Как фиксируются распределительные валы от осевых перемещений

Автомобили

Фиксация вала от осевого смещения осуществляется в коренных опорах; смещения допускают в пределах всего 0,2 мм. Как правило, для фиксации используют только одну из коренных опор, с тем чтобы при тепловом расширении сохранялась возможность перемещения как самого вала, так и элементов остова двигателя. Такими являются либо крайние опоры (задняя — в дви-
гателях ЯМЗ-236, СМД-62, А-41Т, Д-240, ВАЗ; у носка вала —во •всех двигателях ЗМЗ и ЗИЛ-130), либо средняя опора (двигатели Д-260Т, Д-144). При косозубом шестеренчатом или цепном приводе кулачкового вала газораспределения для фиксации вала рекомендуется использовать переднюю коренную опору.
На рис. 2.31 показана типичная фиксация вала для двигателей ЗМЗ и других, когда используют переднюю коренную опору.’ Осевое перемещение вала воспринимается здесь двумя упорными шайбами 5 и Ц изготовленными из листовой стали с нанесенным’ на одну их сторону антифрикционным слоем. Передняя шайба 6 подшипниковой стороной обращёна к упорной стальной шайбе 7, посаженной на шпонке 8 и зажатой между распределительной шестернёй 9 и торцом первой коренной шейки вала. Стальная полированная шайба, опираясь на подшипниковый слой шайбы 6, ограничивает перемещение вала назад. Задняя шайба 5 подшипниковой стороной обращена в технологическому отшлифованному •буртику передней щеки и ограничивает перемещение вала вперед. От проворачивания шайбу 6 удерживают двумя штифтами 4, запрессованными в стенку блока и крышку переднего коренного "подшипника, а шайба 5 — выступом (зубом), который входит в паз, сделанный на крышке 10 коренного подшипника. Величину-осевого перемещения выдерживают в пределах 0,075—0,175 мм за счет подбора толщины передней шайбы 6.
При фиксации коленчатого вала с использованием средней или задней коренной опоры применяют не шайбы, а полукольца 15, которые устанавливают на штифтах (рис. 2.32, г).
Уплотнение вала автомобильных и тракторных двигателей на выходе из ‘картера должно быть особенно надежно, иначе возможна как утечка масла из -поддона, так ,и проникновение -пыли в картер-ную полость двигателя. Утечка масла повышает его расход, но опасно и проникновение пыли, вызывающей абразивный износ трущихся деталей кривошипно-шатунного механизма.
‘Коленчатый вал уплотняют с помощью различных сальников, а также масло- и пылеотражающих устройств. Уплотнение носка вала двигателя ЗМЗ-66 I(«рис. 2.31, а) состоит из самоподжимного резинового сальника 13, который вмонтирован .в штампованный ободок, выполненный за одно целое с деталью, образующей маслоот-водный кольцевой желобок, и вместе с ним запрессован в гнездо крышки 3 распределительных шестерен. Чтобы уменьшить приток масла к сальнику /3, «роме приданного ему маслоотводного желобка на крышку 3 напрессовывают еще одну штампованную деталь, образующую второй маслоотводной кольцевой желобок 12, а на вал устанавливают штампованную маслоотражающую шайбу 11, вращающуюся .вместе с последним. Маслоотражатель, состоящий из фасонной шайбы 11 и желобка 12, обеспечивает первичную стадию отвода масла от носка вала. С внешней стороны отверстие в крышке 3, через которое проходит носок вала, защищено штампованным пылеотражателем 14, напрееованным на ступицу 1 и вращающимся вместе со шкивом 16 привода вентилятора. Пылеотра-
13 от излишнего притока к нему масла применяют во многих конструкциях (двигатели Д-240, ЗИЛ-130, ЯМЗ-238Н и др.).
Для уплотнения заднего конца коленчатого вала — хвостовика применяют сальники 3 из прографиченного асбестового шнура (рис. 2.32, а), (который укладывают в канавки, .прорезанные в блоке цилиндров и в крышке коренного подшипника или в специальном отдельном сальникодержателе, которым снабжают двигатель. Поскольку разъем картера в (рассматриваемом двигателе расположен ниже оси коленчатого вала, то сальникодержатель 4 имеет еще дополнительные боковые .резиновые уплотнения 5, предотвращающие утечку масла через его вертикальный стык.
Надежное уплотнение заднего конца .вала обеспечивают также совместным действием маслоотражательного буртика 9 с масло-сгонной нарезкой 10, которую успешно применяют как самостоятельное устройство или в сочетании с прографиченными сальниками. Маслосгонная нарезка представляет собой спиральную канавку, содержащую всего два-три полных витка, обеспечивающих отвод масла в сторону картера (например, .по каналу 2). На коленчатых валах автомобильных и тракторных двигателей такую нарезку делают правой (если смотреть со стороны носка вала) . Наиболее распространены уплотнения, состоящие из резинового самоподжимного сальника, маслоотражателя и маслоотводной канавки, как, например, в двигателях КамАЗ-740, СМД-62, Д-144 и др. Во всех случаях масло полностью возвращают в поддон картера двигателя.
