в суровых условиях континентального климата нашей страны, поскольку его довольно легко запускать в холодное время года.
Чем примечателен каталог магазина?
В наличии комплектующие для всех моторов Cummins, Caterpillar, Perkins. Представлены оригинальные и аналоговые запчасти. Подобрать необходимую деталь не составит труда.
Предлагаются воздушные, топливные и масляные фильтры брендов Cummins, Fleetguard, Donaldson, Baldwin, Sakura. Изделия обладают прекрасной адсорбцией.
В продаже оригинальные моторные масла компании Valvoline, дочернего подразделения Cummins Inc.
Nbsp; Нефтекамская автомобильная школа “Добровольное общество содействия армии, авиации и флоту России” ========================================================= ЛЕКЦИЯ по дисциплине «УСТРОЙСТВО И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
Тема № 2. Общее устройство и работа двигателя
Занятие № 2.3. Механизм газораспределения.
Тема № 2. Общее устройство и работа двигателя(СЛАЙД № 1)
Занятие № 2.3 Механизм газораспределения
Учебные вопросы (СЛАЙД № 2)
- Назначение, общее устройство, принципы работы ГРМ.
- Особенности устройства ГРМ изучаемых двигателей.
- Основные причины и признаки неисправностей ГРМ.
- Порядок проведения регулировочных работ в механизме газораспределения.
Время: 2 часа.
Место проведения: аудитория.
Вид занятия: лекция.
Методические указания.
Обосновывать обучаемым важность рассматриваемого учебного вопроса. Основные положения давать под запись в конспект.
Приводить конкретные примеры из опыта эксплуатации автомобилей.
Обратить внимание на правильность ведения конспектов.
Учебный материал излагать с использованием кадров в Microsoft PowerPoint, схем и плакатов.
Поддерживать связь с аудиторией.
Контроль качества усвоения учебного материал производить кратким опросом по изложенному материалу.
Подводить итог рассмотренного вопроса и приступать к изложению следующего учебного вопроса.
Сделать выводы по материалу занятия, подвести итог занятия, ответить на вопросы обучаемых. Дать задание на самостоятельную работу.
Введение
На предыдущем занятии был изучен КШМ. Сегодня на занятии будут рассмотрены вопросы назначения, устройства и работы ГРМ его обслуживания.
Значительно сократить расход ГСМ позволяет правильная эксплуатация ГРМ, а также поддержание его в исправном состоянии. Эти требования будут выполнены только в том случае, если проводится своевременное обслуживание автомобиля в установленном объеме.
В настоящей лекции рассматривается общее устройство ГРМ, принцип его работы, особенности ГРМ двигателей КамАЗ-740, ЯМЗ-238, а также основные причины и признаки неисправностей ГРМ. Вы изучите порядок проведения регулировочных работ в механизме газораспределения.
Учебный вопрос № 1.
Назначение, общее устройство, принципы работы ГРМ
Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторные двигатели) или очищенного воздуха (дизели), надежной изоляции камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода и выпуска отработавших газов
Рис. 1. Механизм газораспределения (СЛАЙД № 4)
Состав механизма газораспределения:
- клапаны с пружинами и деталями крепления;
- крышка распределительных шестерен.
Распределительные шестерни – для приведения в действие (вращения) распределительного вала
Распределительный вал – для своевременного открывания и закрывания впускных и выпускных клапанов в определенной последовательности.
Толкатели – для передачи усилия от РВ на штанги.
Штанги толкателей – для передачи усилия от толкателей на коромысло.
Коромысла – для передачи усилия от штанг к клапану.
Оси коромысел – для крепления коромысел.
Клапаны с пружинами и деталями крепления. Назначение - открывать и закрывать впускное и выпускное отверстие, расположенное в головке блока. Каждый цилиндр имеет впускной и выпускной клапаны.
Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в определенных положениях поршня, что обеспечивается совмещением меток на шестернях привода агрегатов при их монтаже.
При рассмотрении рабочих циклов двигателей условно было принято, что открытие и закрытие клапанов происходит в момент нахождения поршня соответственно в ВМТ или НМТ. В действительности моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положение поршней в мертвых точках.
Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значительным, опережением или запаздыванием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров горючей смесью (карбюраторные двигатели) или воздухом (дизельные двигатели) и лучшей очистки их от отработавших газов.
Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота КВ по отношению к соответствующим мертвым точкам, называются фазами газораспределения.
