Механизм газораспределения двигателя ЗИЛ-131

У этого двигателя верхнеклапанный механизм газораспределения с расположением распределительного вала в блоке цилиндров. Вращение на вал передается от коленчатого вала одной парой косозубых шестерен. При сборке шестерни устанавливаются на валы так, чтобы метки были на одной прямой, соединяющие центры этих шестерен. Распределительные шестерни закрыты чугунной крышкой, прикрепленной к передней части блока.

Распределительный вал пятиопорный, установлен на втулках с анти­фрикционным сплавом. В передней части вал имеет эксцентрик для привода топливного насоса, а в задней части — шестерню привода масляного насоса и распределителя зажигания. В отверстии переднего торца вала устанавливается привод центробежного датчика регулятора частоты вращения коленчатого вала. Осевое перемещение вала ограничивается упорным фланцем, закрепленным на переднем торце блока двумя болтами.

Рис. 17. Механизм вращения выпускного клапана двигателя автомобиля ЗИЛ-131: 1-полый стержень 2-металлический натрий; 3-заглушка; 4-механизм вращения; 5-замочное кольцо; 6-упорная шайба; 7-дисковая пружина; 8-шарики; 9-корпус механизма вращения; 10-возвратные пружины

Толкатели цилиндрические со сферической опорной поверхностью. Клапаны перемещаются в чугунных направляющих втулках. Выпускные клапаны имеют внутреннюю полость, заполненную металлическим натрием 2 (рис. 17). Во время работы двигателя натрий плавится и, перемещаясь внутри полости при движении клапана, интенсивно переносит теплоту от головки к стержню, откуда она передается втулке клапана. Углы рабочих фасок клапанов различные: у впускного клапана 30°, у выпускного- 45°. Для повышения срока службы выпускные клапаны имеют механизм принуди­тельного проворачивания.

Механизм состоит из неподвижного корпуса 9, пяти шариков 8 с возвратными пружинами 10, дисковой пружины 7 и упорной шайбы 6, При закрытом клапане усилие клапанной пружины через упорную шайбу 6 пе­редается на наружную кромку дисковой пружины 7, опирающейся внутренней кромкой в заплечики корпуса 9. При открытии клапана усилие клапанной пружины увеличивается, дисковая пружина 7, опираясь на шарики, распрямляется, шарики перекатываются по наклонным поверхностям углублений в корпусе и за счет сил трения поворачивают дисковую пружину 7, упорную шайбу 6,а с ними клапанную пружину и сам клапан. При закрытии клапана усилие клапанной пружины уменьшается, и шарики под действием пружин 10 возвращаются в исходное положение.

Диаграмма фаз газораспределения этого двигателя приведена на рис. 16. (в предыдущей статье).

Тепловые зазоры между коромыслами и торцами впускных и выпускных клапанов одинаковы и составляют 0,25. 0,30 мм.

Устройство грм двигателя зил 131

Механизм газораспределения этого двигателя также с верхним расположением клапанов. По устройству он аналогичен описанному выше механизму двигателя ЗМЗ -66, но имеет некоторые особенности. Ведомая шестерня чугунная, установлена на шпонке и закреплена гайкой. Распределительный вал в передней части имеет эксцентрик для привода топливного насоса. Эксцентрик выполнен заодно с валом. Штанги толкателей изготовлены из стали. Клапаны расположены в головке блока цилиндров, изготовлены из жаростойкой стали. Перемещаются клапаны в чугунных направляющих втулках. Наружный диаметр тарелки впускного клапана равен 50 мм, выпускного— 41 мм, а угол рабочей фаски впускного клапана — 30°, выпускного— 45°. Выпускные клапаны для повышения срока их службы принудительно проворачиваются специальным механизмом.

