а — ВАЗ-2105, -2107; б — «Москвич-21412»; в — ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109; г — ГАЗ-3110 «Волга»;

Ребята, здравствуйте! Прочитайте внимательно текст, оформите конспект в тетради и выполните задание в тексте до 14. 02. 22 (принесите тетради с выполненными заданиями)

Тема урока: Диаграмма фаз газораспределения. Механизм газораспределения с верхним и нижним расположением клапанов

Ход урока.
1. Работа двигателя зависит от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

Что такое фазы газораспределения?

Фаза газораспределения - это период от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов. Задача механизма газораспределения — обеспечить наивысшую эффективность наполнения и очистки цилиндра во время работы двигателя. От того, насколько грамотно подобраны фазы газораспределения, зависит экономичность двигателя, мощность и развиваемый момент тяги. В большинстве двигателей фазы меняться не могут, и работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.

Перед рассмотрением фаз газораспределения мы должны вспомнить геометрию, и то что круг имеет 360 градусов, пол круга 180 градусов и четверть круга 90 градусов, а два круга 720 градусов. Прирассмотрении рабочих циклов двигателей условно было принято, что открытие и закрытие клапанов происходит в момент нахождения поршня соответственно в ВМТ или в НМТ.

В действительности моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положением поршней в мертвых точках. 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.

Рассмотрим общую диаграмму фаз газораспределения четырехтактного двигателя. Впускной клапан открывается с опережением, 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 воздухом или горючей смесью улучшается. Закрывается впускной клапанс запаздыванием, т. е. поршень проходят НМТ, поднимаются вверх, совершая такт сжатия, а клапан в это время еще открыт, и горючая смесь или воздух по инерции заполняют цилиндр.
Выпускной клапан открывается до прихода поршня в НМТ, т. е. с опережением. Поршень движется вниз, а отработавшие газы уже начинают выходить из цилиндра, так как давление в нем больше атмосферного. Поэтому при движении поршня вверх, во время такта выпуска, меньше затрачивается работы на удаление отработавших газов из цилиндра двигателя. Закрытие выпускного клапанапроисходит с запаздыванием — после перехода 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, за которое коленчатый вал поворачивается на угол, равный сумме углов запаздывания и опережения, 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.

С увеличением частоты вращения коленчатого вала (быстроходные двигатели) фазы газораспределения расширяются, так как поршни перемещаются быстрее и остается меньше времени на наполнение цилиндров чистым воздухом или горючей смесью.
Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах многоцилиндрового двигателя называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструктивного исполнения коленчатого и распределительного валов. У четырехцилиндровых однорядных двигателей такты чередуются через 180° и порядок работы цилиндров может быть следующим (запишите) порядок работы рядного четырех цилиндрового двигателя 1-3-4-2 (ВАЗ) или 1 - 2 - 4 - 3 (ГАЗ).
В V-образных восьмицилиндровых четырехтактных двигателях шатунные шейки коленчатого вала располагаются под углом 90°, и при угле развала двигателя 90° одноименные такты будут перекрываться в левом ряду цилиндров по отношению к правому ряду на 90° или 1/4 оборота коленчатого вала. Эти двигатели имеют следующий порядок работы цилиндров: 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4, и 1—5—4—2—6—3— 7 —8.

Знание порядка работы цилиндров необходимо для правильного подсоединения проводов к свечам зажигания бензиновых двигателей или трубопроводов высокого давления дизельных двигателей, а также при регулировке тепловых зазоров клапанного механизма.

2. Верхнее положение вала в головке цилиндра является самым эффективным и распространенным. Закрытие и открытие клапанов выполняется от распределительного вала за счет рычагов (толкателей) привода. Данное расположение распределительного вала способствует упрощению конструкции двигателя, снижению инерционных сил, а также уменьшению его массы.

Двигатели автомобилей могут быть оборудованы ГРМ разных типов, что зависит от компоновки ДВС, и, главным образом, от взаимного расположения колен. вала, выпускных и впускных клапанов и распределительного вала. Количество распределительных валов зависит от типа ДВС.

При верхнем расположении распред. вал монтируется в головке цилиндров, где расположены клапаны. Закрытие и открытие клапанов непосредственно производится от распределительного вала через рычаги или толкатели привода клапанов. Привод распред. вала осуществляется от колен. вала с помощью зубчатого ремня или роликовой цепи.

Верхнее расположение распред. вала упрощает конструкцию ДВС, уменьшая общую массу и инерционные силы возвратно-поступательно перемещающихся составляющих механизма, обеспечивая бесшумность его работы и высокую надежность по большой частоте вращения колен. вала ДВС.

Ременной и цепной приводы распределительного вала также способствуют бесшумной работе ГРМ.

При нижнем местоположении распредвал монтируется в блок цилиндров возле коленчатого вала. Закрытие и открытие клапанов происходит от распределительного вала через коромысла и толкатели штанги. Привод распредвала осуществляется за счет шестерен коленчатого вала.

Рисунок 4 — Газораспределительные механизмы двигателей с верхним расположением распределительных валов автомобилей:

а — ВАЗ-2105, -2107; б — «Москвич-21412»; в — ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109; г — ГАЗ-3110 «Волга»;

При нижнем положении распределительного вала конструкция двигателя и ГРМ несколько усложняется. При этом инерционные силы возвратно-поступательно перемещающихся составляющих ГРМ возрастают. Число распред. валов в ГРМ и количество клапанов на один цилиндр зависит от варианта ДВС. Так, при большом количестве выпускных и впускных клапанов происходит лучшее заполнение цилиндров горючей смесью, а также их очистка от отработанных газов. Благодаря этому силовой агрегат может развивать большие мощностные показатели и показатель крутящего момента. При нечетном количестве клапанов на цилиндр количество впускных клапанов на один клапан больше по сравнению с выпускными.

Рисунок — Схема газораспределительного механизма с нижним расположением распред. вала

1 — седло; 2 — стержень клапана; 3 — направляющая втулка; 4 — стопорное кольцо; 5 — головка цилиндров; 6 — пружина; 7 — уплотнительный колпачок; 8 — тарелка; 9 — втулка; 10 — сухарики; 11 — коромысло; 12 — ось; 13 — контргайка; 14 — регулировочный винт; 15 — штанга; 16 — толкатель; 17 — кулачок

Главным составляющим в ГРМ являются не столько впускные и выпускные клапаны, сколько распределительный вал, заставляющий их поочередно работать, который, в свою очередь, полностью зависит от вращения коленчатого вала - иначе процесс получения энергии не выйдет.

12 3 4 Следующая ⇒

а — ВАЗ-2105, -2107; б — «Москвич-21412»; в — ВАЗ-2108 «Спут­ник», ВАЗ-2109; г — ГАЗ-3110 «Волга»;

а — ВАЗ-2105, -2107; б — «Москвич-21412»; в — ВАЗ-2108 «Спутник», ВАЗ-2109; г — ГАЗ-3110 «Волга»;