Для правильной установки фаз газораспределения распределительные шестерни двигателя необходимо точно соединять по меткам (метки должны быть по линии центров на кратчайшем расстоянии между собой).
Итак, под фазами газораспределения понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженных в градусах угла поворота коленчатого вала (СЛАЙД № 5)
При рассмотрении рабочих процессов двигателей в первом приближении было принято, что открытие и закрытие клапанов происходит в мертвых точках.
Однако в действительности это не совсем так. Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значительным, опережением или запаздыванием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров чистым воздухом (дизели) или горючей смесью (карбюраторные двигатели) и лучшей очистки их от отработавших газов. Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала по отношению к соответствующим мертвым точкам, называют фазами газораспределения и изображают в виде круговых диаграмм. Рассмотрим общую диаграмму фаз газораспределения четырехтактного двигателя (рис. 2). Впускной клапан открывается (точка 1) с опережением (угол a), т. е. до прихода кривошипа коленчатого вала и поршня в ВМТ. Вследствие этого в начале движения поршня вниз впускной клапан будет уже открыт на значительную величину и наполнение цилиндра (вследствие разрежения) воздухом или горючей смесью улучшается. Закрывается впускной клапан (точка 2) с запаздыванием (угол δ), т. е. кривошип вала и поршень проходят НМТ, поднимаются вверх, совершая такт сжатия, а клапан в это время еще открыт и горючая смесь или воздух по инерции заполняют цилиндр.
Рис. 2. Диаграммы фаз газораспределения (СЛАЙД № 6)
Выпускной клапан открывается (точка 3) до прихода кривошипа коленчатого вала и поршня в НМТ, т. е. с опережением (угол γ). Поршень движется вниз, а отработавшие газы уже начинают выходить из цилиндра, так как давление в нем больше атмосферного. Закрытие выпускного клапана (точка 4) происходит с запаздыванием (угол β) – после перехода кривошипом вала и поршнем ВМТ. В этом случае используется отсасывающее действие потока газов в выпускном трубопроводе.
Таким образом, в результате открытия выпускного клапана с опережением и закрытия его с запаздыванием улучшается очистка цилиндра от отработавших газов. Анализируя диаграмму, видим, что в течение некоторого времени коленчатый вал поворачивается на угол, равный сумме углов a + β, открыты оба клапана – впускной и выпускной. Этот период называют перекрытием клапанов.
Для правильной установки фаз газораспределения распределительные зубчатые колеса двигателя необходимо точно соединять по меткам.
Фазы газораспределения некоторых отечественных двигателей приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Фазы газораспределения двигателей, град ПКВ (СЛАЙД №5)
| Параметры | КамАЗ-740 | ЯМЗ-238 |
| Впускной клапан: - открытие до ВМТ - закрытие после НМТ | 13 49 | 20 46 |
| Продолжительность впуска | 242 | 246 |
| Выпускной клапан: - открытие до НМТ - закрытие после ВМТ | 66 10 | 66 20 |
| Продолжительность впуска | 256 | 266 |
| Перекрытие клапанов | 23 | 40 |
Выводы по вопросу.
Учебный вопрос № 2
Особенности устройства ГРМ изучаемых двигателей
Механизм газораспределения на автомобилях КАМАЗ и УРАЛ - верхнеклапанный с нижним расположением распределительного вала. Кулачки распределительного вала в соответствии с фазами газораспределения приводят в действие толкатели. Штанги сообщают качательное движение коромыслам, а они, преодолевая сопротивление пружин, открывают клапаны. Закрываются клапаны под действием силы сжатых пружин. (СЛАЙД №8)
Ha двигателях КамАЗ-740 (рис. 3), ЯМЗ-238 (рис. 4) применен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала. Распределительный вал рядных двигателей устанавливается внизу рядом с коленчатым валом, а на V-образных двигателях установлен в развале блока и является общим для клапанов правого и левого ряда цилиндров.
