Устройство и назначение газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53
Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторных двигателей) или очищенного воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов. Для этого клапана в определенные моменты открывают и закрывают впускные и выпускные каналы головки цилиндров, которые сообщают цилиндры двигателя с впускным и выпускным трубопроводами. В двигателе ЗМЗ – 53 применяется газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала.
Механизм газораспределения состоит из впускных и выпускных клапанов с пружинами, передаточных деталей от распределительного вала к клапанам, распределительного вала и шестерни. Коленчатый вал с помощью распределительных шестерен 15 и 16 вращает распределительный вал 14, установленный в развале блока и являющийся общим для левого и правого рядов цилиндров. Каждый кулачок распределительного вала, набегая на толкатель 13, поднимает его вместе со штангой 12. Она поднимает один конец коромысла 7, а другой движется вниз и давит на клапан 3, опуская его и сжимая пружины 6 клапана. Когда кулачок распределительного вала сходит с толкателя, штанга и толкатель опускаются, а клапан под действием пружин, садясь в седло, плотно закрывает отверстие клапана.
Мощность двигателя во многом зависит от степени наполнения цилиндров свежей порцией горючей смеси и их очистки от отработавших газов. Для того чтобы в цилиндры двигателя поступило больше горючей смеси, впускные клапаны должны открываться еще до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (с опережением). Так как при большой частоте вращения коленчатого вала такт впуска часто повторяется, то во впускном трубопроводе создается разрежение. Воздух поступает в цилиндры двигателя, несмотря на то, что поршень идет некоторое время вверх. Воздух по инерции поступает в цилиндры через открытый клапан и после того, как поршень пройдет нижнюю мертвую точку. Впускной клапан закрывается с некоторым опозданием.
Фазами газораспределения называют периоды от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала. Они изображены в виде круговой диаграммы. Продление впуска воздуха от 180 о до 268 о у двигателя ЗМЗ – 53 было достигнуто путем опережения открытия и запаздывания закрытия впускного клапана.
Выпуск отработавших газов из цилиндра (открытие выпускного клапана) начинается за 50 о по углу поворота коленчатого вала до прихода поршня в нижнюю мертвую точку, а закрывается клапан уже после прохода поршнем верхней мертвой точки. Таким образом, выпускной клапан открыт на 252 о по углу поворота коленчатого вала.
В конце такта впуска и начале выпуска отработавших газов оба клапана на 46 о по углу поворота коленчатого вала открыты одновременно. Такое перекрытие клапанов позволяет продуть цилиндры свежим воздухом, что способствует их лучшей очистке от отработавших газов.
Моменты закрытия и открытия клапанов зависят от профиля кулачков распределительного вала, а также от величины зазора между клапанами и коромыслами.
Устройство и назначение газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53.
План работы.
2. Устройство и назначение газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53.
3. Техническое обслуживание газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53:
3.1. Неисправности, их признаки и причины.
3.2. Способы устранения неисправностей.
3.3. Техобслуживание, его виды и сроки. Работы, выполняемые при ТО.
4. Ремонт газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53.
4.1. Последовательность разборки механизма. Применяемые инструменты.
4.2. Дефектовка деталей.
4.3. Выбраковка деталей.
4.4. Восстановление деталей.
4.5. Последовательность сборки механизма.
4.6. Проверка и испытание работы механизма.
5. Техника безопасности при ремонте и техническом обслуживании.
6. Используемая литература.
Введение.
В настоящее время автомобильный транспорт стал одним из основных средств перевозки грузов и пассажиров. Он применяется во всех отраслях народного хозяйства – в промышленности, торговле, сельском хозяйстве. Такое распространение автомобиль получил благодаря своей маневренности, высокой проходимости, способности работать в различных условиях.
