коромысло в автомобиле что это
ГРМ. Назначение и устройство.
Газораспределительный механизм (ГРМ) обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов. Он включает в себя элементы привода, распределительную шестерню, распределительный вал, детали привода клапанов, клапана с пружинами и направляющие втулки.
Распределительный вал служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя. Распредвалы отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Трущиеся поверхности распределительных валов для уменьшения износа подвергнуты закалке при помощи нагрева токами высокой частоты.
Распредвал может располагаться в картере двигателя либо в головке блока цилиндров. Существуют двигатели с двумя распредвалами в головке цилиндров (в многоклапанных ДВС). Один используется для управления впускными клапанами, второй – выпускными. Такая конструкция называется DOHC (Double Overhead Camshaft). Если распредвал один, то такой ГРМ именуется SOHC (Single OverHead Camshaft). Распредвал вращается на цилиндрических шлифованных опорных шейках.
Привод клапанов осуществляется расположенными на распределительном валу кулачками. Количество кулачков зависит от числа клапанов. В разных конструкциях двигателей может быть от двух до пяти клапанов на цилиндр (3 клапана – два впускных, один выпускной; 4 клапана – два впускных, два выпускных; 5 клапанов – три впускных, два выпускных). Форма кулачков определяет моменты открытия и закрытия клапанов, а также высоту их подъема.
Привод распределительного вала от коленчатого вала может осуществляться одним из трех способов: ременной передачей, цепной передачей, а при нижнем расположении распредвала — зубчатыми шестернями. Цепной привод отличается надежностью, но его устройство сложнее и цена выше. Ременной привод существенно проще, но ресурс зубчатого ремня ограничен, а в случае его разрыва могут наступить тяжелые последствия.
При обрыве ремня распредвал останавливается, а коленвал продолжает вращаться. Чем это грозит? В простых двухклапанных моторах, где, как правило, поршень конструктивно не достает до головки открытого клапана, ремонт ограничивается заменой ремня. В современных многоклапанных двигателях при обрыве ремня поршни ударяются о клапана, «зависшие» в открытом состоянии. В результате сгибаются стержни клапанов, а также могут разрушиться направляющие втулки клапанов. В редких случаях разрушается поршень.
Еще тяжелее при обрыве ремня приходится дизелям. Так как камера сгорания у них находится в поршнях, то в ВМТ у клапанов остается очень мало места. Поэтому при зависании открытого клапана разрушаются толкатели, распредвал и его подшипники, велика вероятность деформирования шатунов. А если обрыв ремня произойдет на высоких оборотах, возможно даже повреждение блока цилиндров.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленвала. За это время должны последовательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра. Поэтому распредвал должен вращаться в два раза медленнее коленвала, а, следовательно, шестерня распредвала всегда в два раза больше шестерни коленвала. Клапаны в цилиндрах должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан должен быть открыт, а при тактах сжатия, рабочего хода и выпуска – закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, для правильной установки на шестернях ГРМ делают метки.
Распределительный вал Шестерни распредвала Привод распредвала
Привод клапанов может осуществляться разными способами. При нижнем расположении распредвала, в картере двигателя, усилие от кулачков передается через толкатели, штанги и коромысла. При верхнем расположении возможны три варианта: привод коромыслами, привод рычагами и привод толкателями.
Коромысла (другие названия – роликовый рычаг или рокер) изготавливают из стали. Коромысло устанавливают на полую ось, закрепленную в стойках на головке цилиндров. Одной стороной коромысла упираются в кулачки распредвала, а другой воздействуют на торцевую часть стержня клапана. В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. От продольного перемещения коромысло удерживается при помощи цилиндрической пружины. Во время работы двигателя в связи с нагревом клапанов их стержни удлиняются, что может привести к неплотной посадке клапана в седло. Поэтому между стержнем клапана и носком коромысла должен быть определенный тепловой зазор.
Во втором варианте распредвал располагается над клапанами, и приводит их в действие посредством рычагов. Кулачки распределительного вала действуют на рычаги, которые, поворачиваясь на сферической головке регулировочного болта, другим концом нажимают на стержень клапана и открывают его. Регулировочный болт ввернут во втулку головки цилиндров и стопорится контргайкой. Существуют ГРМ, в которых между рычагом и клапаном устанавливается гидрокомпенсатор. Такие механизмы не требуют регулировки зазора.