Рис. 3. Газораспределительный механизм двигателя КамАЗ-740 (СЛАЙД №9)
1 – распределительный вал; 2 – толкатель; 3 – направляющая толкателей; 4 – штанга; 5 – прокладка крышки головки; 6 – коромысло; 7 – контргайка; 8 – регулировочный винт; 9 – болт крепления крышки головки; 10 – сухарь; 11 – втулка тарелки; 12 – тарелка пружины; 13 – наружная пружина; 14 – внутренняя пружина; 15 – направляющая втулка клапана; 16 – шайба; 17 – клапан
Открытие клапанов 17 (впускного и выпускного), перемещающихся в направляющих втулках 15, происходит под действием усилия, передаваемого от кулачков распределительного вала 1 через толкатели 2 штанги 4 и коромысла 6, установленные на осях. Закрытие клапанов осуществляется под действием пружин 13, 14, нижние концы которых упираются в шайбы 16. За два оборота коленчатого вала впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра открываются один раз, а распределительный вал за этот период делает один оборот, т. е. передаточное число зубчатого зацепления шестерен коленчатого и распределительного валов равно 2.
Рис. 4. Газораспределительный механизм двигателя ЯМЗ-238 (СЛАЙД №10)
а – общий вид: 1 – коромысло; 2 – гайка; 3 – регулировочный винт; 4 – штанга; 5 – пята толкателя; 6 – ось толкателя; 7 – толкатель; 8 – болт крепления стойки оси; 9 – тарелка пружины; 10 – втулка; 11 – сухарь; 12, 13 – пружины наружная и внутренняя; 14 – направляющая втулка клапана; 15 – впускной клапан; 16 – распределительный вал; 17 – ролик толкателя; 18 – седло выпускного клапана; 19 – выпускной клапан; б – толкатель: 1 – ролик; 2 – игольчатый подшипник; 3 – ось ролика; 4 – втулки; 5 – пята
Распределительный вал (рис. 5) изготавливают из стали или специального чугуна и подвергают термической обработке. Профиль его кулачков как впускных, так и выпускных у большинства двигателей делают одинаковым. При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы. Число опорных шеек 1 распределительного вала обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом.
Рис. 5. Распределительный вал двигателя КамАЗ-740 (СЛАЙД №11)
1 – опорная шейка; 2 – кулачок; 3 – корпус подшипника; 4 – шестерня распределительного вала
Привод распределительного вала. Распределительный вал в двигателях КамАЗ-740, ЯМЗ-238 приводится в движение при помощи шестерен. Ведущая шестерня 5, 16 такой передачи (рис. 6) установлена на переднем конце коленчатого вала, а ведомая шестерня 9, 15 – на переднем конце распределительного вала. Шестерня привода должны входить в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов, что обеспечивает правильность заданных фаз газораспределения и порядка работы двигателя. Поэтому при сборке двигателя шестерни вводятся в зацепление по меткам на их зубьях. Чтобы уменьшить уровень шума шестерен, их изготавливают с косыми зубьями и из различных материалов.
Толкатели предназначены для передачи усилия от распределительного вала через штанги к коромыслам. Изготавливают их из стали или чугуна. В двигателях КамАЗ-740 и УМЗ-417 применены цилиндрические толкатели 2 (рис.2) и 9 (рис. 4), установленные в специальных отверстиях – направляющих. У дизеля КамАЗ-740 направляющие съемные. Внутренняя полость толкателя имеет сферическую поверхность под штангу и отверстие для слива масла.
Рис. 6. Метки на шестернях привода распределительного вала (СЛАЙД №12)
а – КамАЗ-740; б – ЯМЗ-238; 1 – ось ведущей шестерни привода распределительного вала; 2 – ролики; 3 – втулка роликов; 4 – шестерня ведущая; 5, 16 – ведущая шестерня коленчатого вала; 6 – шестерня промежуточная; 7 – шарикоподшипник; 8 – вал привода топливного насоса высокого давления; 9, 15 – шестерня привода распределительного вала; 10 – шестерня привода топливного насоса высокого давления; 11 – втулка; 12 – шестерня привода вентилятора; 13, 14 – шестерни привода топливного насоса высокого давления; 17 – коленчатый вал; 18, 20 – шестерни привода масляного насоса; 19 – масляный насос; 21 – топливный насос высокого давления
В двигателе ЯМЗ-238 применены качающиеся роликовые толкатели 7 (рис. 4), установленные на общей оси 6.
Штанги. Служат для передачи усилия от толкателей к коромыслам.
В дизеле КамАЗ-740.11 и ЯМЗ-238 штанги 4 (рис. 2, 3) делают из стальной трубки. На концах штанг напрессовывают стальные сферические наконечники, которыми они с одной стороны упираются в сферические поверхности регулировочных винтов 8 (рис. 2) и 3 (рис. 4), ввернутых в коромысло 6 и 1, а с другой – в толкатели.
