Детали механизма газораспределения

Привод распределительного вала чаще всего осуществляется шестеренчатой передачей (смотреть статью под номером 27). Для бесшумной работы шестерни выполняют с косым зубом. Ведущую шестерню, закрепленную на коленчатом вале, изготавливают из стали, а ведомую — из текстолита (двигатели ГАЗ), чугуна (двигатели ЗИЛ и ЯМЗ) или стали (тракторные двигатели).

Карбюраторные двигатели имеют две распределительные шестерни, в дизелях из значительно больше; двигатель КДМ100 имеет девять распределительных шестерен (см. смотреть статью под номером 27, а). На распределительном вале шестерню закрепляют на шпонке (см. смотреть статью под номером 29, а) или установочном штифте и затягивают болтом 7. Распределительный вал необходимо установить относительно коленчатого вала в определенном положении,

чтобы обеспечить соответствие между положением поршня в цилиндре и положением клапанов. Поэтому установку шестерен производят по меткам 10 и (см. смотреть статью под номером 27, б).

Распределительный вал служит для своевременного открытия и закрытия клапанов. Вал отковывают из углеродистой стали, иногда отливают из чугуна.

Распределительный вал карбюраторного двигателя (смотреть статью под номером 28) состоит из кулачков 4 управления клапанами, опорных шеек 2, эксцентрика 3 привода бензонасоса, шестерни 5 привода масляного насоса и прерывателяраспределителя. На шейке устанавливают распределительную шестерню. Кулачки, шестерни, шейки и эксцентрик закаляют токами высокой частоты.

Распределительные валы дизельных двигателей не имеют эксцентрика 3 и шестерни 5. На валу двигателя Д50 нарезан червяк для привода счетчика моточасов. Валы четырехцилиндровых тракторных дизелей имеют три опорные шейки, дизели ЯМЗ236, А41 и ГАЗ51 — четыре, а Уобразные восьмицилиндровые двигатели — пять.

Подшипники распределительного вала карбюраторных двигателей изготовляют из сталебаббитовой ленты; в двигателе Д108 подшипник состоит из стальной втулки, залитой баббитом, вал двигателя Д50 вращается в чугунных втулках, а двигателей ЯМЗ — металлокерамических втулках. Передняя шейка распределительного вала двигателя СМД14 вращается в бронзовой втулке, а остальные два подшипника расточены в теле блока.

Распределительный вал, как и коленчатый, должен иметь возможность ограниченно перемещаться в осевом направлении.

Это обеспечивается следующими способами:

1. Упорным фланцем 2 (смотреть статью под номером 29, а) и распорным кольцом 3, которое заложено в отверстие фланца и зажато между торцом опорной шейки и распределительной шестерней. Величина осевого люфта вала равна разности толщин кольца 3 и фланца 2 и составляет 0,1—0,2 мм. Такой метод фиксации вала принят в карбюраторных двигателях. В дизелях ЯМЗ, А41, СМД60 и Д50 вал фиксируется также при помощи упорного фланца.

2. Упорным винтом 9 (смотреть статью под номером 29,6"), ввернутыми крышку 11 распределительных шестерен. Такую фиксацию имеют валы двигателей Д54А. и СМД14.

Толкатели передают усилие от кулачка на штангу или клапан. Толкатель разгружает стержень клапана или штангу от боковых сил, возникающих в процессе воздействия кулачка на толкатель. Толкатели изготовляют из стали или чугуна. На смотреть статью под номером 30 показаны различные конструкции толкателей. В верхнюю часть толкателей механизмов с нижним расположением клапанов ввертывают регулировочный болт 1 с контргайкой 2. Цилиндрический толкатель, показанный на смотреть статью под номером 30,6,. широко применяют в механизмах с верхним расположением клапанов. На внутренней поверхности толкателя выполняют сферическое углубление для шарового наконечника штанги. Днище толкателя может быть плоским или со сферической наплавкой 5. Рабочие поверхности толкателей термически обрабатывают и шлифуют.

Рычажный толкатель состоит из корпуса 3, ролика 8, пяты 6 и втулки 7. Ролик посажен на ось 10 на игольчатом подшипнике 9. Пята запрессована в корпус; в нее упирается нижний наконечник штанги.

Обычно направляющими толкателей служат отверстия в блоке. Иногда в отверстия запрессовывают втулки. В двигателе Д108 толкатель установлен в чугунном кронштейне (один кронштейн на два толкателя), который крепят к блоку болтами. Рычажные толкатели закрепляют на оси 20 (см. смотреть статью под номером 26).