И, наконец, при третьем варианте привода распределительный вал при вращении воздействует непосредственно на толкатель клапана. Существует три варианта исполнения толкателей – механические (жесткие), гидротолкатели (гидрокомпенсаторы) и роликовые толкатели. Первый тип в современных моторах практически не используется, в связи с большой шумностью работы и необходимостью частой регулировки зазора клапанов. Второй тип наиболее широко применяется, так как не требует настройки и регулировки теплового зазора, а работа отличается мягкостью и гораздо меньшим шумом. Гидрокомпенсатор состоит из цилиндра, поршня с пружиной, обратного клапана и каналов для подвода масла. Работа гидрокомпенсатора основана на свойстве несжимаемости моторного масла, которое постоянно заполняет его внутреннюю полость и перемещает поршень при появлении зазора в приводе клапана.
Роликовые толкатели чаще всего применяются в спортивных и форсированных двигателях, так как позволяют улучшить динамические характеристики автомобиля за счет снижения трения. В месте контакта с кулачком распредвала у них находится ролик. Поэтому кулачок не трется, а катится по толкателю. Вследствие этого роликовые толкатели выдерживают более высокие нагрузки и обороты, а также позволяют обеспечить более высокий подъем клапанов. Недостатки – большая стоимость и вес, а, значит, и большие нагрузки на детали ГРМ.
Привод клапанов коромыслами Привод клапанов рычагами Типы гидрокомпенсаторов Применение гидрокомпенсаторов
Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов. Клапан состоит из головки и стержня. Головка клапана имеет узкую, скошенную под определенным углом, фаску. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла. Для этой цели их взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше. Клапаны во время работы двигателя нагреваются неодинаково. Выпускные клапаны, контактирующие с отработанными газами, нагреваются больше. Поэтому их изготавливают из жароупорной стали.
Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержень выпускного клапана — полый, с натриевым наполнением для лучшего охлаждения. Стержни клапанов помещают в направляющих втулках, изготовленных из чугуна или металлокерамики. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.
Клапан прижимается к седлу при помощи цилиндрической стальной пружины. Кроме того, пружина не дает возможности клапану отрываться от коромысла. Пружина имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения ее вибрации. Другой вариант борьбы с вибрацией — установка двух пружин меньшей жесткости, имеющих противоположную навивку. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой – в упорную тарелку. Упорная тарелка удерживается на стержне клапана при помощи двух конических сухарей, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана. Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя на стержни клапанов надеты маслоотражательные колпачки.
Работа гидрокомпенсатора Клапаны и пружины Клапаны и пружины
Фазы газораспределения
В теории открытие и закрытие клапанов должно происходить в моменты прихода поршня в мертвые точки. Однако в связи инерционностью процесса, особенно при больших оборотах коленвала, этого периода времени недостаточно для впуска свежей смеси и выпуска отработанных газов. Поэтому впускной клапан открывается до прихода поршня в в.м.т. в конце такта выпуска, т.е. с опережением в пределах 9-24 градусов поворота коленчатого вала, а закрывается в начале такта сжатия, когда коленвал пройдет положение н.м.т на 51-64 градусов. Таким образом, продолжительность открытия впускного клапана составит 240-270 градусов поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси.
Выпускной клапан открывается за 44-57 градусов до прихода поршня в н.м.т. в конце рабочего хода и закрывается после прихода поршня в в.м.т. такта выпуска на 13-27 градусов. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240-260 градусов поворота коленчатого вала.
В двигателе бывают моменты (в конце такта выпуска и начале такта впуска) когда оба клапаны открыты. В это время происходит продувка цилиндров свежим зарядом горючей смеси для лучшей их очистки от продуктов сгорания. Этот период носит название перекрытие клапанов.
Моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженных в градусах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.
Основные неисправности газораспределительного механизма.
Внешними признаками неисправности ГРМ являются: уменьшение компрессии, хлопки во впускном и выпускном трубопроводах, падение мощности двигателя и металлические стуки.