На дизеле КамАЗ-740 и ЯМЗ-238 коромысла впускного и выпускного клапанов установлены консольно на осях, выполненных заодно со стойкой коромысел; стойка установлена на головке. Осевое перемещение коромысел ограничено пружинным фиксатором. К каждому коромыслу через отверстия в стойке коромысел подводится смазка.
Клапаны. Открытие и закрытие впускных и выпускных каналов, соединяющих цилиндры с газопроводами системы питания, происходит при помощи клапанов. Клапан состоит из плоской головки и стержня, соединенных между собой плавным переходом. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше, чем диаметр выпускного.
Так как клапаны работают в условиях высоких температур, их изготавливают из высококачественных сталей, впускные клапаны делают из хромистой стали, выпускные – из жаростойкой, так как последние соприкасаются с горячими отработавшими газами и нагреваются до температуры 600-800 °С. Высокая температура нагрева клапанов вызывает необходимость установки в головке цилиндров специальных вставок 18 (рис. 3) и 11 (рис. 3) из жаропрочного чугуна, которые называются седлами.
Для плотного прилегания головок клапанов к седлам их рабочие поверхности делают коническими в виде тщательно обработанных фасок под углами 45° или 30°.
Стержни клапанов 17 (рис. 2) имеют цилиндрическую форму. Они перемещаются в чугунных или металлокерамических втулках 15, запрессованных в головку блока. На конце стержня проточены цилиндрические канавки под выступы конических сухариков 10, которые прижимаются к конической поверхности втулки тарелки 11 под действием пружин 13, 14. Для повышения работоспособности газораспределительного механизма клапаны прижимаются к седлам не одной, а двумя пружинами. В этом случае направление витков пружин делается различным, чтобы при поломке одной из пружин ее витки не попадали между витками другой, и не нарушалась безотказная работа клапанного механизма.
На впускных клапанах в верхней части направляющих втулок (двигатель КамАЗ-740) устанавливают резиновые колпачки, которые при открытии клапанов плотно прижимаются к его стержню и к направляющей втулке, вследствие чего устраняется возможная утечка (подсос) масла в цилиндры через зазор между втулкой и стержнем клапана.
Для плотного прилегания головки клапана к седлу тепловой зазор А (рис. 2, 3, 4) устанавливают между носком коромысла и торцом стержня клапана.
На дизелях КамАЗ-740 и ЯМЗ-238 для впускных клапанов тепловые зазоры составляют 0,25-0,30 мм, а для выпускных 0,35-0,40 мм. Измеряются щупом.
Выводы по вопросу.
Учебный вопрос № 3
Блок цилиндров Камаз-740
Кривошипно-шатунный механизм является основным механизмом двигателя Камаз-740. Он служит для восприятия давления газов в такте рабочего хода возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.
КШМ Камаз состоит из блока цилиндров, гильз и головок цилиндров, поршней с кольцами и поршневыми пальцами, шатунов, коленчатого вала, коренных и шатунных подшипников и маховика.
Блок цилиндров Камаз-740 представляет собой жесткую моноблочную V-образную конструкцию, отлитую из легированного серого чугуна как одно целое с блоками цилиндров и верхней частью картера.
Высокая жесткость блока обеспечивается разделением карточного пространства на отдельные отсеки поперечными перегородками с силовым оребрением и низким расположением плоскости разъема верхней половины картера с масляным поддоном (значительно ниже оси коленчатого вала).
Левый ряд цилиндров Камаз-740 смещен относительно правого вперед на 29,5 мм, что вызвано установкой двух нижних головок шатунов на общую шатунную шейку коленчатого вала.
Блок цилиндров Камаз-740 в сборе
1 — блок цилиндров; 2 — гильза цилиндра; 3 — резиновое уплотнительное кольцо гильз; 4 — крышка заднего коренного подшипника коленчатого вала; 5 —крышка переднего коренного подшипника коленчатого вала; 6 — прокладка передней крышки блока; 7 — передняя крышка блока; 8 — резиновая манжета; 9— рым-болт
Водяные рубашки блока и головок цилиндров Камаз-740 между собой сообщаются посредством специальных отверстий в привалочных плоскостях, уплотняемых резиновыми кольцами.
По всей высоте цилиндров сделаны протоки для охлаждающей жидкости, благодаря чему обеспечивается интенсивный отвод тепла от гильз цилиндров, что обеспечивает охлаждение поршней и поршневых колец и снижает температуру масла.