Схемы компоновок коленчатого вала выбирают так чтобы вне зависимости от тактности двигателя, числа и расположения цилиндров обеспечивалось равномерное чередование рабочих ходов. Так, в однорядных двигателях колена вала, равноотстоящие от его. середины (от оси симметрии), располагают с этой целью в одной плоскости, т. е. придают им зеркальное расположение.
Чередование рабочих ходов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Для принятого взаиморасположения шатунных шеек вала или угла сдвига его колен существуют несколько порядков работы, но используют тот из них, который обеспечивает более равномерное распределение нагрузки по -длине вала. Последовательно работающие цилиндры двигателя должны отстоять друг от друга как можро дальше. Типичные схемы компоновок коленчатых валов четырехтактных двигателей и предпочтительный для них порядок работы приведены в табл. 2.1.
В четырехцилиндровых двигателях рабочие ходы чередуются через интервалы, равные 720э/4= 180°. В -рядных двигателях этому 1 условию удовлетворяет коленчатый вал, колена которого попарно расположены в одной плоскости — два крайних повернуты на 180° J относительно двух* средних, поэтому при вращении вала поршни крайних (первого и четвертого) и средних (второго и третьего) цилиндров имеют встречное движение, облегчая уравновешивание двигателя. Последовательность чередования тактов в цилиндрах такого двигателя приведена в табл. 2.2.
В шестицилиндровых двигателях чередование рабочих ходов составляет 720°/6= 120° угла поворота коленчатого вала, а угол смещения колен у вала равен 120° как для однорядного, так и для двухрядного расположения цилиндров. При однорядном расположении цилиндров первые три колена вала смещаются относительно друг друга на 120°, а последующие три имеют зеркальное с ними расположение. Следовательно, одинаковое направление имеют: шестое с первым, пятое со вторым и четвертое с третьим коленами. Возможные комбинации из трех этих пар колен обеспечивают два
Таблица различных варианта их расположения, причем каждый из них обеспечивает четыре порядка работы цилиндров с равномерным чередованием рабочих ходов. Однако для практического использования принимают наивыгоднейший, представленный в табл. 2.3.
В практике применяют также V-образные шестицилиндровые двигатели с расположением кривошипов под (углом 120°, а осей цилиндров под 90° (см. схему 6—V, табл. 2.1). Такие двигатели компактнее соответствующих рядных, но рабочие ходы в них чередуются через 90 >и 150°, т. е. неравномерно. Поэтому предпочтительны с этой точки зрения двигатели V-6, б которых смещение кривошипов и расположение осей цилиндров составляют 60°.
Для восьмицилиндровых двигателей равномерное чередование рабочих ходов соответствует 720°/8=90° угла поворота вала. В од-. норядных двигателях такого чередования рабочих ходов достигают путем смещения одной группы из 4 кривошипов относительно другой на угол 90°. Коленчатый вал имеет при этом форму, соответствующую двум коленчатым валам четырехцилиндровых двигателей, состыкованным между собой так, что кривошипы их имеют зеркальное расположение, показанное на схеме 8 — Р (см. табл. 2.1).
Современные автомобильные восьмицилиндровые двигатели строят двухрядными с расположением (Цилиндров под углом 90° и снабжают коленчатым валом с крестообразным несимметричным расположением кривошипов. При такой компоновке наряду с равномерным чередованием рабочих ходов легко достигается хорошее уравновешивание двигателя с помощью -противовесов.
В двенадцатицилиндровых V-образных двигателях применяют коленчатые валы, аналогичные с рядными шестицилиндровыми (см. схему 12—V, табл. 2.1), но каждый кривошип их несет, по два шатуна. Чтобы обеспечить равномерное, т. е. через каждые 60° угла поворота вала, чередование рабочих ходов, оси цилиндров в таком двигателе располагают под углом 60°.
Гасители крутильных колебаний (демпферы) служат для уменьшения возникающих при работе двигателя упругих угловых колебаний. Сущность таких колебаний можно понять на примере упругого стержня неподвижно закрепленного с одной стороны и несущего массу на другой. Если далее свободный .конец стержня закрутить на некоторый угол и отпустить, то под действием своей упругости и: инерционности закрепленной на нем массы он будет совершать уг-

