Строительные машины и оборудование, справочник





Газораспределительный механизм

Категория:
   Эксплуатация и ремонт погрузочночных машин


Газораспределительный механизм

Распределительные валы газораспределительных механизмов в ремонт могут поступать со следующими дефектами: износ шеек под подшипники, прогиб, износ шестерни привода масляного на­соса и кулачков. Однако эти износы незначительны и необходи­мость восстановления валов нередко возникает только при втором или третьем ремонте двигателя.

Износ опорных шеек устраняют шлифованием на круглошли- фовальном или токарном станке под ремонтный размер втулок. Если изношен термообработанный слой металла, то шейки распре­делительного вала восстанавливают вибронаплавкой. После этого вал обрабатывают с последующим шлифованием.

Перед шлифованием шеек проверяют биение вала по индика­тору. В нормальном состоянии биение вала не должно превышать 0,05—0,6 мм. В противном случае вал имеет прогиб и подлежит правке на прессе. После шлифования шеек вала опорные втулки следует заменить. Вместо старых втулок запрессовывают новые с точно обработанными отверстиями под шейки.



Изношенные шестерни привода масляного насоса заменяют, а поверхности кулачков шлифуют под ремонтный размер на спе­циальных станках по копиру. Отдельные риски и царапины на ра­бочей поверхности кулачка устраняют мелкой шлифовальной шкуркой. После изменения размера кулачка необходимо довести зазор между толкателем и кулачком до номинальной величины.

У клапанов при работе изнашивается рабочая поверхность (фаски), деформируются головки, повреждаются стержни (по­гнутость, износ торца и поверхности).

Рис. 114. Станок для клапанов притирки

Незначительный износ рабочей поверхности клапана устраняют притиркой к седлу. Притирку производят с помощью пасты ГОИ на станках для притирки клапанов (рис. 114). Головку цилиндров устанавливают на угольники, которые с помощью штока мо­гут перемещаться вверх и вниз от маховика. Для каждого кла­пана имеется переходни­ков, приводимых во вращение от механизма шпинделей, размещенного в корпусе. Вращение клапанов происходит от электродвигателя через ре­дуктор. Кнопки управления станком находятся на стани­не. Подъем и опускание переходников выполняют махо­виком. После установки го­ловки цилиндров на угольники под тарелки клапанов подкладывают слабые пружины и рас­ставляют шпиндели таким обра­зом, чтобы их оси совпадали с осями клапанов. В поднятом положе­нии шпинделей вставляют хвостовики переходников в квадратные отверстия муфт шпинделей, а противоположные концы — в прорези тарелок клапанов. Затем головку цилиндров поднимают вверх так, чтобы клапаны находились на расстоянии 8—10 мм от своих гнезд. На фаски гнезд наносят пасту ГОИ, включают станок и производят притирку.

Периодически в процессе притирки останавливают станок, под­нимают корпус шпинделей и проверяют состояние притираемых поверхностей. При нормальной притирке на поверхностях кла­пана и гнезд должна быть ровная матовая полоска длиной 1,5— 3 мм без разрывов и заметного углубления. Качество притирки проверяют после сборки головки. В собранном состоянии головку цилиндров ставят на ребро впускными клапанами вверх и в каж­дый канал заливают керосин. Качественно притертый клапан не должен пропускать керосин в течение 5 мин.

Герметичность притирки клапанов может быть проверена под давлением воздуха, создаваемого под специальным стаканом, плотно прижатым к поверхности головки цилиндров. Давление 0,06—0,07 МПа под стаканом создают резиновой грушей. Если в течение 30 с давление не падает, то герметичность хорошая.

Толкатели ремонтируют при изнашивании стержня и опорной поверхности тарелки. Стержень шлифуют под меньший ремонт­ный размер, а при наличии глубоких рисок и царапин восстанав­ливают вибронаплавкой или хромированием.

Вибронаплавку поверхности стержня толкателя осуществляют проволокой марки ОВС или 65Г диаметром 1,6 мм при толщине слоя 0,7 мм. Наплавленный стержень подвергают предваритель­ному и окончательному шлифованию. Твердость поверхностного слоя составляет HRC 35—58.

После ремонта стержня толкателя его направляющие разверты­вают под увеличенный размер стержня или для запрессовки вту­лок. Втулки выполняют из серого чугуна и запрессовывают в пред­варительно развернутые отверстия с натягом 0,02—0,03 мм. Вну­тренние отверстия втулок обрабатывают с учетом уменьшения диаметра в. результате шлифования стержня.

Погнутые штанги толкателя правят в холодном состоянии и проверяют на биение. Биение штанги не должно превышать 0,1 мм. Головку и торец штанги восстанавливают наплавкой и подвергают механической обработке.