Одной из основных задач автотранспортных предприятий на сегодняшний день являются повышение долговечности и экономичности автомобиля, а также снижение его отрицательного влияния на экологию. Правильная эксплуатация в сочетании с проведением своевременного и качественного технического обслуживания (комплекса операций по поддержанию работоспособности или исправности автомобиля при использовании по назначению, стоянке, хранении или транспортировании) и ремонта (операций по восстановлению исправности или работоспособности и восстановлению ресурса автомобиля или его узлов, агрегатов) существенно повышают эти показатели.
В процессе эксплуатации автомобиля его функциональные свойства постепенно ухудшаются в результате изнашивания, коррозии, повреждения деталей, усталости материала и т.д. В автомобиле возникают неисправности (дефекты), снижающие эффективность его использования. Для предупреждения появления и своевременного устранения неисправностей автомобиль подвергают диагностированию, техническому обслуживанию и ремонту.
Двигатель ЗМЗ-53 выпускается Заволжским моторным заводом и устанавливается на грузовые автомобили ГАЗ-53 (на сегодняшний день снят с производства) и ГАЗ-3307 (3308).Возможна также его установка на пассажирский автобус ПАЗ-3205. Конструкция и высокие эксплуатационные качества этого двигателя способствовали его широкому применению в автомобильном транспорте.
Двигатель – одна из основных частей автомобиля. Работа его систем и механизмов в значительной степени влияет на эффективность работы автомобиля в целом. В частности, неудовлетворительная работа газораспределительного механизма может вызвать повышенный расход топлива, повышенное содержание продуктов сгорания топлива в выхлопных газах и т.д. Об устройстве, назначении и методах поддержания работоспособности (техническом обслуживании и ремонте) газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ-53 и пойдет речь ниже.
Устройство и назначение газораспределительного механизма двигателя ЗМЗ – 53.
Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторных двигателей) или очищенного воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов. Для этого клапана в определенные моменты открывают и закрывают впускные и выпускные каналы головки цилиндров, которые сообщают цилиндры двигателя с впускным и выпускным трубопроводами. В двигателе ЗМЗ – 53 применяется газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала.
Механизм газораспределения состоит из впускных и выпускных клапанов с пружинами, передаточных деталей от распределительного вала к клапанам, распределительного вала и шестерни. Коленчатый вал с помощью распределительных шестерен 15 и 16 вращает распределительный вал 14, установленный в развале блока и являющийся общим для левого и правого рядов цилиндров. Каждый кулачок распределительного вала, набегая на толкатель 13, поднимает его вместе со штангой 12. Она поднимает один конец коромысла 7, а другой движется вниз и давит на клапан 3, опуская его и сжимая пружины 6 клапана. Когда кулачок распределительного вала сходит с толкателя, штанга и толкатель опускаются, а клапан под действием пружин, садясь в седло, плотно закрывает отверстие клапана.
Мощность двигателя во многом зависит от степени наполнения цилиндров свежей порцией горючей смеси и их очистки от отработавших газов. Для того чтобы в цилиндры двигателя поступило больше горючей смеси, впускные клапаны должны открываться еще до прихода поршня в верхнюю мертвую точку (с опережением). Так как при большой частоте вращения коленчатого вала такт впуска часто повторяется, то во впускном трубопроводе создается разрежение. Воздух поступает в цилиндры двигателя, несмотря на то, что поршень идет некоторое время вверх. Воздух по инерции поступает в цилиндры через открытый клапан и после того, как поршень пройдет нижнюю мертвую точку. Впускной клапан закрывается с некоторым опозданием.
Фазами газораспределения называют периоды от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала. Они изображены в виде круговой диаграммы. Продление впуска воздуха от 180 о до 268 о у двигателя ЗМЗ – 53 было достигнуто путем опережения открытия и запаздывания закрытия впускного клапана.
Выпуск отработавших газов из цилиндра (открытие выпускного клапана) начинается за 50 о по углу поворота коленчатого вала до прихода поршня в нижнюю мертвую точку, а закрывается клапан уже после прохода поршнем верхней мертвой точки. Таким образом, выпускной клапан открыт на 252 о по углу поворота коленчатого вала.