Уменьшение компрессии, хлопки во впускном и выпускном трубопроводах, а также падение мощности двигателя возможно вследствие плохого прилегания клапанов к седлам. Плохое прилегание клапана к седлу происходит вследствие отложения нагара на клапанах и седлах, образования раковин на рабочих поверхностях, коробления головок клапанов, поломки клапанных пружин, заедания стержня клапана в направляющей втулке, а также отсутствия зазора между стержнем клапана и коромыслом (рычагом).
Падение мощности двигателя и резкие металлические стуки могут происходить вследствие неполного открытия клапанов. Эта неисправность возникает из-за большого теплового зазора между стержнем клапана и коромыслом (рычагом) или отказа гидрокомпенсаторов.
К неисправностям ГРМ также относят износ шестерен распредвала и коленвала, направляющих втулок клапанов, втулок и осей коромысел, а также увеличенное осевое смещение распредвала.
Vuz-24.ru — оригинальные учебные работы. коромысло в двигателе
Рокер (коромысло) клапана
Рокер (рычаг привода клапана) — конструктивный элемент механизма привода клапанов. Встречается также название роликовый рычаг или коромысло. Задачей рокера становится передача усилия от кулачка распредвала на шток (стержень) клапана при верхнем расположении распредвала. Данное решение в устройстве привода клапанов обеспечивает ГРМ меньшую массу и снижает трение. Коромысло (рокер клапана) принимает на себя поступательное движение штанги толкателя и передает это движение на шток клапана. Начальное усилие передается от кулачка распределительного вала. Рокеры находятся в верхней части ГБЦ. В центральную часть рокера впрессована ось, положение которой зафиксировано при помощи двух опорных штифтов коромысла. Опорные штифты вставлены в специальные стойки, которые в отдельных вариантах конструкции изготовлены в корпусе головки блока цилиндров.
Коромысло с одной стороны опирается на шток клапана, а с другой может опираться на гидрокомпенсатор. Некоторые конструкции механизма привода клапанов предусматривают то, что рокер опирается на специальную шаровую опору. Место контакта рокера и кулачка распределительного выполняется в виде ролика.
Коромысла клапанов в современных двигателях постепенно исключаются из устройства ГРМ благодаря активному применению конструкции с верхним расположением распределительного вала. Главной целью использования рокеров сегодня становится задача по уменьшению габаритов мотора. Это может быть необходимо для размещения ДВС в подкапотном пространстве малогабаритного автомобиля.
Рокер является рычагом, который имеет два «плеча» (двухплечевой рычаг). Коромысло клапана изготавливают при помощи формовки стали, методом литья или ковки. Последний вариант является более предпочтительным, так как кованые элементы имеют повышенную прочность. Кованые рокеры устанавливаются на мощные силовые агрегаты.
Гидрокомпенсатор (гидротолкатель) представляет собой цилиндр, который имеет в основе поршень с пружиной, обратный клапан и специальные каналы для реализации подвода моторного масла из системы смазки ДВС. Если гидравлический компенсатор расположен на толкателе клапана, такое устройство называется гидравлический толкатель (гидротолкатель).
Дополнительно в коротком плече имеется отверстие, которое обеспечивает доступ моторному маслу для смазки элементов. Для предотвращения перемещения рокера по оси коромысло удерживается при помощи спиральной пружины. Коромысло работает по следующему принципу, когда кулачок распредвала оказывает усилие на короткое плечо рокера, тем самым происходит подъем. Длинное плечо опускается вниз, осуществляя нажатие на шток клапана. Дополнительными элементами в конструкции рокера являются втулки для снижения трения.
В процессе работы боек рокера, подшипники и само коромысло подвержены механическим и тепловым нагрузкам, что приводит к износу и повреждениям. Коромысло может разламываться, что означает прекращение работы клапана. Если рокер сломался, тогда неисправность проявляется в виде характерного стука в ГБЦ и снижения отдачи от ДВС на различных режимах работы.
Назначение газораспределительного механизма. Составные элементы ГРМ на четырехтактном поршневом двигателе, отличительные особенности конструкции механизма.
Для чего необходимо регулировать тепловой зазор клапанов, ручная и автоматическая подстройка. Особенности эксплуатации двигателя с гидрокомпенсаторами.
Для чего и когда нужно регулировать клапана. Самостоятельная регулировка зазоров клапанного механизма при помощи щупа и регулировочных шайб. Рекомендации.