Механизм вращения состоит из неподвижного корпуса, пяти шариков и их возвратных пружин (перемешающихся в наклонных углублениях корпуса), дисковой пружины и упорной шайбы, на которую действует клапанная пружина.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 1. Механизм вращения выпускного клапана:
1 — полый стержень; 2 — металлический натрий; 3 — заглушка; 4— механизм вращения; 5 — замочное кольцо; 6 — упорная шайба; 7— дисковая пружина; 8 — шарики; 9 —корпус механизма вращения; 10 — возвратные пружины

При закрытом клапане усилие клапанной пружины через упорную шайбу передается на наружную кромку дисковой пружины, опирающейся внутренней кромкой в заплечик корпуса. Во время открытия клапана усилие клапанной пружины увеличивается; под действием возросшего усилия дисковая пружина, отираясь на шарики, распрямляется, шарики перекатываются по наклонным поверхностям углублений и за счет сил трения поворачивают дисковую пружину и упорную шайбу, а с ними клапанную пружину и сам клапан. При закрытии клапана усилие клапанной пружины уменьшается и шарики под действием пружин возвращаются в исходное положение. Крышка распределительных шестерен изготовлена из чугуна.

Устройство грм двигателя зил 131

ЗАПЧАСТИ И СБОРОЧНЫЕ ДЕТАЛИ

СПЕЦТЕХНИКА НА БАЗЕ УРАЛ, МАЗ, КАМАЗ ____________________

Запасные части для грузовых автомобилей Урал, Краз, МАЗ, Камаз. Детали двигателей ЯМЗ-236, ЯМЗ-238

ГРМ и клапаны ЗИЛ-131

Распредвал ЗИЛ-131 — стальной, с закаленными кулачками и шестерней привода датчика-распределителя приводится во вращение зубчатой парой. Распределительный вал лежит на пяти опорах, снабженных втулками.

Для правильной взаимной установки зубчатых колес ГРМ необходимо поставить шестерню коленчатого вала и колесо распределительного вала так, чтобы метки находились на одной прямой, соединяющей центры этих зубчатых колес.

Клапаны ЗИЛ-131 расположены в головке блока цилиндров в один ряд, наклонно к оси цилиндров, приводятся в движение от распределительного вала при помощи штанг, толкателей и коромысел.

Клапаны изготовлены из жаростойкой стали; угол рабочей фаски седла впускного клапана 30°, выпускного 45ч, стержень выпускного клапана имеет полость, заполненную натрием, а тарелка — жаростойкую наплавку на посадочной фаске.

Выпускные клапаны для повышения срока их службы принудительно проворачиваются во время работы двигателя специальным механизмом. Механизм вращения выпускного клапана показан на рис. 16.

Рис. 16. Механизм вращения выпускного клапана

При появлении стуков в клапанном механизме необходимо проверить и, если требуется, отрегулировать зазоры между клапанами и коромыслами, которые должны быть равны 0,25—0,3 мм (для впускных и выпускных клапанов).

Регулировку зазоров в клапанов ЗИЛ-131 осуществляют на холодном двигателе регулировочным винтом с контргайкой, установленным в коротком плече коромысла.

Для регулировки зазора в клапанном механизме надо установить поршень первого цилиндра в верхнюю мертвую точку такта сжатия. При этом отверстие на шкиве коленвала должно быть расположено под меткой «ВМТ» на указателе установки момента зажигания, находящемся на датчике ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала.

В этом положении регулируют зазоры следующих клапанов: впускного и выпускного первого цилиндра; выпускного второго, четвертого и пятого цилиндров; впускного третьего, седьмого и восьмого цилиндров. Зазоры у остальных клапанов регулируют после поворота коленчатого вала на 360° (полный оборот).

Длительная работа двигателя ЗИЛ-131 с неправильными зазорами может привести к преждевременному износу деталей клапанного механизма — обгоранию клапанов, изнашиванию коромысел, опорных поверхностей толкателей и кулачков распределительного вала.

При любой разборке двигателя, имеющего пробег более 70 тыс. км, необходимо проверять состояние пружин и шариков механизма вращения выпускного клапана. При обнаружении на витках пружины следов изнашивания необходимо пружину повернуть выработанным участком вниз.

