Тема: Деталі газорозподільного механізму

План.

1.     Приводна шестерня.

2.     Розподільний вал.

3.     Штовхачі.

4.     Штанги.

5.     Коромисла.

6.     Клапани.

7.     Клапані пружини.

1.     Розподільні шестірні призначені для приведення в дію механізмів і агрегатів двигуна. Кількість розподільних шестерень залежить від кількості механізмів і агрегатів, які приводяться в дію від колінчастого вала, а також від відстані, на якій розміщений розподільний вал від колінчастого вала. Шестірня розподільного вала може з'єднуватись з ведучою шестірнею колінчастого вала безпосередньо (ЯМЗ-238НБ) або через проміжну шестірню (СМД-14, Д-50, Д-37М).

   У двигуні СМД-14 розподільні шестірні (рис. 23) розташовані в картері, вилитому з сірого чавуну, і знаходяться в постійному зачепленні. Під час обертання колінчастого вала разом з ним обертаються шестірні 34 і 35, закріплені на передньому кінці вала. Від шестірні 35 обертальний рух передається на шестірню 33, яка приводить у дію масляний насос, розташований у піддоні картера. Від шестірні 34 через проміжну шестірню 32 обертальний рух передається на шестірню 31 привода паливного насоса, на шестірню 37 привода розподільного вала і на шестірню 36 привода гідравлічного насоса.

 Усі шестірні косозубчасті, за винятком шестерень 35 і 33 привода масляного насоса, які мають прямі зубці. Перевага косозубчастої передачі полягає в тому, що вона збільшує плавність і зменшує шум під час роботи розподільних шестерень.

 Проміжна шестірня з бронзовою втулкою (двигуни СМД-14 і Д-50) обертається на  пальці, запресованому в блок-картер. Для правильного взаємного розташування розподільного вала і валика привода паливного насоса відносно колінчастого вала на шестірнях 31, 32, 34 і 37 є мітки «К», «Р» і «Т». Складати розподільні шестірні треба так, щоб мітки з однаковими літерами на шестірнях збігалися. Розподільні шестірні різних двигунів мають різні мітки.

 Розподільний вал у певній послідовності відкриває і закриває клапани. Основними частинами вала є впускні кулачки 22 і 26, випускні кулачки 21, 24 і 27, опорні шийки 20, 25 і 28 і фланець 2.

2.     Розподільні вали штампують із сталі разом з кулачками і опорними шийками. Для збільшення стійкості проти спрацювання опорні шийки і кулачки піддають термічній обробці з наступним шліфуванням.

 На передньому кінці вала до фланця болтами кріпиться розподільна шестірня 37. Фіксується шестірня відносно кулачків за допомогою установочних штифтів 4. У двигунах КДМ-100, Д-108, Д-50 і ЯМЗ-238НБ

 розподільна шестірня кріпиться на валу за допомогою шпонки і гайки.

 У кожному циліндрі чотиритактного двигуна є два клапани:- впускний і випускний. На розподільному валу є кулачки на кожний клапан. Однойменні кулачки на розподільному валу в рядному чотирициліндровому чотиритактному двигуні розміщені під кутом 90°, а в шестициліндровому під кутом 60°. Для зручності вставляння вала в отвори блок-картера діаметри шийок послідовно зменшуються від першої до третьої. Розподільні вали обертаються в підшипниках ковзання, встановлених у стінках і перегородках блок-картера.

 Розподільний вал двигуна СМД-14 обертається у трьох підшипниках. Передній підшипник — це бронзова втулка, а другий і третій підшипники розточені безпосередньо в тілі блок-картера. У двигунах Д-50 і Д-37 підшипниками е втулки з антифрикційного чавуну, а в двигуні ЯМЗ-238НБ всі п'ять опор мають бронзові втулки.   На розподільному валу двигуна Д-50 між шостим і сьомим кулачками є черв'як для приведення в дію лічильника мотогодин, а вздовж осі вала просвердлений масляний канал.

   Осьове переміщення розподільного вала двигуна СМД-14 обмежується з одного боку буртом фланця, який упирається в бронзову втулку 5, а з другого гвинтом, вкрученим у картер розподільних шестерень. Торець підп'ятника 3 і сферична поверхня гвинта термічно оброблені і прошліфовані. Зазор між ними повинен становити 0,5 мм.