Читайте также:  Можно ли в армии сдать на права

ловые колебания с определенной частотой (периодом). Стоит только к такой колеблющейся системе приложить .внешнюю силу, периодически действующую с той же-частотой, как возникает явление резонанса (ритмичное раскачивание), вызывающее непрерывное увеличение амплитуды углового колебания стержня и в конечном итоге разрушение его.
Аналогично этому раскачивается и коленчатый вал, к кривошипам которого прикладывают внешние силы, действующие периодически с частотой, зависящей от частоты вращения вала, тактности двигателя и числа цилиндров. При совпадении периода действия на вал какой-либо гармонической составляющей этих сил с периодом собственных его колебаний наступает резонанс. Частоту вращения вала, при которой возникают резонансные колебания, называют критической, т. е. опасной для прочности системы.
Если при расчете .вала на крутильные колебания резонанс гармоники какого-либо порядка, наступающий в рабочей зоне частоты вращения вала, окажется опасным для прочности вала, то изменяют динамическую систему вала путем изменения его жесткости. Если конструктивно это невыполнимо, то ставят гаситель колебаний, настроенный на гашение колебаний данной формы, определяющейся их частотой.
Принцип действия гасителей крутильных колебаний основан,на частичном поглощении энергии (возникающего крутильного колебания коленчатого вала), затрачиваемой на работу трения в гасителе. Гасители устанавливают на носке вала или в непосредственной его близости, где угловые колебания имеют максимальную величину.
В автомобильных и тракторных двигателях применяют гасители внутреннего или молекулярного трения и жидкостного трения.
Наиболее простыми являются гасители молекулярного трения, известные под названием резиновых демпферов, основанные на том, что резина обладает большим внутренним трением и допускает значительные деформации. Свободная инерционная масса У, форму которой определяют по конструктивным соображениям, при-вулканнзирована в них слоем резины* 2 к штампованному фланцу Зу который жестко крепят к ступице шкива привода вентилятора (рис. 2.33, а). Крутильные колебания коленчатого вала вызывают колебательные движения массы 1 относительно носка вала: при нарастании угловой скорости вала инерционная масса 1 отстает", а с замедлением — она опережает движение вала. Вслед-
жидкостного трения (силиконовый) (

Читайте также:  Лада ларгус фото салона и багажника

Главными задачами системы изменения фаз газораспределения являются:

– улучшение качества работы двигателя на холостом ходу;

– снижение расхода топлива;

– оптимизация крутящего момента в области средних и высоких частот вращения коленчатого вала;

– увеличение внутренней рециркуляции отработавших газов с сопутствующим ей снижением температуры газов при сгорании и уменьшением выброса оксидов азота;

– увеличение мощности в области высоких частот вращения коленчатого вала.

19. Что дает опережение открытия выпускного клапана?