При сборке механизма вращения клапана следует обратить внимание на правильность установки шариков и пружин. При правильной сборке пружины должны быть расположены сзади шариков относительно выбранного направления вращения.

Коромысла клапанов представляют собой двуплечие рычаги. Конец длинного плеча опирается на торец стержня клапана. Короткое плечо имеет резьбовое отверстие для регулировочного винта. Конец винта входит в наконечник штанги.

Толкатели клапанов ЗИЛ-131 — стальные, пустотелые. Для повышения надежности пары кулачок — толкатель на торец толкателя наплавлен специальный чугун. В нижней части толкателя предусмотрены отверстия для слива масла, попадающего в толкатель. Штанги — стальные, с
закаленными сферическими концами.

Впускной трубопровод — из алюминиевого сплава, общий для обоих рядов цилиндров, расположен между головками блока и имеет водяную рубашку для подогрева смеси.

Затягивать гайки крепления впускного трубопровода к головке блока цилиндров надо равномерно, придерживаясь последовательности затяжки крест-накрест от середины к краям трубопровода, чтобы не происходило выдавливания резиновой прокладки из стыка впускная труба — головка и
попадания охлаждающей жидкости в масло. Момент затяжки гаек должен быть в пределах 20—25 Нм (2—2,5 кгс-м).

Выпускные газопроводы — составные, из ковкого чугуна, по одному с каждой стороны блока.

При сборке составного газопровода на двс ЗИЛ-131 необходимо соблюдать следующие условия:

— стык прокладки должен быть расположен под стяжным болтом хомута;

— ось болта, стягивающего хомут на коротком плече газопровода, должна быть перпендикулярна фланцам крепления газопровода к головке болта цилиндров;

— ось болта, стягивающего хомут на длинном плече газопровода, должна быть параллельна фланцам крепления газопровода к головке блока цилиндров.

Болт устанавливают головкой вверх; момент затяжки болтов равен 14—17 Нм (1,4—1,7 кг/см).

Затяжку гаек крепления составного выпускного газопровода к головке блока цилиндров надо проводить в такой последовательности: на среднем фланце сначала затянуть нижнюю гайку, затем верхнюю, момент затяжки составляет 40—45 Нм (4—4,5 кг/см); на крайнем фланце затянуть все гайки, момент затяжки 30—-35 Н-м (3— 3,5 кг/см).

Механизм газораспределения V-образного двигателя

Газораспределительный механизм предназначен для своев­ременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторные двигатели) или очищенного воздуха (дизели) и выпуска отра­ботавших газов.

HaV-образных восьмицилиндровых двигателях применён газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов (рис.4.1). Нижний распределительный вал таких дви­гателей, установленный в развале блока, является общим для клапанов правого и левого ряда цилиндров.

Открытие клапанов 9 (впускного и выпускного), перемеща­ющихся в направляющих втулках 10, происходит под действи­ем усилия, передаваемого от кулачков 6 и 7 через толкатели 19 штанги 18 и коромысла 14, установленные на осях 13. Закры­тие клапанов осуществляется под действием пружин 12, ниж­ние концы которых упираются в шайбы 11. При наличии у вы­пускных клапанов механизма вращения их пружины опирают­ся на опорные шайбы 17 этих механизмов. Верхними концами пружины обоих клапанов упираются в тарелки 20. За два обо­рота коленчатого вала впускные и выпускные клапаны каждо­го цилиндра открываются один раз, а распределительный вал за этот период делает один оборот, то есть передаточное число зубчатого зацепления шестерен коленчатого и распределитель­ного валов равно 2.

Распределительный вал изготавливают из стали или специ­ального чугуна и подвергают термической обработке. Про­филь его кулачков как впускных 6 (рис. 4.1), так и выпускных у большинства двигателей делают одинаковым. При шлифо­вании кулачкам придают небольшую конусность. Взаимодей­ствие сферической поверхности торца толкателей 19 с кони­ческой поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы. Число опорных шеек распределительного вала обычно равно числу коренных подшипников коленча­того вала. Втулки опорных шеек 8 изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом

Рис. 4.1.Механизм газораспределения V-образного двигателя

На переднем, конце распределительного вала двигателя рас­положен эксцентрик 5, воздействующий на штангу 26 привода топливного насоса, а на его заднем конце находится шестерня 28, которая приводит во вращение зубчатое колесо валика 27, расположенного в корпусе 29 привода распределителя зажига­ния и масляного насоса.

Между зубчатым колесом 1 распределительного вала и его передней опорной шейкой установлены распорное кольцо 3 и упорный фланец 2, крепящийся болтами к блоку и удерживаю­щий вал от продольного перемещения. Так как толщина рас­порного кольца 3 больше толщины упорного фланца 2, обеспе­чивается осевой зазор распределительного вала, который дол­жен быть в пределах 0,08-0,21 мм. В отверстии переднего торца распределительного вала двигателя ЗИЛ-131 расположен узел привода центробежного датчика регулятора частоты вращения коленчатого вала, состоящий из валика 22, пружины 21 и шай­бы 24, закрепленных кольцом 23.

Привод распределительного вала. Распределительный вал приводится в движение при помощи зубчатой, клиноременной или цепной передачи (рис. 4.2). На двигателях грузовых авто­мобилей в основном применяются зубчатые передачи. Ведущая шестерня 1 такой передачи (рис. 4.2,а) установлена на переднем конце коленчатого вала, а ведомое колесо 3 — на переднем кон­це распределительного вала и закреплено гайкой 25 (рис. 4.1). Зубчатые колеса привода должны входить в зацепление меж­ду собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов, что обеспечивает правильность за­данных фаз газораспределения и порядка работы двигателя. Поэтому при сборке двигателя зубчатые колеса вводятся в за­цепление по меткам 2 (рис.4.2,а и 4.3) на их зубьях (на впадине между зубьями колеса и на зубе шестерни). Чтобы уменьшить уровень шума зубчатых колес, их изготавливают с косыми зу­бьями и из различных материалов. На коленчатом валу уста­навливают стальную шестерню, а на распределительном — чу­гунную (ЗИЛ-131) или тексталитовую (ЗМЗ-66).

Рис. 4.2. Типы привода распределительного вала:

Толкатели предназначены для передачи усилия от распреде­лительного вала через штанги к коромыслам. Изготавливают их из стали или чугуна. В двигателях ЗИЛ-131 и КАМАЗ-740 при­менены цилиндрические толкатели 7 (рис. 4.4,6), установленные в специальных отверстиях — направляющих. У дизеля КАМАЗ-740 направляющие съемные. Внутренняя полость толкателя име­ет сферическую поверхность 10 под штангу и отверстие 9 для слива масла. Для повышения работоспособности торцовую поверх­ность 8 стальных толкателей в месте соприкосновения с кулач­ком наплавляют специальным износостойким чугуном.

Штанги. Для передачи усилия от толкателей к коромыслам служат штанги. Изготавливают их из стального прутка с закален­ными концами (двигатель ЗИЛ-131) или из дюралюминиевого стер­жня (ЗМЗ-66) со стальными сферическими наконечниками.

Рис. 4.3.Метки на шестернях распределительного вала

В дизеле КАМАЗ-740 штанги 4 (рис. 4.4. б) делают из сталь­ной трубки. На концах штанг напрессовывают стальные сфе­рические наконечники 11, которыми они с одной стороны упи­раются в сферические поверхности регулировочных винтов 5 (рис. 4.4, а), ввёрнутых в коромысло 6, а с другой — в толкате­ли.

Коромысла. Для передачи усилия от штанги к клапану слу­жит коромысло, представляющее собой неравноплечий рычаг, изготовленный из стали или чугуна. Плечо «а» коромысла при­мерно в 1,5 раза больше плеча «в». Наличие длинного плеча коромысла не только уменьшает ход толкателя и штанги, но и снижает силы инерции, возникающие при их движении, что способствует повышению долговечности деталей привода кла­панов.

Коромысла карбюраторных двигателей расположены на общей полой оси 13 (рис. 4.1), в конце которой запрессованы заглушки, что позволяет подводить масло к бронзовым втул­кам коромысел и к сферическим наконечникам регулировоч­ных болтов 15. Оси 13 в сборе с коромыслами устанавливают на каждой головке цилиндра с помощью стоек 16.

На дизеле КАМАЗ-740 коромысла впускного и выпускного кла­панов установлены консольно на осях,

выполненных заодно со стойкой коромысел; стойка установлена на двух штифтах и закреплена на

головке двумя шпильками. Осевое перемещение коро­мысел ограничено пружинным фиксатором. К

каждому коромыс­лу через отверстия в стойке коромысел подводится смазка

Рис. 4.4. Детали привода клапанов дизеля: а-ЯМЗ — 238; б — КАМАЗ-740

Клапаны. Открытие и закрытие впускных и выпускных кана­лов, соединяющих цилиндры с газопроводами системы пита­ния, происходит при помощи клапанов. Клапан (рис. 4.5,а) со­стоит из плоской головки 16 и стержня 1, соединенных между собой плавным переходом. Для лучшего наполнения цилинд­ров горючей смесью диаметр головки впускного клапана дела­ют больше, чем диаметр выпускного.

Так как клапаны работают в условиях высоких температур, их изготавливают из высококачественных сталей, впускные клапаны делают из хромистой стали, выпускные — из жаростой­кой, так как последние соприкасаются с горячими отработав­шими газами и нагреваются до температуры 600-800°С. Высо­кая температура нагрева клапанов вызывает необходимость

установки в головке цилиндров специальных вставок 15 из жа­ропрочного чугуна, которые называются сёдлами.

Рис. 4.5. Выпускной клапан двигателя ЗИЛ — 131 с механизмомвращения:

а-выпускной клапан, установленный на головке цилиндров; б,в-соответственно начальное и конечное рабочие положения механизма вращения клапана

Читайте также:  Схема управления бесколлекторного мотора

Для плотного прилегания головок клапанов к сёдлам их ра­бочие поверхности делают коническими в виде тщательно об­работанных фасок под углами 45 или 30°.

Стержни 1 клапанов имеют цилиндрическую форму. Они пе­ремещаются в чугунных или металлокерамических втулках 2, запрессованных в головку блока. На конце стержня проточены цилиндрические канавки под выступы конических сухариков 10, которые прижимаются к конической поверхности тарелки 9 под действием пружины 8.

В двигателях автомобилей семейства КАМАЗ и ЗИЛ для повышения работоспособности газораспределительного меха­низма клапана прижимаются к седлам не одной, а двумя пру­жинами. В этом случае направление витков пружин делается различным, чтобы при поломке одной из пружин её витки не попадали между витками другой и не нарушалась безотказная работа клапанного механизма.

На впускных клапанах под опорные шайбы или в верхней части направляющих втулок (двигатели ЗИЛ, КАМАЗ) устанавливают резиновые манжеты или колпачки 11 (рис. 4.6), ко­торые при открытии клапанов плотно прижимаются к его стер­жню и к направляющей втулке, вследствие чего устраняется воз­можная утечка (подсос) масла в цилиндры через зазор между втулкой и стержнем клапана В двигателях ЗИЛ-131 ранних выпусков для лучшего отвода тепла от выпускных клапанов применялось натриевое охлаж­дение. С этой целью клапан делают полым и его полость запол­няют на 3/4 объема металлическим натрием 13 (рис 4.5, а). На­трий имеет высокую теплопроводность и плавится при темпе­ратуре 98°С. Во время работы двигателя расплавленный натрий омывает внутреннюю полость клапана, при этом теплота от его головки передается к стержню и через направляющую втулку и головку цилиндров отводится к охлаждающей жидкости.