В конце такта впуска и начале выпуска отработавших газов оба клапана на 46 о по углу поворота коленчатого вала открыты одновременно. Такое перекрытие клапанов позволяет продуть цилиндры свежим воздухом, что способствует их лучшей очистке от отработавших газов.
Моменты закрытия и открытия клапанов зависят от профиля кулачков распределительного вала, а также от величины зазора между клапанами и коромыслами.
Распределительный вал.
Распределительный вал изготавливается из стали или специального чугуна и подвергается термической обработке. Профиль его кулачков как впускных, так и выпускных у двигателя ЗМЗ — 53 делают одинаковым.
Одноименные (впускные и выпускные) кулачки располагаются в четырехцилиндровом двигателе под углом в 90 о , в шестицилиндровом — под углом в 60 о , а в восьмицилиндровом (ЗМЗ – 53) — под углом в 45 о . При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы. Начиная с передней опорной метки, диаметр шеек уменьшается, что облегчает установку распределительного вала в картере двигателя. Число опорных шеек обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом. На переднем конце распределительного вала расположен эксцентрик, воздействующий на штангу привода топливного насоса, а на его заднем конце находится шестерня, которая приводит во вращение привод прерывателя-распределителя зажигания и масляного насоса. Между зубчатым колесом распределительного вала и его передней опорной шейкой установлены распорное кольцо и упорный фланец, крепящийся болтами к блоку и удерживающий вал от продольного перемещения. Так как толщина распорного кольца больше толщины упорного фланца, обеспечивается осевой зазор («разбег») распределительного вала, который должен быть в пределах 0,08-0,21 мм.
Устройство газораспределительного механизма двигателя змз 53
Запчасти для грузовых автомобилей
Полный модельный ряд: ГАЗ-3307, 53, ГАЗ-3309, ГАЗ-66, 3308, 33081, 33086, ГАЗ-33104
ГРМ двигателя ГАЗ-53
ГРМ двигателя ГАЗ-53 состоит из распредвала, клапанов, коромысел, толкателей.
Распредвал ГАЗ-53 стальной, кованый. Кроме кулачков, имеет пять опорных шеек и шестерню привода распределителя зажигания и масляного насоса.
Подшипники распределительного вала ГАЗ-53 — свертные втулки, которые изготавливают из стальной ленты, залитой баббитовым сплавом или сплавом алюминия с оловом.
Профили впускного и выпускного кулачков неодинаковы. Кулачки по ширине шлифуют на конус. Наклон образующей конуса и сферическая поверхность толкателя сообщают ему при работе вращательное движение, снижая изнашивание торца, его цилиндрической части и направляющей толкателя в блоке цилиндров.
Кулачки, опорные шейки и шестерня привода распределителя зажигания и масляного насоса подвергнуты поверхностной закалке.
Распредвал ГАЗ-53 приводится во вращение от коленчатого вала парой шестерен. Осевое перемещение распределительного вала ограничивается стальным упорным фланцем 7.
На передней шейке распредвала ГАЗ-53 устанавливаются: распорная втулка, упорный фланец 7, шестерня привода распределительного вала 9, балансир эксцентрика 6, эксцентрик привода бензонасоса 5. Все детали на передней шейке закреплены специальным болтом с шайбой.
Рис.1. Механизм привода клапанов ГАЗ-53
1—отверстие для выхода масла; 2— толкатели; 3,7 — соответственно нижний и верхний наконечники штанги; 4 — штанга; 5— клапан; 6 — направляющая втулка клапана; 8—коромысло; 9 — контргайка; 10 — регулировочный винт; 11 — ось коромысел; 12 — сухарь; 13 — тарелка; 14 — пружина; 15 — опорная шайба
Распределительные шестерни коленчатого вала изготовлены из серого чугуна. Шестерня распределительного вала — текстолитовая с чугунной ступицей. Обе шестерни имеют отверстия для съемника.
Толкатели клапанов ГАЗ-53 (рис.1) плунжерного типа, изготовлены из стали 35. Рабочий торец толкателя, соприкасающийся с кулачком, наплавлен отбеленным чугуном специального состава.
Внутри имеет сферическое углубление для нижнего наконечника штанги. На цилиндрической поверхности толкателя клапана ГАЗ-53 у нижнего торца имеются два отверстия 1 для слива излишков масла из внутренней полости. Все поверхности проходят термическую обработку.
Штанги толкателей изготовлены из дюралюминиевого прутка и имеют напрессованные на концах стальные термически обработанные наконечники.
Нижний наконечник 3, опирающийся на толкатель, имеет сферу радиусом 8,73 мм, верхний 7 входит в углубление регулировочного винта радиусом 3,5 мм.
Коромысла клапанов ГАЗ-53 стальные, литые из стали 45Л. В отверстие ступицы коромысла запрессована втулка из бронзовой ленты.
На внутренней поверхности втулки имеется канавка для равномерного распределения смазочного масла и подачи его к сверлению в коротком плече коромысла. Оно имеет резьбовое отверстие, в которое ввертывается регулировочный винт 10.
Длинное плечо коромысла имеет термически обработанную цилиндрическую поверхность, которой коромысло нажимает на торец стержня клапана. Коромысла впускных и выпускных клапанов взаимозаменяемы.
В головке регулировочного винта 10 имеется сферическое углубление для верхнего наконечника штанги радиусом 3,5 мм. На верхнем конце винта — прорезь для отвертки. Головка винта термически обработана.
Регулировочный винт имеет осевое сверление, пересекающееся с поперечным, и кольцевую канавку на стержне для подвода масла к верхнему наконечнику штанги. Стопорится регулировочный винт контргайкой 9.
Ось коромысел клапанов ГАЗ-53 изготавливается из стали 45. Для уменьшения ее изнашивания в зонах, где работают коромысла, имеются закаленные участки поверхности.
В этих же зонах в оси имеются отверстия для подвода смазки из внутренней полости оси к подшипникам коромысел. Поскольку ось коромысел используется как канал для подачи смазки к коромыслам, ее торцовые отверстия заглушены. Стойки отливают из ковкого чугуна.
Ось коромысел ГАЗ-53 крепится стойками к головке цилиндров. Стойки оси коромысел фиксируют положение коромысел на оси. Коромысла торцами ступицы прижимаются к стойкам распорными цилиндрическими пружинами. Крайние коромысла прижимаются к стойкам плоскими пружинами, которые закрепляют на оси шплинтами и шайбами.
Рис.2. Выпускной клапан ГАЗ-53
1 — полость клапана; 2 — стержень клапана; 3 — наплавленная рабочая фаска; 4 — заглушка
Впускной клапан ГАЗ-53 изготавливают из стали 4Х9С2, выпускной—из стали ЭИ-992. Выпускной клапан (рис.2) выполнен пустотелым. Полость клапана заполнена металлическим натрием для улучшения охлаждения головки клапана.
Рабочая фаска выпускного клапана ГАЗ-53 для повышения жаростойкости наплавлена сплавом ХН-60ВУ. На стержнях клапанов выполнены канавки для сухарей, соединяющих клапан с тарелкой пружины.
На направляющих втулках впускных клапанов установлены маслоотражающие колпачки в виде самоподжимных сальников для уменьшения количества масла в этом соединении. Это резко уменьшает расход масла на угар.
Обслуживание и ремонт механизма газораспределения ГРМ ГАЗ-53
Предусматривают периодическую проверку и при необходимости регулировку зазоров клапанов ГАЗ-53, очистку клапанов от нагара и их притирку к седлам.
Регулировку клапанов ГАЗ-53 проводят на холодном двигателе, когда толкатель полностью опущен. Уменьшение зазоров против указанных в Руководстве по эксплуатации размеров вызывает более раннее открытие и закрытие и, как следствие, перегрев и прогорание клапанов.