  У двигуні Д-50 осьове переміщення розподільного вала обмежується з одного боку упорним диском 7, встановленим між буртом шийки 9 і торцем маточини шестірні 6 розподільного вала, а з другого боку упорним гвинтом 1, вкрученим у кришку картера розподільних шестерень. Для регулювання осьового переміщення вала відпускають контргайку 2, загвинчують регулювальний гвинт до відказу, а потім відпускають його на чверть оберта.

При цьому зазор між упорним гвинтом і головкою болта становитиме 0,25 мм. Після цього упорний гвинт фіксують контргайкою.   У двигуні Д-37М осьове переміщення розподільного вала не регулюють. Конструкція фіксуючого пристрою вала забезпечує зазор між бобишкою на кришці картера 3 розподільних шестерень і підп'ятником 13 у межах 0,2—1,9 мм.

3.     Штовхач передає зусилля від кулачків розподільного вала до штанг. Виготовляють штовхачі із сталі або чавуну. Для зменшення маси штовхачі роблять порожнистими, а для збільшення стійкості проти спрацювання їхні робочі поверхні піддають термічній обробці. Внутрішня частина штовхача має сферичну поверхню, до якої прилягає наконечник штанги.    У тракторних двигунах застосовують грибоподібні, циліндричні й роликові штовхачі. Штовхачі двигунів КДМ-100, Д-108, Д-50, Д-37М грибоподібні.

    Для рівномірного спрацювання опорної і циліндричної поверхонь штовхач під час роботи повинен обертатись навколо своєї осі. Це забезпечується тим, що штовхачі з плоскими поверхнями днища зміщені відносно середин кулачків розподільного вала на 1,5 мм (рис. 26, а). Якщо ж опорна поверхня штовхача сферична, обертання його навколо осі забезпечується тим, що кулачки розподільного вала мають невелику конусність. При цьому вісь штовхача і середина кулачка збігаються. Двигуни СМД-14 мають циліндричні штовхачі. Опорна поверхня цих штовхачів може бути плоска або сферична. Обер тання циліндричних штовхачів під час роботи двигуна забезпечується так, як і обертання грибоподібних штовхачів.

   Грибоподібні й циліндричні штовхачі у вертикальному напрямі переміщуються в напрямних втулках (Д-37М) або безпосередньо в отворахблок-картера (СМД-14).    У двигунах КДМ-100 і Д-108 штовхачі вставлені в отвори чотирьох чавунних кронштейнів (по два штовхачі в кронштейні), прикріплених до блок-картера болтами.    Роликові штовхачі встановлені на двигунах АМ-01, АМ-41 і ЯМЗ-238НБ.

4.     Штанга 7 і 2 передає зусилля від штовхача до коромисла і має вигляд стального (СМД-14) або дюралюмінієвого (Д-37М) стержня з сферичними поверхнями на кінцях. Нижній кінець штанги входить у виїмку штовхача, а верхній — у виїмку регулювального гвинта, загвинченого в коромисло. Штанга двигуна Д-50 має сферичну поверхню тільки на одному кінці, який входить у штовхач, а на другому є наконечник, зроблений у вигляді чашечки, в яку входить сферична головка регулювального гвинта.

    На двигунах АМ-01, АМ-41 і ЯМЗ встановлені стальні порожнисті штанги з виготовленими окремо наконечниками, що мають сферичну шліфовану і термічно оброблену поверхню. Одним кінцем штанга вставлена в п'яту штовхача, а другим у сферичну поверхню регулювального гвинта коромисла. Для підведення масла через порожнини штанг до підшипників коромисел у наконечниках штанг є масляні канали.   

5.     Коромисло 16 і 3 передає зусилля від штанги до клапана і являє собою нерівноплечий важіль. Плече, розташоване над стержнем клапана, довше від плеча, розташованого над штангою. Така будова коромисла забезпечує незначні переміщення штовхача і зменшує сили інерції у клапанному механізмі. Довге плече закінчується термічно обробленим і шліфованим бойком, а на короткому є отвір з різьбою і гвинтом 19, за допомогою якого регулюють зазор між стержнем клапана і коромислом. В торцевій частині гвинта профрезеровано паз для викрутки. Коромисла хитаються на двох порожнистих осях 18, закріплених на чотирьох чавунних стояках. Кожний стояк має приливки з отворами для валика механізму декомпресії і кріпиться на верхній площині головки циліндра шпильками з гайками. Поздовжнє переміщення коромисла на осі обмежується розпірними пружинами 17. Осі коромисел мають радіальні отвори, по яких масло надходить до їхніх підшипників.