Также для уменьшения нагрева выпускных клапанов, предот­вращения их обгорания на двигателях автомобиля ЗИЛ-131 имеется механизм принудительпого вращения клапанов. Он состоит из

Рис. 4.6.Схемы газораспределительных механизмов с различным расположением клапанов: а-нижним; б-верхним

В двигателях ЗИЛ-131 ранних выпусков для лучшего отвода тепла от выпускных клапанов применялось натриевое охлаж­дение. С этой целью клапан делают полым и его полость запол­няют на 3/4 объема металлическим натрием 13 (рис 4.5, а). На­трий имеет высокую теплопроводность и плавится при темпе­ратуре 98°С. Во время работы двигателя расплавленный натрий омывает внутреннюю полость клапана, при этом теплота от его головки передается к стержню и через направляющую втулку и головку цилиндров отводится к охлаждающей жидкости.

Также для уменьшения нагрева выпускных клапанов, предот­вращения их обгорания на двигателях автомобиля ЗИЛ-131 механизм принудительного вращения клапанов. Он состоит из корпуса 4 (рис. 4.5, а), расположенного в углублении го­ловки цилиндра 14 на направляющей втулке 2, закрепленной замочным кольцом 3, пяти шариков 5, установленных вместе с возвратными пружинами 12 в наклонных пазах корпуса, опор­ной шайбы 6 и конической дисковой пружины 11. Пружина 11 и шайба 6 свободно одеты на выступ корпуса и закреплены на нём замочным кольцом 7.

При закрытом клапане, когда усилие пружины 8 невелико (рис. 4.5, б), дисковая пружина 11 выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечики корпуса 4. При этом шарики 5 в конических пазах корпуса отжаты пружинами 12 в крайнее положение.

Когда клапан начинает открываться, усилие пружины 8 воз­растает, в результате чего дисковая пружина 11 (рис. 4,5, б,в) выпрямляется и передает усилие пружины 8 на шарики 5, кото­рые, перекатываясь по наклонным пазам корпуса, поворачива­ют дисковую пружину И, опорную шайбу 6, клапанную пру­жину 8 и сам клапан относительно его первоначального поло­жения.

Во время закрытия клапана усилие клапанной пружины 8 уменьшается, при этом дисковая пружина 11 прогибается до своего исходного положения и освобождает шарики 5, которые под действием пружины 12 возвращаются в первоначаль­ное положение, подготавливая тем самым механизм вращения к новому циклу поворота клапана.

При частоте вращения коленчатого вала около 3000 об/мин частота вращения выпускного клапана достигает 30 об/мин.

Чтобы обеспечить плотное прилегание головки клапана к седлу, необходим определенный тепловой зазор между стерж­нем клапана и носком коромысла. Тепловые зазоры в клапанах изменяются вследствие их нагрева, изнашивания и нарушения регулировок. Когда зазор в клапанах увеличен, они открыва­ются не полностью, в результате чего ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгора­ния, а также повышаются ударные нагрузки на детали клапан­ного механизма.

При недостаточном зазоре в клапанах они не плотно садят­ся на седла, вследствие чего происходит утечка газов, образо­вание нагара и подгорание рабочих поверхностей седла и кла­пана. Из-за неплотной посадки клапанов при такте сжатия ра­бочая смесь может попадать в выпускной газопровод, а в про­цессе такта расширения газы, имеющие высокую температуру, могут прорываться во впускной газопровод, вследствие чего в этих газопроводах возможны хлопки или вспышки, что являет­ся признаком неплотной посадки клапанов.

Для плотного прилегания головки клапана к седлу тепло­вой зазор устанавливают между носком коромысла 17 (рис. 4.6) и торцом стержня клапана 2.

В непрогретых двигателях ЗИЛ-131, ЗМЗ-66 зазор впускных и выпускных клапанов должен быть 0,25 — 0,30 мм, на дизелях КАМАЗ зазор у впускных клапанов составляет 0,25 — 0,30 мм, а у выпускных — 0,35 — 0,40 мм.