Изношенные наконечники заменяют новыми путем напрессовки.

—-

Распределительные валы двигателей штампуют из сталей 40, 45 или отливают из специального чугуна. Основные дефекты этих валов — прогиб, износ опорных шеек, шеек под распределительную шестерню и шпоночного паза, износ кулачков. При наличии трещин, скручивания и аварийного прогиба валы выбраковывают.

Прогиб средней шейки относительно крайних свыше допустимого (0,02—0,03 мм) устраняют холодной правкой на прессе. Допустимое биение шейки под распределительную шестерню 0,03 мм. Изношенные опорные шейки при конусности и овальности более 0,01 мм шлифуют на ближайший категорийный ремонтный размер, а затем полируют. При установке распределительного вала с опорными шейками ремонтного размера в блок запрессовывают втулки, которые растачивают на соответствующий ремонтный размер. Изношенную шейку под распределительную шестерню восстанавливают вибродуговой наплавкой, осталиванием или хромированием с последующей шлифовкой на номинальный размер. Изношенный шпоночный паз фрезеруют на ремонтный размер или наплавляют изношенную сторону паза электродом УОНИИ 13/45 и обрабатывают на номинальный размер.

Изношенность профиля кулачка определяют шаблоном. Если высота .кулачка Н находится в пределах допустимого, изношенные кулачки шлифуют на копировально-шлифовальном станке до восстановления профиля кулачка.

Методом шлифования кулачки восстанавливают один раз. Вышедшие за пределы допустимого по размеру Н кулачки наплавляют твердосплавным электродом, для чего вал помещают в ванну с водой так, чтобы половина диаметра его находилась в воде. После наплавки вал проверяют на прогиб, при необходимости правят, а затем шлифуют. Наплавленный слой характеризуется высокой твердостью и в термической обработке не нуждается.

Выпускные клапаны изготовляют из легированных жароупорных сталей, а впускные — из легированных сталей. Наиболее распространенные дефекты клапанов — износ, образование раковины, прогар рабочей фаски тарелки клапана, прогиб, износ стержня и торца клапана. Клапаны с прогаром рабочих фасок, трещинами и сколами, а также при высоте цилиндрического пояска тарелки менее 0,5 мм после шлифования фаски выбраковывают.

Допускаемое биение стержня клапана на 100 мм длины 0,15 мм, а биение рабочей фаски 0,03 мм. Стержни клапана на прямолинейность проверяют индикатором на специальном приспособлении. Погнутые стержни правят на ручном прессе. Изношенные стрежни восстанавливают под уменьшенный категорийный ремонтный размер шлифовкой или хромированием, осталиванием с последующей механической обработкой на номинальный размер. При шлифовании стержня на ремонтный размер соответственно углубляют кольцевую выточку для крепления сухариков клапанной пружины. Овальность и конусность стержня после шлифовки должны быть не более 0,02 мм. Изношенный торец стержня шлифуют до выведения следов износа для того, чтобы длина клапана была в пределах допустимого.

Клапаны с незначительным износом рабочей фаски притирают к седлу. При значительных износах, невыводимых притиркой, или при наличии глубоких раковин и рисок клапаны шлифуют на специальных станках, принимая за базу уже восстановленную цилиндрическую поверхность стержня, а затем притирают. После притирания проверяют биение рабочей фаски тарелки относительно стержня, которое не должно превышать 0,03 мм. На специализированных ремонтных предприятиях изношенные тарелки клапанов восстанавливают плазменной наплавкой хромоникелевыми сплавами или электроконтактным напеканием высоколегированных порошков.

У толкателей поршневого типа (двигатели 3M3-53 и ЗИЛ-130) изнашиваются поверхности стержня и опорной поверхности. Стержни шлифуют на ремонтный размер, а при наличии глубоких рисок и царапин при повторном ремонте восстанавливают вибродуговой наплавкой или напеканием металлического порошка с последующей механической обработкой до номинального размера. При износе рабочей поверхности до 0,3 мм толкатели шлифуют. При больших износах их восстанавливают наплавкой твердосплавными электродами, а затем шлифуют.

У толкателей качающегося типа (двигатели ЯМЗ) пяту с изношенной сферической поверхностью заменяют новой, втулки с изношенными отверстиями под ось толкателя и изношенные отверстия под втулки оси развертывают на ремонтный размер. При ослаблении посадки оси ролика в ушках толкателя, заедании и люфте ролика на оси негодные детали заменяют. Изношенные отверстия в ушках толкателя под ось ролика развертывают на ремонтный размер, а при повторном ремонте отверстиям придают номинальный размер наплавкой с последующей механической обработкой.