В блоке цилиндров Камаз-740 имеется система каналов для подвода масла на центральный канал к подшипникам коленчатого и распределительного валов, деталям привода механизма газораспределения (ГРМ), фильтру очистки масла, центробежному фильтру и компрессору.
Гнезда в блоке под коренные вкладыши растачиваются при установленных крышках коренных опор, поэтому последние не взаимозаменяемы и устанавливаются в строго фиксированном положении.
Крышки коренных опор к картерной части блока крепятся поперечными болтами-стяжками, к переднему торцу блока прикреплена крышка, к заднему — картер маховика, снизу блок закрыт поддоном, который одновременно служит емкостью для системы смазки двигателя.
Расточка блока цилиндров Камаз-740 под вкладыши коренных подшипников производится в сборе с крышками, поэтому крышки коренных подшипников не взаимозаменяемы и устанавливаются в строго определенном положении.
На каждой крышке нанесен порядковый номер опоры, нумерация опор начинается с переднего торца блока.
Параллельно оси расточек блока цилиндров Камаз-740 под подшипники коленчатого вала выполнены расточки, в которые запрессованы и расточены втулки распределительного вала увеличенной размерности по сравнению с втулками серийного распределительного вала.
В картерной части развала блока цилиндров прилиты направляющие толкателей клапанов.
В переходный период освоения выпуска в составе двигателя Камаз-740 может быть использован блок цилиндров с привертными направляющими толкателей, с втулками распределительного вала увеличенной размерности, без увеличенных маслоканалов, с моментами затяжки болтов крепления крышек коренных подшипников:
-предварительная затяжка-95-120 Н.м (9.6-12 кгс.м);
-окончательная затяжка-206-230 Н.м (21-23,5 кгс.м);
-стяжные болты затягиваются моментом 81-91 Н.м (8,2-9,2 кгс.м).
Ближе к заднему торцу, между четвертым и восьмым цилиндрами, выполнена перепускная труба полости охлаждения для улучшения циркуляции охлаждающей жидкости. Одновременно она придает блоку еще и дополнительную жесткость.
С целью увеличения циркуляционного запаса масла, на двигатель Камаз-740 устанавливается масляный насос увеличенной производительности. Поэтому диаметры масляных каналов в блоке цилиндров существенно увеличены.
В нижней части цилиндров заодно с блоком отлиты бобышки под форсунки охлаждения поршней.
С целью установки на блок фильтра с теплообменником на правой стороне увеличены площадка и выполнены два дополнительных крепежных отверстия, а также сливное отверстие из фильтра.
Гильзы блока цилиндров Камаз-740
Внутренняя поверхность гильзы Камаз-740 обработана плосковершинным хонингованием для получения редкой сетки впадин н площадок под углом к оси гильзы. Такая обработка способствует удержанию масла во впадинах и лучшей прирабатываемости гильз.
На конусной поверхности в нижней части, гильзы цилиндров Камаз-740 имеют следующую маркировку: устанавливаемые на двигатели 740.11-240 и 740.14-300 7406.1002021, на двигатель 740.13-260 - 740.13-1002021. Центрирование гильзы в гнездах блока осуществляется при помощи верхнего и нижнего наружных обработанных поясов.
В верхней части гильза имеет упорный бурт с выступами для установки на упорный торец блока цилиндров и надежного уплотнения газового стыка с головкой цилиндра.
Водяная полость между блоком и гильзой Камаз-740 уплотнена резиновыми кольцами круглого сечения: в верхней части установлено одно кольцо под буртом в проточке гильзы, в нижней части — два кольца в проточках блока.
Установка на двигатели гильз с несоответствующей рекомендациям маркировкой ведет к ускорению износа гильз и поршневых колец.
Зеркало гильзы представляет собой редкую сетку впадин и площадок под углом к оси гильзы. При работе двигателя масло удерживается во впадинах, что улучшает прирабатываемость деталей цилиндропоршневой группы.
В соединении гильза - блок цилиндров двигателя Камаз-740 полость охлаждения уплотнена резиновыми кольцами круглого сечения. В верхней части установлено кольцо в проточке гильзы, в нижней части - два кольца в расточки блока цилиндров.
Клапана и головка блока цилиндров Камаз-740
Газораспределительный механизм (ГРМ) Камаз-740
1 - головка цилиндра; 2 - втулка направляющая; 3 - шайба пружин клапана; 4, 5 - пружины клапана: 6 - манжета клапана; 7 - шайба; 8 - болт крепления головки: 9 - тарелка пружин; 10 - втулка тарелки пружин; 11 - сухарь клапана; 12 - болт крепления крышки; 13 - шайба; 14 - шайба виброизоляционная; 15 - крышка головки цилиндра; 16 - коромысло клапана; 17 - стойка коромысел; 18 - прокладка крышки; 19 - штанга; 20 - ввертыш крепления впускного коллектора: 21 - ввертыш крепления водяной трубы; 22 - прокладка уплотнительная: 23 - толкатель; 24 - распредвал: 25 - выпускной клапан; 26 - седло выпускное; 27 - гильза цилиндра; 28 - кольцо газового стыка; 29 - блок цилиндров: А - тепловой зазор.
Механизм газораспределения (ГРМ) Камаз-740 - верхнеклапанный с нижним расположением распредвала. Кулачки распредвала Камаз-740 в соответствии с фазами газораспределения приводят в действие толкатели 23.
Штанги 18 сообщают качательное движение коромыслам 16, а они, преодолевая сопротивление пружин 7 и 8, открывают клапаны 25. Закрываются клапаны под действием силы сжатия пружин.
Распредвал Камаз-740 - стальной, кулачки и опорные шейки подвергнуты термообработке ТВЧ; устанавливается в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом.
Распределительный вал Камаз-740
1 - распредвал; 2 - корпус подшипника; 3 - шестерня; 4 - шпонка.
Диаметр втулок распределительного вала Камаз-740 на 6 мм больше по сравнению со втулками двигателя 740.10. Распредвал Камаз-740 увеличенной размерности, измененными фазами газораспределения и ходом клапанов по сравнению с распредвалом двигателя 740.10. На задний конец распределительного вала напрессована прямозубая шестерня 3.
Привод распредвала Камаз-740 осуществляется от шестерни коленчатого вала через промежуточные шестерни. Шестерни стальные, штампованные с термообработанными зубьями. Для обеспечения заданных фаз газораспределения шестерни при сборке устанавливаются по меткам, выбитым на торцах.
От осевого перемещения распредвал фиксируется корпусом 2 подшипника задней опоры, который крепится к блоку цилиндров тремя болтами. Посадочный диаметр корпуса подшипника задней опоры больше по сравнению с корпусом подшипника двигателя 740.10.
Установка корпуса подшипника задней опоры распредвала двигателя Камаз-740.10 не допустима, так как приведет к аварийному снижению давления масла в системе и преждевременному выходу из строя двигателя.
Клапана Камаз-740
Клапана Камаз-740 из жаропрочной стали. Угол рабочей фаски клапанов 90°. Диаметр тарелки впускного клапана 51,6 мм, выпускного - 46,6 мм, высота подъема впускного клапана - 14,2 мм, выпускного - 13,7 мм.
Геометрия тарелок впускных и выпускных клапанов Камаз-740 обеспечивают соответствующие газодинамические параметры впуска-выпуска газов и поэтому их замена на клапаны двигателя 740.10 не рекомендуется.
Клапаны Камаз-740 перемещаются в направляющих втулках изготовленных из металлокерамики. Для предотвращения попадания масла в цилиндр и снижения его расхода на угар, на направляющих клапанов устанавливаются резиновые уплотнительные манжеты.
Толкатели клапана тарельчатого типа с профилированной направляющей частью, изготовлены из стали с последующей наплавкой поверхности тарелки отбеленным чугуном. Толкатель подвергнут химико-термической обработке.
Коромысла клапанов Камаз-740 стальные, штампованные, представляют собой двуплечий рычаг, у которого отношение большого плеча к меньшему составляет 1.55.
Коромысла впускного и выпускного клапанов устанавливаются на общей стойке и фиксируются в осевом направлении пружинным фиксатором.
Коромысла клапанов 740.1 1-240, в отличие от коромысел двигателя 740.10, не имеют бронзовой втулки. Направляющие толкателей отлиты заодно с блоком цилиндров.
Штанги толкателей клапанов Камаз-740 стальные, пустотелые с запрессованными наконечниками. Штанги на 3 мм короче штанг двигателя 740.10 и не взаимозаменяемы с ними.
Стойка коромысел чугунная, её цапфы подвергнуты термической обработке ТВЧ. Диаметр цапф на 2 мм больше по сравнению с цапфами стойки коромысел двигателя 740.10.