Выпускной кулачок должен открывать клапан достаточно рано, чтобы цилиндр успел очиститься от продуктов сгорания. При позднем открытии оставшиеся в цилиндре несгоревшие газы будут смешиваться с поступающей свежей смесью; раннее открытие может существенно снизить мощность рабочего хода, так как давление, толкающее поршень вниз, будет сбрасываться через выпускной канал. Тоже и при закрытии: если закрыть клапан слишком рано, то отработанные газы не успеют выйти, а если слишком поздно, то входящая порция смеси будет вытолкнута в выхлоп вместе со сгоревшими газами. Такое может происходить потому, что в момент прохода поршня через ВМТ при переходе от такта выпуска к такту впуска впускной и выпускной клапаны открыты одновременно. Это называется «перекрытием клапанов». Этот «перелив» из впускного канала в выпускной может дать двигателю несколько преимуществ. Во-первых, выхлопные газы, выходящие из цилиндра могут быть использованы для создания вакуума — нечто подобное происходит при выдергивании пробки из бутылки. Это будет помогать опускающемуся поршню втягивать в цилиндр свежую смесь. Во-вторых, выхлопную систему можно настроить так, что свежая смесь, переливающаяся в выпускной канал, будут втягиваться обратно в камеру сгорания перед самым закрытием выпускного клапана. Решающим обстоятельством является здесь не продолжительность перекрытия (выражаемая в градусах поворота коленчатого вала), а то, насколько высоко поднимаются клапаны в верхней мертвой точке. При стандартном распредвале высота подъема обоих клапанов в верхней мертвой точке может доходить до 0,76 мм, в то время, как для гоночных автомобилей эта величина достигает 5 мм. В целом, чем больше подъем клапанов при перекрытии, тем при больших оборотах двигатель достигает максимальной мощности, и тем хуже распределение мощности. Здесь уже возникает проблема зазора между клапанами и поршнем. При чрезмерно больших кулачках, дающих высокий подъем клапанов в фазе перекрытия, приходится делать в поршнях специальные углубления — «карманы», чтобы исключить столкновение поршня с клапанами к верхней мертвой точке.

В чем назначение перекрытие фаз?

Когда впускной клапан открывается раньше, а выпускной клапан закрывается поздно, имеется период времени, когда оба клапана открыты. Этот период перекрытия клапанов имеет место, когда поршень находится около ВМТ. Открывание обоихкла-панов одновременно может не показаться хорошей идеей, однако, такая технология сжимает движущуюся массу потока выхлопных газов как своеобразный "пылесос", чтобы вытянуть оставшиеся газы. Фактически, этот эффект пылесоса такой сильный, что он также помогает начать впуск потока. Этот более ранний впускной поток, вызванный энергией выхлопных газов, называется продувкой, и он улучшает наполнение цилиндра и увеличивает мощность, особенно на высоких оборотах. Тогда как чрезмерное перекрытие клапанов уменьшает крутящий момент на низких оборотах, потери уменьшаются, когда продолжительность перекрытия настраивается в соответствии с применением – примерно от 400 для обычного распредвала и примерно до 850 для специального профиля.Распределительные валы с короткой продолжительностью тактов, разработанные для работы при низких оборотах двигателя, почти всегда имеют короткие периоды перекрытия клапанов. Эти распределительные валы обеспечивают хорошие значения мощности двигателя на низких оборотах, так как фазы работы клапанов не слишком удалены от фаз ВМТ/НМТ.

Какие силы действуют вдоль оси распределительного вала?

Преимущества и недостатки косозубых шестерен в приводе распределительного вала

-практически неограниченная передаваемая мощность

Читайте также:  Хранение летней резины зимой в гараже

-малые габариты и вес

-стабильное передаточное отношение

Высокий КПД, который составляет в среднем 0,97 – 0,98

шум в работе на высоких скоростях (может быть снижен при применении зубьев соответствующей геометрической формы и улучшении качества обработки профилей зубьев)

Преимущественное распространение получили передачи с зубьями эвольвентного профиля, которые изготавливаются массовым методом обкатки на зубофрезерных или зубодолбежных станках. Достоинство эвольвентного зацепления состоит в том, что оно мало чувствительно к колебанию межцентрового расстояния

При высоких угловых скоростях вращения рекомендуется применять косозубые шестерни, в которых зубья входят о зацепление плавно, что и обеспечивает относительно бесшумную работу.

Недостатком косозубых шестерен является наличие осевых усилий, которые дополнительно нагружают подшипники. Этот недостаток можно устранить, применив сдвоенные шестерни с равнонаправленными спиралями зубьев или шевронные шестерни.

Шевронные шестерни, ввиду высокой стоимости и трудности изготовления применяются сравнительно редко – лишь для уникальных передач большой мощности.

При малых угловых скоростях вращения применяются конические прямозубые шестерни, при больших – шестерни с круговым зубом, которые в настоящее время заменили конические косозубые шестерни, применяемые ранее.

Конические гипоидные шестерни тоже имеют круговой зуб, однако оси колес в них смещены, что создает особенно плавную и бесшумную работу. Передаточное отнесение в зубчатых парах колеблется в широких пределах, однако обычно оно равно 3 – 5

Преимущества и недостатки цепной и ременной передач в приводе распределительного вала

Преимуществами являются возможность осуществлять передачу на значительные расстояния, эластичность привода, смягчающая колебания и нагрузки и предохраняющая от значительных перегрузок (за счет проскальзывания), плавность хода и бесшумность работы.

К недостаткам относятся меньшая компактность, непостоянство передаточного отношения (из-за скольжения ремня на шкивах), большое давление на валы и подшипники, немного меньший коэффициент полезного действия.

Способы осевой фиксации распределительного вала

Фиксация вала в осевом направлении осуществляется специальными торцевыми ограничителями. У большинства двигателей осевые перемещения ограничиваются упорным фланцем, укрепленным болтами к блок-картеру. Распорное кольцо 6, зажатое между ступицей шестерни и передней опорной шейкой, толще

упорного фланца, что обеспечивает необходимый осевой зазор между торцом шейки и ступицей шестерни.

С какой целью на деталях привода распределительного вала ставят метки?

метка на шкиве коленчатого вала совмещена с меткой на крышке масляного насоса). При этом метка 8 должна совпадать с меткой на задней крышке зубчатого ремня, а метка на маховике должна находиться против среднего деления шкалы на картере сцепления.

Если метки не совпадают, то ослабляют ремень натяжным роликом, снимают со шкива распределительного вала, корректируют положение шкива, снова надевают ремень на шкив и слегка натягивают натяжным роликом. Опять проверяют совпадение установочных меток, провернув коленчатый вал на два оборота по часовой стрелке.

Назначение теплового зазора в приводе клапана, почему его необходимо регулировать в процессе эксплуатации двигателя?

Каково основное назначение пружины клапана?

Последнее изменение этой страницы: 2016-09-19; Нарушение авторского права страницы

В процессе вращения распределительного вала возникают осевые усилия, которые передаются на упорные фланцы либо винты. Распределительный вал двигателя (ЗМЗ-53, ЯМЗ, ЗИЛ-130, А-01, Д-240, СМД-60) фиксируется от осевых перемещений посредством упорных фланцев. В дизельном двигателе Д-240 [рис. 1, а)] упорная шайба (1) зажата между опорной шейкой вала и ступицей приводной шестерни (11). Осевое перемещение шайбы (4), а следовательно, и распределительного вала, ограничивается торцом втулки (10) с одной стороны, и упорным фланцем (6), который прикреплён к стенке блок-картера (посредством винтов (5)), с другой стороны.

Как фиксируются распределительные валы от осевых перемещений

Рис. 1. Способы фиксации осевого перемещения распределительного вала.

а) – Фиксация распределительного вала дизельного двигателя Д-240 посредством упорного фланца;

б) – Фиксация распределительного вала дизельного двигателя СМД-14 посредством упорного винта;

1) – Упорная шайба;

3) – Замковая шайба;

6) – Упорный фланец;

8) – Распределительный вал;

11) – Шестерня распределительного вала;

15) – Регулировочный винт.

В дизельном двигателе СМД-14 осевое перемещение распределительного вала ограничивается упорным винтом (15) [рис. 1, б)], который завёрнут в резьбовое отверстие передней крышки (12) распределительных шестерён. Вал при этом упирается фланцем в бурт втулки (10) с одной стороны, тогда как с другой стороны его перемещение ограничивает винт (15), который упирается в подпятник (13).

Осевые усилия в разъёмных подшипниках могут восприниматься специальными буртиками, которые выполнены на распределительном валу и упираются в торцы упорного подшипника (М-2140, ВАЗ).

Добавить комментарий

три × три =