—-

На всех современных автомобильных двигателях, в том числе 3M3-53, ЗИЛ-130 и ГАЗ-24, применяют газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов.

В этот механизм входят:
– распределительный вал и его привод (шестерни или звездочки и цепь);
– передаточные детали-толкатели с направляющими втулками, штанги и коромысла;
– клапаны, их направляющие втулки и пружины, опорные шайбы пружин с деталями их крепления.

Рис. 6. Схема газораспределительного механизма с верхним расположением клапанов:
1 — кулачок; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — коромысло; 5 — пружина; 6 — клапан.

Рис. 7. Детали распределительных валов:
а — двигателя ЗИЛ-130; б — двигателя 3M3-53; 1 — эксцентрик привода топливного насоса; 2 — кулачки; 3— опорные шейки; 4—валик привода датчика ограничителя частоты вращения; 5— шестерня привода распределительного вала; 6 — втулка (подшипник) распределительного вала; 7 —шестерня привода масляного насоса и распределителя; 8 — болт; 9 — шайба; 10 — эксцентрик; 11 — противовес; 12 — шпонка.

При вращении распределительного вала (рис. 7) кулачок набегает на толкатель, который, поднимаясь, перемещает вверх штангу. Штанга поднимает одно плечо коромысла, при этом другое его плечо нажимает клапан и открывает его. После того как кулачок прекратит воздействовать на толкатель, пружина закроет клапан и возвратит детали его привода в первоначальное положение.

Распределительный вал отливают из чугуна или штампуют из стали. Он имеет опорные шейки, кулачки, шестерню привода масляного насоса и распределителя системы зажигания, эксцентрик привода топливного насоса. У двигателя 3M3-53 этот эксцентрик и противовес установлены на шпонке на переднем конце распределительного вала.

Шейки вала, кулачки и эксцентрики термически обрабатывают и шлифуют. Для удобства установки у шеек вала различный диаметр, убывающий от переднего к заднему концу вала. На каждый цилиндр вал имеет по впускному и выпускному кулачку. Одноименные кулачки разных цилиндров у рядных четырехцилиндровых двигателей расположены под углом 90°, у V-образных восьмицилиндровых — под углом 45°.

Распределительный вал вращается во втулках, внутренняя поверхность которых залита баббитом. У V-образных двигателей вал расположен между правым и левым рядами цилиндров. У двигателя ГАЗ-24 справа.

За время рабочего цикла четырехтактного двигателя, т. е. за два оборота коленчатого вала, распределительный вал должен открыть по одному разу все клапаны двигателя, совершив для этого один оборот. Чтобы обеспечить это, число зубьев шестерни или звездочки распределительного вала должно быть вдвое больше числа зубьев шестерни коленчатого.

Вал приводится во вращение у двигателей 3M3-53, ЗИЛ-130 и ГАЗ-24 двумя шестернями с косыми зубьями (рис. 8), одну из которых крепят на коленчатом, а другую — на распределительном валу. Шестерни коленчатого вала стальные, а шестерни распределительного вала двигателей 3M3-53 и ГАЗ-24 текстолитовые с чугунной ступицей. У Двигателей ЗИЛ-130 шестерня распределительного вала изготовлена из чугуна.

При установке шестерен необходимо совмещать метки на их зубьях. От осевого смещения распределительный вал удерживает фланец, который крепят двумя болтами к передней стенке блока цилиндров.

Рис. 8. Привод распределительного вала:
1 — шестерня коленчатого вала; 2 — шестерня распределительного вала; 3 — установочные метки.

Тблкатели стальные или чугунные, термически обработанные. Толкатели двигателей 3M3-53, ЗИЛ-130 и ГАЗ-24 выполнены в виде цилиндрического стаканчика, в который сверху вставляют штангу.

Штанги изготовляют из стальных или дюралюминиевых трубок, в которые запрессовывают с двух сторон стальные наконечники. Своими сферическими поверхностями наконечники упираются внизу в толкатель, а вверху в выемку плеча коромысла. При увеличении частоты вращения коленчатого вала сверх 5000 мин-* штанги начинают вибрировать, что ухудшает работу двигателя. В связи с этим на двигателях АЗЛК-412 и ВАЗ, частота вращения коленчатых валов которых более 5000 мин-1, распределительный вал расположен вверху, и кулачки его воздействуют непосредственно на коромысла.

В отверстия коромысел запрессованы бронзовые втулки. Коромысла устанавливают на пустотелую ось, закрепленную в стойках на головке цилиндров.