При уменьшенных зазорах клапанов ухудшаются работа двигателя и его пусковые качества. Небольшое постукивание клапанов не считается дефектом, поэтому не следует устранять его уменьшением зазоров.
Все опорные шейки распредвала ГАЗ-53 изнашиваются довольно равномерно. Увеличение зазоров в подшипниках распределительного вала (более 0,15 мм) повышает шумность работы газо-распределительного механизма.
Ремонт подшипников заключается в шлифовании опорных шеек до ближайшего размера, обеспечивающего круглость опорных шеек, и з замене втулок распредвала. При небольших изнашиваниях и задирах кулачки зачищают сначала крупнозернистой, а затем заполировывают мелкозернистой шлифовальной шкуркой.
Как при зачистке, так и при полировке бумага должна охватывать примерно половину профиля кулачка и иметь небольшое натяжение. Это способствует наименьшему искажению профиля кулачка. Кулачки на распределительном валу изнашиваются довольно равномерно.
При изнашиваниях, уменьшающих подъем толкателя более чем на 0,5 мм, восстанавливают профили кулачков, так как при нарушении правильности профиля кулачка снижается наполнение цилиндров, а следовательно, и эффективность работы двигателя.
Кроме того, работа газораспределительного механизма (ГРМ) ГАЗ-53 с кулачками неправильного профиля приводит к поломкам клапанных пружин, разбиванию седел клапанов, шумной работе и т. д.
Для восстановления профиля кулачка вал шлифуют на специальном станке, снабженном копиром соответствующего профиля. При шлифовании уменьшается как высота кулачка, гак и его цилиндрическая часть.
При размере цилиндрической части впускного кулачка меньше 28,2 мм и выпускного кулачка меньше 28,1 мм распредвал ГАЗ-53 выбраковывают. Выбраковке подлежит вал с выработкой на поверхности зубьев шестерни привода распределителя и масляного насоса.
Снятые с двигателя клапаны ГАЗ-53 могут иметь следующие дефекты: погнутость стержня, выработку, риски и раковины на рабочей фаске головки и износ стержня. Погнутость стержня проверяют на призмах с помощью индикатора. Если биение стержня превышает 0,015 мм, то клапан выправляют на правочной плите медным молотком.
После правки стержня рабочую фаску клапана обязательно прошлифовывают независимо от ее состояния. Если после правки биение стержня превышает 0,015 мм, клапан выбраковывают.
Подлежат выбраковке клапаны с износом стержня, глубокими рисками и раковинами на поверхности фаски. Ширина цилиндрической части головки клапана после шлифования его рабочей фаски должна быть не менее 0,5 мм.
Перед притиркой клапана ГАЗ-53 убеждаются в отсутствии коробления его тарелки, прогорания фаски и т. д. При наличии этих дефектов одной притиркой восстановить рабочие поверхности невозможно, поэтому такой клапан заменяют новым или ремонтируют.
Порядок притирки клапана ГАЗ-53:
— наносят на притираемую поверхность седла тонкий слой смеси, состоящей из одной части микропорошка М20 и двух частей индустриального масла (веретенное), смесь перед нанесением тщательно перемешивают;
— надевают на стержень клапана ГАЗ-53 вспомогательную пружину и вставляют клапан в направляющую втулку. Пружину подбирают с внутренним диаметром около 10 мм для впускных клапанов и 13 мм для выпускных. Усилие пружины должно быть небольшим. Она должна только немного приподнимать клапан над седлом, а при легком нажиме клапан должен садиться в седло;
— прижав резиновый присос к верхней плоскости тарелки клапана, закрепляют его на клапане. Для лучшего сцепления присоса с клапаном их поверхности должны быть сухими и совершенно чистыми; притиркой добиваются на рабочих поверхностях седла и клапана равномерной матовой фаски по всей окружности.
После шлифования и притирки клапанов все газовые каналы, а также места, куда могла попасть абразивная пыль, тщательно очищают и продувают сжатым воздухом.