6.     Клапан впускає в циліндр повітря або пальну суміш і випускає відпрацьовані гази. Складається клапан з тарілки (головки) 10 і стержня 2. Плавний перехід від головки до стержня клапана забезпечує більшу міцність клапана, поліпшує відведення тепла від головки до стержня, зменшує опір для впуску повітря або пальної суміші і випуску відпрацьованих газів. Для кращого наповнення циліндра свіжим повітрям головки впускних клапанів більшості тракторних двигунів (АМ-41, Д-37М, АМ-01, СДМ-14, Д-50, Д-108, ЯМЗ-238НБ) мають більший діаметр, ніж діаметр головок випускних клапанів. Якщо ж тарілки впускних і випускних клапанів мають однакові діаметри (двигун КДМ-100), на тарілках клапанів є мітки «ВП» (впускний) і «ВХ» (випускний), щоб клапани легше було розрізняти.

   Випускні клапани працюють у важких умовах: вони піддаються дії газів, що мають високу температуру і високий тиск. У зв'язку з цим випускні клапани виготовляють з високоякісної жаротривкої сталі (сильхром). Впускні клапани виготовляють з хромонікелевої або хромистої сталі. Верхні торці стержнів клапанів загартовують струмом високої частоти.

  Сідло випускного клапана працює в більш несприятливих температурних умовах, ніж сідло впускного клапана. Тому для забезпечення рівномірного спрацювання сідла випускних клапанів двигунів АМ-01, АМ-41, ЯМЗ-238НБ виготовляють окремо у вигляді кілець з жаротривкого чавуну і запресовують у головку циліндра. Якщо головка циліндра виготовлена з алюмінієвого сплаву (двигун Д-37М), вставні сідлавиготовляють як для впускних, так і для випускних клапанів. З метою забезпечення щільності закривання клапанів їхні робочі поверхні 1 (фаски) притирають до сідел індивідуально, тому клапани під час повторного складання двигуна не слід розпаровувати з гніздами.

 При верхньому розміщенні клапанів обрив стержня клапана або поломка його пружини призводять до того, що клапан може опуститись у циліндр і спричинити поломку двигуна. Для запобігання цьому на стержнях клапанів деяких двигунів (СМД-14) є виточки 3 і 5, у які вставлені пружинисті кільця 7 і сухарики 4.    Напрямна втулка 9 спрямовує стержень клапана під час роботи двигуна. При верхньому розміщенні клапанів втулки запресовані в головку циліндра. Виготовляють напрямні втулки з чавуну (двигуни Д-37М, Д-50, СМД-14, Д-108) або з металокераміки (двигуни АМ-01, АМ-41, ЯМЗ-238НБ).   

7.     Пружина 8 забезпечує щільну посадку головки клапана в сідло, а також удержує випускний клапан притиснутим до сідла під час такту впуску. Клапанні пружини виготовляють із стального дроту і піддають спеціальній обробці для підвищення строку служби. Для зменшення розмірів клапанних пружин і підвищення надійності в роботі на кожний  клапан двигунів АМ-01, СМД-14, Д-50, КДМ-100, Д-108, ЯМЗ-238НБ встановлюють дві пружини. Щоб витки пружин не заклинювалися між собою під час роботи двигуна, кожна пружина навита в різні боки. Пружини надіваються на кінець стержня клапана. Один кінець пружини спирається на спеціальну розточку на головці циліндра (двигун СМД-14) або на опорну шайбу (двигун ЯМЗ-238НБ), а другий — на тарілку 6. На стержні клапана більшості двигунів (КДМ-100, Д-108, Д-50, СМД-14) пружини кріпляться за допомогою тарілки 6 і двох конічних втулок — сухариків 4. Для цього на стержні клапана є циліндрична виточка 5, у яку входять виступи сухариків 4.

  Для збільшення строку служби стержня клапана, фаски, напрямної втулки і ідла на двигунах АМ-01, АМ-41 і ЯМЗ-238НБ застосовується така конструкція кріплення пружин на стержні клапана, яка забезпечує обертання клапана під час роботи двигуна.

 Клапанні зазори. Впускні й випускні клапани під час роботи двигуна нагріваються, їхні стержні довшають, якщо немає зазора, упираються в коромисла і відходять від сідел. Це призводить до зменшення потужності двигуна, збільшення витрати палива і скорочення строку служби деталей. Щоб клапани щільно прилягали до сідел, між коромислом і стержнем клапана повинен бути зазор, величину якого встановлює завод-виготівник. Для впускних і випускних клапанів двигуна СМД-14 величина теплового зазора становить відповідно 0,4 і 0,5 мм.