Цилиндрические пружины, установленные на оси между коромыслами, ограничивают их продольное перемещение. В одно плечо коромысла ввернут винт с контргайкой.

Клапан, состоящий из головки и стержня, закрывает впускной или выпускной канал головки цилиндров. Диаметр головки впускного клапана больше диаметра головки выпускного, что улучшает наполнение цилиндра свежей горючей смесью. У двигателя ГАЗ-24 для этой цели впускные клапаны имеют тюльпанообразную головку. Фаска головки клапана, скошенная под углом 45 или 30°, плотно прилегает к фаске седла.

Седла клапанов изготовляют в виде колец из жаропрочной стали и запрессовывают в головку блока цилиндров.

Впускной клапан изготавливают из хромистой стали, а выпускной — из жаропрочной (сильхромовой) стали. Для увеличения срока службы впускных клапанов некоторых двигателей, в том числе ЗИЛ-130, делают жаропрочную наплавку посадочной фаски. Чтобы лучше отводить теплоту, стержни выпускных клапанов двигателей 3M3-53 и ЗИЛ-130 изготовлены пустотелыми и наполнены натрием.

Клапаны меньше изнашиваются, если они во время работы поворачиваются вокруг собственной оси. В двигателях 3M3-53 и ГАЗ-24 вращение клапанов достигается установкой между упорной шайбой и сухарями закаленной конической втулки, наружный конус которой не полностью совпадает с внутренним конусом упорной шайбы, а выпускные клапаны двигателя ЗИЛ-130 имеют даже механизм принудительного вращения, помещенный между нижней упорной шайбой пружины клапана и поверхностью головки цилиндров.

Направляющие втулки стержней клапанов делают чугунными или металлокерамическими и запрессовывают в головку цилиндров. Стопорное кольцо или буртик на верхнем конце втулок препятствует их смещению в осевом направлении.

Пружина, изготовленная из специальной стальной проволоки, обеспечивает плотную посадку клапана в седло. Пружина упирается одним концом в шайбу на головке цилиндров, а другим концом в упорную шайбу, которую удерживают два конических сухаря, входящие в выточку на стержне клапана. На стержни впускных клапанов устанавливают резиновые колпачки, уменьшающие возможность попадания масла в цилиндры.

Фазы газораспределения. Чтобы получить максимальную мощность двигателя, необходимо обеспечивать хорошее наполнение цилиндров свежей горючей смесью и очистку их от отработавших газов. Этого достигают, открывая и закрывая клапаны с некоторым опережением или запаздыванием относительно мертвых точек. Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в углах поворота коленчатого вала, называют фазами газораспределения.

В карбюраторных двигателях впускной клапан начинает открываться, когда кривошип не дошел 10…25° до ВМТ (в конце такта выпуска), а закрывается после того, как кривошип вала прошел НМТ на 50…75 (в начале такта сжатия).

Продолжительность открытия впускного клапана составляет 240…280° угла поворота коленчатого вала.

Выпускной клапан открывается в конце рабочего хода с опережением 50…70° до НМТ, а закрывается в начале такта впуска с запаздыванием 20…50° после ВМТ. Продолжительность открытия выпускного клапана равна 250…280°.

Моменты, когда оба клапана одновременно открыты, называют перекрытием клапанов. В это время происходит продувка цилиндров от отработавших газов свежей горючей смесью.

Работа многоцилиндровых двигателей. Для обеспечения равномерности работы многоцилиндрового двигателя надо, чтобы рабочие ходы происходили в разных цилиндрах через одинаковые углы поворота коленчатого вала.

Порядок работы двигателя — это последовательность совершения одноименных тактов в его цилиндрах. Порядок работы зависит от расположения шатунных шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала.

Цилиндры двигателей нумеруют со стороны переднего конца коленчатого вала. Так же нумеруют цилиндры V-образных двигателей, но сначала — ряд, расположенный справа по ходу автомобиля.

У четырехцилиндровых двигателей шатунные шейки расположен попарно 1-я с 4-й и 2-я с 3-й под углом 180°, и поэтому возможны два порядка работы:
1—3—4—2 (АЗЛК-412);
1—2—4—3 (ГАЗ-24).

Рис. 9. Схема и порядок работы четырехтактных двигателей:
а — рядного четырехцилиндрового; б — восьмицилиндрового V-образного.

У восьмицилиндровых V-образных двигателей шатунные шейки расположены под углом 90° относительно друг друга. Принятый порядок работы 1—5—4—2—6—3—7—8.

Основные неисправности газораспределительного механизма: неплотное прилегание клапанов к седлам, неполное открытие клапанов.

Читать далее:

Категория: - Эксплуатация и ремонт погрузочночных машин

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины