ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Устройство и принцип работы газораспределительного механизма ЗИЛ-130

Газораспределительный механизм:

В двигателях внутреннего сгорания своевременный впуск в цилиндрысвежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов обеспечиваетсягазораспределительным механизмом.

На двигателе ЗиЛ-130 установлен газораспределительный механизм сверхним расположением клапанов.

Газораспределительный механизм состоит из распределительныхшестерен, распределительного вала, толкателей, штанг, коромысел с деталямикрепления, клапанов, пружин с деталями крепления и направляющих втулокклапанов.

Распределительный вал расположен между правым и левым рядамицилиндров.

При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкательи поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает нарегулировочный винт во внутреннем плече коромысла, которое, провертываясьна своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открываетотверстие впускного или выпускного канала в головке цилиндров. Врассматриваемых двигателях распределительный вал действует на толкателиправого и левого рядов цилиндров.

Газораспределительный механизм с верхним расположением клапановдает возможность улучшить форму камеры сгорания, наполнение цилиндров иусловия сгорания рабочей смеси. Лучшая форма камеры сгорания позволяетповысить также степень сжатия, мощность и экономичность двигателя.

Рис. 1 - Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов

Распределительный вал служит для открытия клапанов вопределенной последовательности в соответствии с порядком работыдвигателя.

Распределительные валы отливают из специального чугуна илиотковывают из стали. Устанавливают его в отверстия стенок и ребрахкартера. Для этой цели на валу имеются цилиндрические шлифованные опорныешейки. Для уменьшения трения между шейками вала и опорами в отверстиязапрессовывают втулки, внутренняя поверхность которых покрытаантифрикционным слоем.

На валу, помимо опорных шеек, имеются кулачки - по два на каждыйцилиндр, шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и эксцентрик для привода топливного насоса.

От переднего торца распределительных валов двигателя ЗИЛ-130приводится в действие датчик пневмоцентробежного ограничителя частотывращения коленчатого вала двигателя. Трущиеся поверхностираспределительного вала для уменьшения износа подвергнуты закалке спомощью нагрева током высокой частоты.

Привод распределительного вала от коленчатого вала осуществляетсяпри помощи шестеренчатой передачи. Для этой цели на переднем торцеколенчатого вала насажена стальная шестерня, а на переднем концераспределительного вала - чугунная шестерня. Распределительная шестерняот провертывания на валу удерживается шпонкой и закрепляется шайбой иболтом, завернутым в торец вала. Обе распределительные шестерни имеюткосые зубья, вызывающие при вращении вала его осевое смещение.

Для предупреждения осевого смещения вала при работе двигателя междушестерней и передней опорной шейкой вала установлен фланец, которыйзакреплен двумя болтами к передней стенке блока цилиндров.

Рис. 2 - Устройство для ограничения осевого смещения распределительного вала

Внутри фланца на носке вала установлено распорное кольцо, толщина которогонесколько больше толщины фланца, в результате чего достигается небольшоеосевое смещение распределительного вала. В четырехтактных двигателяхрабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборотаколенчатого вала, т. е. за это время должны последовательно открытьсявпускные и выпускные клапаны каждого цилиндра, а это возможно если числооборотов распределительного вала будет в 2 раза меньше числа оборотовколенчатого вала, поэтому диаметр шестерни, установленной нараспределительном валу, делают в 2 раза большим, чем диаметр шестерниколенчатого вала.

Клапаны в цилиндрах двигателя должны открываться и закрываться взависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. Притакте впуска, когда поршень двигается от в. м. т. к н. м. т., впускнойклапан должен быть открыт, а при такте сжатия, расширения (рабочего хода)и выпуска закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, на шестерняхгазораспределительного механизма делают метки: на зубе шестерни коленчатого вала и между двумя зубьями шестерни распределительного вала. При сборке двигателя эти метки должны совпадать.

Рис. 3 - Совмещение меток распределительных шестерен

Толкатели предназначены для передачи усилия от кулачковраспределительного вала к штангам.

Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам и выполнены ввиде стальных стержней с закаленными наконечниками (ЗИЛ-130) или дюралюминиевых трубок с запрессованными с обеих сторон сферическими стальными наконечниками. Наконечники упираются с одной стороны в углубление толкателя, а с другой ― в сферическую поверхность регулировочного болта коромысла.

Коромысла передают усилие от штанги к клапану. Изготовляют их изстали в виде двуплечего рычага, посаженного на ось. В отверстие коромысладля уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. Полая осьзакреплена в стойках на головке цилиндров. От продольного перемещениякоромысло удерживается сферической пружиной. На двигателях ЗИЛ-130коромысла не равноплечие. В короткое плечо завернут регулировочный винт сконтргайкой, упирающийся в сферическую поверхность наконечника штанги.

Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстийвпускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршней в цилиндреи от порядка работы двигателя.