Пружины клапанов винтовые, устанавливаются по две на каждый клапан. Пружины имеют различные направления навивки. Диаметр проволоки наружной пружины 4,8 мм, внутренний - 3,5 мм.
Предварительно устанавливаемое усилие пружин 355 Н, суммарное рабочее - 821 Н. Пружины взаимозаменяемы с пружинами двигателя модели 740.10.
Головка блока цилиндров Камаз-740
Головка блока цилиндров Камаз-740 отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава. Головка цилиндра Камаз-740 имеет полость охлаждения, сообщающуюся с полостью охлаждения блока.
Для усиления днища головки увеличена ее толщина в зоне выпускного канала и выполнено дополнительное ребро по сравнению с головкой цилиндра двигателя мод. 740.10.
Каждая головка блока Камаз-740 устанавливается на два установочных штифта, запрессованные в блок цилиндров, и крепится четырьмя болтами из легированной стали.
Один из установочных штифтов одновременно служит втулкой для подачи масла на смазку коромысел клапанов. Втулка уплотнена резиновыми кольцами.
В головке блока цилиндров Камаз-740, по сравнению с головкой двигателя 740.10, увеличено отверстие слива моторного масла из-под клапанной крышки в штанговую полость. Окна впускного и выпускного каналов расположены на противоположных сторонах головки цилиндров.
Впускной канал имеет тангенциальный профиль для обеспечения оптимального вращательного движения воздушного заряда, определяющего параметры рабочего процесса и экологические показатели двигателя, поэтому замена на головки цилиндров двигателя 740.10 не допускается.
В головку блока цилиндров Камаз-740 запрессованы чугунные седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов. Седла клапанов имеют увеличенный натяг в посадке по сравнению с седлами двигателя 740.10, и фиксируются острой кромкой.
Выпускное седло и клапан профилированы для обеспечения меньшего сопротивления выпуску отработавших газов. Применение выпускного клапана 740.10 не рекомендуется.
Стык "головка цилиндра - гильза" Камаз-740 (газовый стык) - беспрокладочный. В расточенную канавку на нижней плоскости головки запрессовано стальное уплотнительное кольцо 3.
Посредством этого кольца головка цилиндра Камаз-740 устанавливается на бурт гильзы. Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей уплотнительного кольца и гильзы цилиндра 5.
Уплотнительное кольцо дополнительно имеет свинцовистое покрытие для компенсации микронеровностей уплотняемых поверхностей.
Газовый стык Камаз-740
1 - головка цилиндра; 2 - кольцо уплотнительное перепуска охлаждающей жидкости; 3 - кольцо газового стыка; 4 - прокладка-заполнитель; 5 - гильза цилиндра; 6 - кольцо уплотнительное; 7 - прокладка уплотнительная; 8 - блок цилиндров; 9 - экран.
Для уменьшения вредных объемов в газовом стыке установлена фторопластовая прокладка - заполнитель 4. Прокладка - заполнитель фиксируется на выступающем пояске кольца газового стыка за счет обратного конуса с натягом.
Применение прокладки заполнителя снижает удельный расход топлива и дымность отработавших газов. Прокладка-заполнитель разового применения.
Для уплотнения перепускных каналов охлаждающей жидкости в отверстия днища головки блока цилиндров Камаз-740 установлены уплотнительные кольца 2 из силиконовой резины.
Пространство между головкой и блоком Камаз-740, отверстия стока моторного масла и отверстия прохода штанг уплотнены прокладкой 7 головки цилиндра из термостойкой резины.
При сборке двигателя Камаз-740 болты крепления головки цилиндра следует затягивать в три приема в порядке возрастания номеров, указанном на рисунке.
Последовательность величины моментов затяжки должны быть:
1 прием - до 39-49 Нм (4-5 кг/см);
3 прием - до 186-206 Нм (19-21 кг/см).
Перед ввертыванием смазать резьбу болтов слоем графитовой смазки.
После затяжки болтов необходимо отрегулировать зазоры между клапанами и коромыслами Камаз-740. Клапанный механизм закрыт алюминиевой крышкой. Для шумоизоляции и уплотнения стыка крышка - головка цилиндра применены виброизоляционная шайба и резиновая уплотнительная прокладка.
Болты крепления крышек головок блока цилиндров Камаз-740 затянуть с крутящим моментом 12,7-17.6 Нм (1,3-1,8 кг/см).
Читайте также: