Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм служит для своевременного впуска в цилиндры двигателя свежего заряда (горючей смеси или воздуха) и выпуска из цилиндров отработавших газов.

На современных автомобильных двигателях применяется клапанный газораспределительный механизм, как наиболее простой, надежный, долговечный и обеспечивающий достаточно хорошее наполнение и очистку цилиндров. Конструкция газораспределительного механизма определяется расположением клапанов, которое может быть нижним или верхним.

Нижнее расположение клапанов применяется на двигателях со сравнительно невысокой степенью сжатия.

Верхнее расположение клапанов обеспечивает лучшее наполнение и очистку цилиндров, допускает более высокую степень сжатия, так как камера сгорания имеет наиболее рациональную форму, уменьшает потери тепла и повышает экономичность двигателя; применяется на двигателях М-21, ГАЗ-13, ЗИЛ-130, ЗИЛ-375, ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206.

Распределительный механизм двигателей ЗИЛ-164 и ЗИЛ-157 по своему устройству почти аналогичен распределительному механизму двигателя ГАЗ-51 и отличается следующим:

1. Для уменьшения длины камеры сгорания ось клапанов наклонена к вертикали в сторону оси цилиндров на 3°.

2. Выпускной клапан сварной: головка из жароупорной стали сильхром, а стержень из износоустойчивой стали 40Х.

3. Впускной клапан имеет рабочую фаску под углом 30°, что увеличивает проходное сечение и улучшает наполнение цилиндра.

4. Толкатели установлены в съемных направляющих, выполненных в виде двух секций из ковкого чугуна.

5. Эксцентрик для привода бензинового насоса расположен между одиннадцатым и двенадцатым кулачками,

6. Шестерня распределительного вала чугунная, имеет специальное углубление для установочного пальца, используемого при установке зажигания.

Рис. 11. Верхнее расположение клапанов: 1 - штанга; 2 - регулировочное устройство; 3 - ось; 4 - коромысло; 5 - конические сухарики; 6 - промежуточная втулка; 7 - опорная шайба; 5 - резиновый колпачок; 9 - пружина кягтана; 10 - клапан

Верхнеклапанный механизм двигателя М-21 имеет ряд дополнительных деталей, передающих усилие от кулачкового вала к клапанам 10 (рис. 11): штанги 1, регулировочные устройства 2 и коромысла 4, установленные на оси 3. Ось коромысел крепится к головке блока на кронштейнах. Пружина 9 крепится к клапану 10 при помощи опорной шайбы 7, промежуточной втулки 6 и двух конических сухариков 5. Резиновый колпачок 8 предотвращает всасывание масла в цилиндр двигателя при открытии клапана. Распределительный вал двигателя М-21 имеет пять опор, что делает его особо жестким.

Рис. 12. Газораспределительный механизм двигателя ЯАЗ-206: 1 - выпускной клапан; 2 - коромысло; 3 - ось; 4 - штанга; 5 - толкатель; 6 - распределительный вал; 7 - поршень; 8 - гильза; 9 - воздушная рубашка; 10 - нагнетатель; 11 - воздушный патрубок

Двигатели ЯАЗ-204 и ЯАЗ-206 имеют смешанный газораспределительный механизм. Свежий заряд впускается через окна в гильзе 5. (рис. 12) цилиндра, открываемые поршнем 7. В воздушную рубашку 9 воздух подается нагнетателем 10, который засасывает его из атмосферы через воздушный патрубок 11, на котором установлены воздушные фильтры. Выпуск отработавших газов осуществляется через два выпускных клапана 1, приводимых в действие от верхнего распределительного вала-6 через цилиндрические роликовые толкатели 5, короткие штанги 4 и коромысла 2, установленные на оси 3.

Распределительный вал 9 двигателя ЯАЗ-204 (рис. 13) пяти-опорный. Три промежуточных подшипника 1 разъемные, алюминиевые, а концевые подшипники 3 выполнены в виде стальных корпусов с бронзовыми втулками. У двигателя ЯАЗ-206 семь опор, из них пять разъемных. Осевая фиксация вала осуществляется бронзовыми кольцами 2 и 4, установленными с обеих сторон переднего концевого подшипника.

Рис. 13. Распределительный и уравновешивающий валы двигателя ЯАЗ-204: 1 - промежуточный подшипник; 2 и 4 - бронзовые кольца; 3 - концевой подшипник; 5 - передние противовесы; 6 - шестерня коленчатого вала; 7 - промежуточная шестерня; 8 - уравновешивающий вал; 9 - распределительный вал; 10 - шестерня распределительного вала; 11 - шестерня уравновешивающего вала; 12 - ось промежуточной шестерни

Распределительный вал приводится во вращение от шестерни 6, установленной на заднем конце коленчатого вала, через промежуточную шестерню 7, сидящую на оси 12, и далее через шестерню 11 уравновешивающего вала 8 и шестерню 10 распределительного вала 9.

Так как распределительный и уравновешивающий валы двигателя ЯАЗ-206 сравнительно длинные и тонкие, возникают крутильные колебания, для гашения которых на обоих валах (уравновешивающем и распределительном) установлены гасители крутильных колебаний фрикционно-молекулярного трения. На переднем конце 1 (рис. 14) распределительного вала на шпонке закреплено основание 7 гасителя. На шейку ступицы основания на втулке 2 свободно насажен балансир 6 гасителя. Балансир и основание эластично связаны между собой двумя пакетами 8 и 9 стальных пластинчатых пружин, которые опираются концами на выточки балансира, а серединами - на фигурный кулачок 5, закрепленный болтом 4 в теле основания. При возникновении крутильных колебаний балансир также колеблется на ступице, смещаясь относительно основания. При этом энергия колебаний расходуется на деформацию пакетов пластин и трение между пластинами в пакетах. Конструктивно гаситель выполнен в виде передних противовесов системы уравновешивания двигателя. Двигатель ЯАЗ-204 гасителей не имеет; передние противовесы 5 (рис. 13) чугунные и жестко закреплены на валах.

Рис. 14. Гаситель крутильных колебаний распределительного и уравновешивающего валов двигателя ЯАЗ-206: 1 - передний конец распределительного вала; 2 - втулка; 3 - шайба; 4 - болт; 5 - кулачок; 6 - балансир гасителя; 7 - основание гасителя; 8 и 9 - пакеты пластинчатых пружин