В двигателе ЗиЛ-130 впускные и выпускные каналы выполнены вголовках цилиндров и заканчиваются вставными гнездами из жаропрочногочугуна.

Рис. 4 - Клапан и детали крепления

Клапан состоит из головки и стержня. Головка имеет узкую,скошенную под углом 45 или 30° кромку (рабочая поверхность), называемуюфаской. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла, для чего этиповерхности взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеютнеодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючейсмесью диаметр головки впускного клапана делают большим, чем диаметрвыпускного. В связи с тем, что клапаны во время работы двигателя неодинаково нагреваются (выпускной клапан, омывается горячими отработавшими газами, нагревается больше), изготавливаются они из разного материала: впускные клапаны ― из хромистой, выпускные ― из сильхромовой жароупорной стали. Для увеличения срока службы выпускных клапанов двигателя ЗИЛ-130 на их рабочую поверхность наплавлен жароупорной сплав, стержни изготовлены пустотелыми и имеют натриевое наполнение, способствующее лучшему отводу тепла от головки клапана к его стержню.

Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержни клапанов помещены в чугунных или металлокерамических направляющих втулок. Втулки запрессовывают в головки цилиндров и стопорят замочными кольцами.

Клапан прижимается к седлу цилиндрической стальной пружине, которая имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения её вибрации. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой ― в опорную шайбу. Опорная шайба удерживается на стержне клапана двумя коническими сухарями, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана.

Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя в опорных шайбах установлены резиновые кольца или на стержни клапанов надеты резиновые колпачки. Для равномерного нагрева и износа клапана желательно, чтобы при работе двигателя он поворачивается.

Рис. 5 - Устройство для поворота выпускного клапана двигателя ЗИЛ-130

В двигателе ЗИЛ-130 выпускные клапаны имеют механизм поворота. Он состоит из неподвижного корпуса, в наклонных канавках которого расположены шарики с возвратными пружинами, дисковой пружины и опорной шайбой с замочным кольцом. Механизм установлен на направляющей втулке клапана в углублении головки цилиндров.

Клапанная пружина упирается в опорную шайбу. Когда клапан закрыт и давление клапанной пружины невелико, дисковая пружина выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечик корпуса.

При этом шарики при помощи пружин отжаты в канавках в крайнее положение.

При открытии клапана давление клапанной пружины возрастает, выпрямляя через опорную шайбу дисковую пружину. При этом внутренний край пружины отходит от заплечика корпуса и пружина клапана, опираясь на шарики, передаёт на них всё давление, вследствие чего шарики перемещаются в углубление канавок корпуса, вызывая поворот дисковой пружины и вместе с ней опорной шайбы клапанной пружины и клапана. Когда клапан закрывается, все детали возвращаются в исходное положение.

Опережение открытия и запаздывание закрытия клапанов. При описании рабочего процесса четырёхтактного двигателя указывалось, что открытие и закрытие клапанов происходят в моменты прихода поршня в мёртвые точки. Однако в связи со значительной частотой вращения коленчатого вала период времени, отводимый на впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов, невелик, наполнение и очистка цилиндров затруднены.

Для получения наибольшей мощности необходимо как можно лучше заполнять цилиндры горючей смесью и отчищать их от продуктов сгорания. С этой целью впускной клапан открывается до прихода поршня в в.м.т. в конце такта выпуска, т.е. с опережением в пределах 10 ... 31º поворота коленчатого вала, а закрывается после прихода поршня в н.м.т. в начале такта сжатия, т.е. с запаздыванием в 46 ... 83º.

Продолжительность открытия впускного клапана составляет 236 ... 294º поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси или воздуха. Поступление смеси или воздуха до прихода поршня в в.м.т. в конце такта выпуска и после н.м.т. начала такта сжатия происходит за счёт инерционного напора во впускном трубопроводе из-за часто повторяющихся тактов в цилиндрах.

Выпускной клапан открывается за 50 ... 67º до прихода поршня в н.м.т. в конце такта горение ― расширение и закрывается после прихода поршня в в.м.т. такта выпуска на 10 ... 47º. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240 ... 294º поворота коленчатого вала. Выпускной клапан открывается раньше, так как давление в конце такта расширения невелико и оно используется для очистки цилиндров.

После прохождения поршнем в.м.т. отработавшие газы будут продолжать выходить по инерции.

Моменты открытия и закрытия клапанов относительных мёртвых точек, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.

Рис. 6 - Фаза газораспределения

На рисунке приведена диаграмма фазы газораспределения, на которой видно, что в двигателе бывают моменты (в конце такта выпуска и начале такте впуска), когда оба клапана открыты. В это время происходит продувка цилиндров свежим зарядом горючей смеси или воздуха для лучшей отчистки их от продуктов сгорания. Этот период носит название ― перекрытие клапанов.

рис. 7