2.2.2.10. Механизм газораспределения

Механизм газораспределения обеспечивает нормальные условия для сгорания топлива, т.е. управляет очисткой цилиндров от отработанных газов и наполнением их свежим зарядом воздуха. Это обеспечивается открытием и закрытием, в соответствующие моменты, всасывающих и выпускных клапанов в четырёхтактных дизелях или продувочных и выпускных окон в двухтактных дизелях. В четырехтактных двигателях применяется клапанный механизм газораспределения. (Рис. 72) Он состоит из всасывающих и выпускных клапанов, установленных на крышке цилиндров с пружиной, предназначенной для плотного закрытия клапана. Приводы клапанов состоят из распределительного вала 2 с кулачными шайбами, толкателя 4 с роликом, штанги 5, коромысла 6, цепного или шестеренчатого привода распределительного вала.

При набегании кулачка 3 на ролик толкателя 4 штанга 5 поднимается и поворачивает рычаг коромысла относительно оси 7. При этом правый конец коромысла нажимает на шток клапана и открывает его, сжимая пружину 10. При сбегании ролика с кулачка силой упругости пружины клапан закрывается, плотно прижимаясь к седлу (гнезду).

Продолжительность открытия газораспределительных органов зависит от частоты вращения вала.

Рис. 72 Газораспределительный механизм

четырехтактного двигателя:

1 – клапан; 2 – распределительный вал; 3 – кулачок 4- толкатель; 5 – штанга;

6-рычаг (коромысло);7- подшипник; 8-стойка; 9-тарелка пружины; 10-клапанная пружина.

Впускные и выпускные клапаны

Клапаны работают в условиях значительных температурных и ударных нагрузок (удар при посадке на седло и с другой стороны ударного действия коромысла). В более тяжелых условиях находятся выпускные клапаны, которые подвергаются газовой коррозии и эрозии со стороны камеры сгорания. Поэтому клапаны изготавливают из жароупорных и износоустойчивых сталей.

Рис. 73Клапан с корпусом

Необходимое уплотнение при посадке клапана на седло достигается тщательной притиркой клапана к седлу.

Шток клапана перемещается в направляющей втулке. Клапан прижимается к седлу пружинами. Установка нескольких пружин на один клапан обеспечивает более плавную и надежную работу клапанов. Компенсация, удлинение штока клапана и штанги толкателя при их нагревании производится за счет установки оптимального температурного зазора между ударником коромысла и колпачком на стержне клапана. Регулировка зазора производится ввинчиванием или вывинчиванием ударника коромысла. Правильное регулирование ведет к мягкой работе механизма газораспределения и без стука.

Детали клапанного привода смазываются централизовано и, чтобы не было потерь масла, крышки цилиндров закрываются колпаками.

Клапан с корпусом Рис. 73 удобнее в эксплуатации, так как позволяет делать замену притертого клапана без демонтажа крышки цилиндра и организовать более эффективное охлаждение клапана.

В современных дизелях предусмотрен автоматический поворот клапанов относительно своей оси во время работы, что обеспечивает более равномерный износ тарелки и седла о более равномерны нагрев клапана.

Для уменьшения массы движущихся частей и сил инерции клапанного привода, а также снижения шумности и повышения надежности работы в современных МОД с прямоточно-клапанной продувкой привод выпускного клапана заменен гидравлическим. (Рис.74)

Рис. 74 Схема работы гидропривода выпускного клапана

Распределительные валы

Распределительный вал служит для управления работой газораспределительных клапанов, для привода ТНВД, топливоподкачивающего насоса, воздухораспределителя пусковой системы и регулятора частоты вращения.

Распределительные валы изготавливаются цельными или составными. Шейками вал укладывается в подшипники скольжения. Кулачки штампуют вместе с валом или насаживают на вал в виде кулачных шайб.. Форма и взаимное расположение кулачков обеспечивает работу приводных механизмов в нужные моменты в соответствии с порядком работы цилиндров. Для уменьшения износа кулачки цементируют, закаливают и шлифуют. На распределительном вале реверсивного двигателя для каждого клапана насаживается два кулачка: для переднего и заднего хода.

При осевом смещении вала происходит смена шайб и те самым изменяется порядок работы цилиндров, чем обеспечивается изменение направления движения коленчатого вала (происходит реверс) Профиль кулачковой шайбы проектируют так, чтобы обеспечить оптимальную продолжительность открытия клапанов. Распределительные валы изготавливают из углеродистой или легированной стали.

Привод распредвала осуществляется при помощи шестеренчатой или цепной передачи от коленчатого вала. Шестеренчатый привод имеет одну или несколько промежуточных шестерен. Цепной привод применяют при большом расстоянии между осями коленчатого и распределительного вала, что имеет место в тихоходных дизелях большой мощности.

В тронковых двигателях распредвал устанавливается в нижней (Рис. 75,б), средней или верхней части двигателя. (Рис.75,а)

Рис. 75 Способы установки распредвала

а – верхнее расположение; б – нижнее расположение

s – тепловой зазор