Материал: 2466

6. МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ (МГР)

Механизм газораспределения предназначен для хорошей очистки цилиндров от отработавших газов и лучшего наполнения их свежим зарядом, то есть МГР управляет газообменом.

Порядок работы двигателя с числом цилиндров меньше 4-х зависит от принятых конфигурации коленчатого вала и расположения цилиндров, что в свою очередь, обуславливается уравновешенностью, равномерностью чередования вспышек и габаритными соображениями.

У двигателей с числом цилиндров больше 4-х при одном и том же расположении коленчатого вала и цилиндров порядок работы можно осуществить в нескольких вариантах. В этом случае при выборе порядка работы руководствуются следующими соображениями [10] :

а) для облегчения условий работы подшипников выбирают порядок, при котором следующие друг за другом вспышки не происходят в двух соседних цилиндрах;

б)принятый порядок должен содействовать достижению равно-

− восьмицилиндровые, V-образные........................1-5-4-8-6-3-7-2.

Принятый порядок работы может быть осуществлён при помощи золотникового, клапанного или смешанного механизмов газораспределения.

В четырёхтактных двигателях используют клапанный механизм, основным преимуществом которого является высокая уплотняющая способность камер сгорания вследствие неподвижности клапанов в период повышения давления газов в камере сгорания. Кроме того, давление газов используется для прижатия клапанов к посадочным сёдлам. К достоинствам клапанного механизма ещё можно отнести восстанавливаемость герметичности в процессе эксплуатации путём притирки сопрягаемых поверхностей клапана и седла, простота изготовления, длительный срок службы.

112

Вдвухтактных двигателях применяют как золотниковое, так и смешанное газораспределение. Золотниковый механизм используют при петлевой схеме газообмена, смешанный – в двигателях с клапан- но-щелевой схемой.

Золотниковый механизм позволяет [10] :

 получить большее, чем при клапанном механизме, «времясечение», а следовательно, и больший коэффициент наполнения;

 уменьшить возможность возникновения детонации, в связи с отсутствием сильно нагретого выпускного клапан;

 достичь большей бесшумности работы.

Первое преимущество существенно для двигателей с высокими оборотами – 6000…7000 об/мин, третье – применением в клапанном

механизме цепной передачи, текстолитовых шестерён и толкателей с гидравлической компенсацией зазоров почтиИсводится на нет.

Вместе с тем из-за конструктивной, производственной и эксплуатационной сложности золотниковыйДмеханизм уступает клапанному.

При смешанном механизме впуск свежего заряда осуществляется через окна во втулке цилиндраА, а выпуск отработавших газов – через выпускные клапаны в крышке цилиндра.

Всовременных двигателяхбМГР должен обеспечивать не только поступление необходимой массы свежего заряда в цилиндр и их своевременную очистку,ино и изменять фазы газораспределения и высоту подъёма клапанов в зав с мости от режима работы двигателя.

Всвязи сСвнедрен ем электронных систем управления двигателя

иавтомобиля в целом с овременные конструкции МГР претерпевают значительные существенные изменения по сравнению с традиционными.

Конструкция механизма газораспределения зависит от следующего [9] :

1) размещения клапанов – в блоке цилиндров (боковые) или головке блока (подвесные);

2) формы камеры сгорания;

3) расположения клапанов – последовательное одностороннее в направлении продольной оси двигателя или поперечное двухстороннее и числа одноимённых клапанов;

4) размещения распределительного вала – нижний или средний в блоке цилиндров или верхний в головке;

5) типа толкателей – плоские, роликовые, выпуклые, рычажные;

113

6)конструкции коромысел – одноили двуплечие рычаги, траверса на два одноимённых клапана;

7)числа и типа пружин – цилиндрические, конические, торсионные и др.

8)типа механизма передачи, передающего вращения от ведущей шестерни коленчатого вала к распределительному валу – зубчатая передача с цилиндрическими или коническими шестернями с промежуточными валиками, цепная, зубчатым ремнём.

6.1. Компоновка клапанных механизмов

Наибольшее распространение в автотракторных двигателях внутреннего сгорания получил клапанный механизм газораспределе-

1)с клапанами, расположенными в головкеИ, – подвесная система клапанов; Д

2)с клапанами, расположенными в блоке цилиндров, – боковое расположение клапанов; А

3)с клапанами, расположенными в головке и блоке, – смешанная система клапанов. б

Вариант 1 (см. рис. 6.1,а, ; 6.2,а…г) применяется у двигателей с внешним и внутреннимисмесео разованием.

Варианты 2 3 (см. р с. 6.1,г; 6.3) – у двигателей с внешним смесеобразованиемС.

При смешанной с стеме клапанов имеется возможность путём расположения впускного клапана в головке увеличить его проходное сечение.

Варианты 1 и 2 имеют как положительные, так и отрицательные особенности.

Расположение клапанов оказывает влияние на форму камеры сгорания. От формы камеры сгорания в значительной мере зависит предельное значение степени сжатия и протекание процесса сгорания, то есть скорость распространения фронта пламени и жёсткость работы двигателя. Установлено, что фронт пламени распространяется в камере сгорания с неодинаковой скоростью по различным направлениям.

114

Рис. 6.1. Конструкции механизмов газораспределения [9] :

а – верхние клапана, нижний распредвал, овальная камера сгорания; б – верхние клапана в поперечной плоскости, средний распредвал, полусферическая камера сгорания; в – верхние клапана в продольной плоскости, нижний распредвал, полусферическая камера сгорания; г – нижние клапана

Большая скорость распространения фронта пламени наблюдается в направлении движения вихря. Повышенная температура смеси способствует увеличению скорости распространения фронта в этом направлении, например, вблизи выпускного клапана. Вблизи стенок ка-

115