Равномерный износ торцовой и цилиндрической части толкателя достигается тем, что при каждом подъеме кулачок поворачивает толкатель на некоторый угол. Поворот достигается или смещением оси кулачка 2 относительно оси толкателя 1 (смотреть статью под номером 31, а), или сочетанием сферической тарелки толкателя с конической рабочей поверхностью кулачка 2 (смотреть статью под номером 31,6). В результате такого сочетания точка касания кулачка с толкателем смещается в сторону от оси вращения толкателя, поэтому при набегании кулачка на толкатель происходит его поворот.

Штанга 5 толкателей (смотреть статью под номером 32) передает усилие от толкателя коромыслу. Штанги изготовляют из стали или алюминиевого сплава в виде трубок или стержней с двумя стальными наконечниками, для которых в толкателе и коромысле имеются сферические углубления.

Коромысло 3 передает усилие от штанги на клапан. Его изготавливают из стали. Носок коромысла, упирающийся в торец клапана, цементируют. Зазор между клапаном и коромыслом устанавливают с помощью регулировочного винта 1, который стопорится контргайкой 2. Рабочую поверхность болта цементируют. В отверстие коромысла запрессовывают втулку 6. Каналы 7 и 4 служат для подачи масла к верхнему наконечнику штанги.

Оси коромысел и стойки. Ось 6 (см. смотреть статью под номером 23) коромысел представляет собой стальную трубку, по которой масло подается к втулкам коромысел. Ось закрепляют в стальных или чугунных стойках 2, установленных на головке блока. Число стоек зависит от длины двигателя и числа осей коромысел. Между коромыслами на ось надевают пружины 4, которые прижимают коромысла к стойкам. У двигателей ЯМЗ каждое коромысло посажено на отдельную ось.

Клапаны служат для перекрытия впускных и выпускных каналов в цилиндре. Клапан (смотреть статью под номером 33) состоит из головки (тарелки) 9 и стержня 8. Переход от тарелки к стержню выполняют плавным, чтобы уменьшить сопротивление потоку газов. Герметичное прилегание клапана к гнезду обеспечивает фаска 2, угол которой обычно составляет 45° (у впускных клапанов ЗИЛ130 и ЯМЗ — 30°). Фаску шлифуют, а затем притирают к гнезду. Для лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом тарелки впускных клапанов имеют больший диаметр, чем тарелки выпускных клапанов (у двигателя КДМ100 все клапаны имеют одинаковый диаметр тарелки).

В процессе работы клапаны сильно нагреваются, поэтому их изготовляют из жаропрочной стали; впускные — чаще из хромовой, выпускные — из кремниевохромовой. Выпускные клапаны двигателей ЯМЗ составные: головку из жаропрочной стали приваривают к стержню из хромоникелевой стали. Тарелку клапана обычно выполняют плоской. Впускные клапаны двигателя ГАЗ53 имеют тюльпанную тарелку (см. смотреть статью под номером 33, в). Тарелка такой формы оказывает меньшее сопротивление потоку горючей смеси.

Опорную шайбу 6 пружины клапана закрепляют на конце стержня при помощи двух конических сухарей 4, для которых на стержне проточена канавка 5. (Схема крепления показана на смотреть статью под номером 33, г.)

На клапанах двигателей Д54А и СМД14 выполнена канавка 3 для пружинной скобы 7. Скоба исключает падение клапана в цилиндр в случае его обрыва. В прорезь в головке клапана вставляют инструмент, которым притирают клапан.

Для повышения долговечности выпускных клапанов двигателей ЗИЛ130 и ГАЗ53 в стержне клапана высверливают канал 10, который частично заполняют натрием, а на фаску наплавляют кольцо 11 из жаростойкого сплава. Канал закрывают заглушкой. При нагреве клапана натрий плавится и испаряется, отбирая тепло от головки клапана и передавая его через направляющую втулку клапана на головку блока. Пружина выпускного клапана ЗИЛ130 упирается в механизм 10 (см. смотреть статью под номером 14), который поворачивает клапан на некоторый угол при каждом его открытии. Это повышает равномерность износа рабочей фаски клапана.

Направляющую втулку клапана изготовляют из чугуна или металлокерамического сплава (двигатели ГАЗ, ЯМЗ, А41) и запрессовывают в головку блока или блок (у двигателей с нижним расположением клапанов).

Гнездо клапана фрезеруют в головке блока (большинство тракторных двигателей) или изготовляют в виде кольца из легированного чугуна, которое крепится в головке блока (автомобильные двигатели, дизель СМД60). Двигатели ЯМЗ и ГАЗ51 имеют вставные гнезда только для выпускных клапанов.

Пружина клапана должна обеспечить плотное прилегание клапана к гнезду. Изготовляют пружину из стальной, закаленной проволоки, подвергаемой дробеструйной обработке для повышения долговечности. В тракторных двигателях и двигателях ЯМЗ на стержень клапана надевают одна на другую две пружины с разными направлениями навивки (во избежание заклинивания). Это позволяет уменьшить длину пружины, а значит, и высоту двигателя, повышает надежность работы механизма.