Механизм газораспределения сельскохозяйственных тракторов

Устройство и работа

В четырехтактных дизельных двигателях применяют клапанный механизм газораспределения, который предназначен для своевременной подачи в цилиндры воздуха и для выпуска из них отработавших газов. Для этого клапаны в определенные моменты открывают и закрывают впускные и выпускные каналы головки цилиндров, которые сообщают цилиндры двигателя с впускным и выпускным трубопроводами.

Механизм газораспределения (рис. 20) включает в себя клапаны 1 с пружинами 3, распределительный (кулачковый) вал 15, детали, передающие движение от вала клапану, и распределительные шестерни. В передаточные детали входят толкатели, штанги, коромысла и оси коромысел со стойками. Механизм газораспределения работает следующим образом. Вращение коленчатого вала передается через распределительные шестерни на распределительный вал. Кулачок 8 распределительного вала набегает на толкатель 7 и поднимает его вместе со штангой 6. Она, действуя через регулировочный винт 5, поднимает один конец коромысла, а другой опускает вместе с клапаном 1. Пружины 3 сжимаются. Когда кулачок распределительного вала сходит с толкателя, давление коромысла на клапан прекращается и он под действием пружин плотно закрывает гнездо.

Детали механизма газораспределения дизеля СМД-18Н

Рис. 20. Детали механизма газораспределения дизеля СМД-18Н:
а — схема работы; б — диаграмма фаз газораспределения; в — устройство; 1 — клапан; 2 — втулка; 3 — пружины; 4 — коромысло; 5 — регулировочный винт; 6 — штанга; 7 — толкатель; 8 — кулачок; 9 — ось коромысел; 10 — стойка оси; 11 — контргайка; 12 — сухарик; 13 — тарелка; 14 — стопорное кольцо; 15 — распределительный вал; 16 — кулачки выпускных клапанов; 17 — шейка; 18 — шестерня; 19 — подпятник

Впускной и выпускной клапаны по конструкции одинаковые, но отличаются размерами тарелок. Диаметр тарелки впускного клапана больше, чем диаметр тарелки выпускного. Для большей износостойкости клапаны изготавливают из легированной стали: впускной — из хромистой, а выпускной — из сильхромовой (жароупорной).

Края тарелок выполнены под углом наклона 45°. Их рабочие части (фаски) притирают к краям отверстия (седлам) в головке цилиндров. Ширина притертой полоски 1,5…2,5 мм. На нижней поверхности тарелки имеется прорезь, в которую устанавливают наконечник приспособления для притирки клапана. Переход от тарелки к стержню плавный.

В верхней части стержня клапана предусмотрена выточка для установки конических сухариков 12, с помощью которых клапан прочно держится в тарелке 13 пружин. Стержень клапана входит в чугунную направляющую втулку 2, запрессованную в отверстие головки цилиндров. На стержни устанавливают стопорное кольцо 14, предотвращающее выпадение клапана из втулки в цилиндр при обрыве стержня.

Коромысло клапана изготавливают из стали. Оно представляет собой двуплечий рычаг с отверстием в средней части. На одном плече имеется утолщение, называемое бойком. Его рабочая часть отполирована и закалена. На другом плече расположено отверстие с резьбой, в которое ввернут регулировочный винт со сферической выемкой для верхнего наконечника штанги. Регулировочный винт 5 необходим для регулировки теплового зазора между клапаном и коромыслом. Для предотвращения самопроизвольного отвертывания этого винта служит контргайка, находящаяся на его верхнем конце. В центральное отверстие коромысла запрессованы втулки, на которых оно свободно поворачивается на пустотелых стальных осях 9.

Через внутренние отверстия осей, соединенных втулкой, проходит масло для смазывания клапанов, кулачков распределительного вала и передаточных деталей. Напротив втулок и коромысел в осях расположены радиальные сверления. На их наружную поверхность надевают пружины, предотвращающие смещение коромысел вдоль оси. Оси коромысел закреплены в стойках 10, которые крепят к головке цилиндров шпильками и гайками.

Штанга представляет собой тонкий стальной пруток с закаленными концами.

Толкатель изготовлен из стали. Он имеет форму стакана. Оси толкателей смешены относительно кулачков и во время работы поворачиваются, что обеспечивает их равномерный износ.

Распределительный вал стальной. На нем находятся три опорные шейки и восемь кулачков. Два крайних и два средних кулачка 16 служат для открытия выпускных, а остальные – для открытия впускных клапанов. Определенное расположение кулачков соответствует порядку работы двигателя. Для удобства установки вала диаметры опорных шеек, начиная с передней, должны последовательно уменьшаться.

Фазами газораспределения называют продолжительность открытия клапанов. Их выражают в градусах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. На диаграмме (см. рис. 20, б) видно, что клапаны открываются с опережением, а закрываются с запаздыванием. Это необходимо для наиболее полной очистки цилиндров от отработавших газов и лучшего наполнения цилиндров чистым воздухом, что ведет к повышению мощности двигателя. Углы, показанные на диаграмме, зависят от взаимного расположения кулачков, их профиля и значения зазора между клапанами и коромыслами.

Распределительные шестерни (рис. 21) стальные, косозубые (за исключением шестерен 1 и 3, которые имеют прямые зубья). Они размещены в картере шестерен и предназначены для передачи вращения от коленчатого вала на распределительный вал и валы топливного, гидравлического и масляного насосов. Вращение от коленчатого вала на распределительный вал и вал топливного насоса передается через промежуточную шестерню 6, которая свободно вращается на оси, запрессованной в блок-картер. В центральное отверстие промежуточной шестерни запрессована бронзовая втулка.

Распределительные шестерни дизелей

Рис. 21. Распределительные шестерни дизелей: а…г – варианты; 1 и 3 – ведомая и ведущие шестерни привода масляного насоса; 2 — шестерня коленчатого вала; 4 – шестерня привода насоса гидросистемы; 5 — шестерня распределительного вала; 6 — промежуточная шестерня; 7 — шестерня топливного насоса; 8 – шестерня привода насоса гидроусилителя

От осевого перемещения промежуточная шестерня удерживается шайбой, закрепленной болтами к торцу оси. Вследствие того что у четырехтактных двигателей распределительный вал и вал топливного насоса должны вращаться в 2 раза медленнее коленчатого, их шестерни имеют в 2 раза больше зубьев, чем шестерни коленчатого вала.

Для согласования начала открытия и закрытия клапанов с определенным положением поршней в цилиндрах шестерня 5 зафиксирована на распределительном валу штифтом, запрессованным во фланец вала, и установлена с шестерней 2 коленчатого вала и шестерней 7 топливного насоса по меткам относительно положения шестерни промежуточного вала.