Назначение гидрокомпенсатора. Виды, устройство гидрокомпенсаторов, принципы работы и основные неисправности.
Назначение клапана ГРМ. Впускной и выпускной клапаны, устройство и особенности детали. Схемы компоновки и привод клапанов двигателя внутреннего сгорания.
Что такое рассухариватель клапанов и для чего он нужен. Существующие готовые разновидности специнструмента. Как сделать рассухариватель клапанов самому.
(эст.
Jaanilinn
, фин.
Iivananlinna
) — город на северо-западе России, входит в состав Кингисеппского муниципального района Ленинградской области. Город расположен на правом (восточном) берегу реки Нарвы (напротив эстонского города Нарва), в 147 км к западу от Санкт-Петербурга.
Год основания города Ивангород —
1492
. В Ивангороде день города отмечают в
последнюю субботу июля
:
Главной достопримечательностью города, без сомнения, является знаменитая Ивангородская крепость
. Она была
создана в 1492 году
,
по личному указанию московского князя Ивана III Васильевича
для защиты от ливонских и шведских войск. Отсюда и название, данное в честь основателя: «нарече ему имя Ивангород в свое имя».
В немецких документах конца XV века был известен как «контр-Нарва»
. Место для ее возведения было выбрано не случайно: на высокой скале, с трех сторон омываемой водами реки Наровы, прямо напротив средневекового замка ливонских рыцарей. Таким образом, в каком-то смысле символически, воплотилось извечное противостояние между Востоком и Западом.
Спустя четыре года
произошло первое нападение на крепость, в результате чего Ивангород был разграблен и сожжен. Но в течение двенадцати недель крепость была восстановлена.
Следует особо подчеркнуть, что Ивангород в свое время был первой архитектурной крепостью в России. Она представляла собой геометрически правильный прямоугольник с размерами сторон 41,3 метра (так называемая «Четвероугольная крепость»). Зубчатые стены трехметровой толщины и высотой до 15 м, круглые башни, разделенные сводчатыми перекрытиями с боевыми площадками, помноженные на мощные бастионы и по сей день являются замечательным образцом русского фортификационного искусства XV–XVII веков. Эта часть крепостного комплекса была рассчитана, в первую очередь, на ведение активной обороны.
Основная часть крепости — Большой Боярский город — начала застраиваться в 1493 году
. Руководили строительством эмиссары Ивана III Михаил Кляпин и Иван Гундор. В результате
к 1498 году
под защитой крепостных стен уже находились церковь Св. Николы, «двор наместничь», четыре купеческих двора и один поповский. Всего здесь в то время проживало 120 человек, как правило, бывшие дворовые люди новгородских бояр. Причем все они были освобождены от уплаты налогов.
Период основных фортификационных работ в крепости пришелся на 1507–1509 годы. Именно в это время были построены Замок и Передний город, а также увеличена высота стен и башен Большого Боярского города. В крепости появились разнообразные новшества: в Колодезной башне был устроен тайник, обеспечивающий крепость водой, а на прясле, рядом с Провиантской башней, сделаны хитроумные ловушки, позволявшие защитникам крепости, подняв специальные щиты, полностью отгораживаться от врагов, проникнувших на стены крепости.
Однако не только вражда и страх определяли стиль жизни на берегах Наровы. Через Ивангород и Нарву проходила так называемая Ганзейская линия — торговый путь, связывавший Русское государство со странами Западной Европы. Поднимаясь вверх по Нарове, можно было попасть в Чудское озеро, а по нему — в древние русские города Псков и Гдов. Вниз по реке водный путь вел в Финский залив, а оттуда по Ладоге и Волхову — в Новгород. Поэтому неудивительно, что Ивангородская крепость неоднократно оказывалась участницей боевых действий. Так, в середине XVI века
она сыграла важную роль в русско-ливонской войне. После взятия русскими войсками Нарвы (
11 мая 1558 года
) Ивангород стал главным русским портом на Балтике. Образуя единое целое с Нарвой (как-никак, эти города разделяет лишь река «шириной в мушкетный выстрел»), город стал основным местом заключения сделок между русскими и иностранными купцами.
Но шведы не хотели мириться с потерей Нарвы. И в сентябре 1581 года
вражеские войска под командованием Понтуса Де ля Гарди начали очередной штурм Нарвы. Через десять дней немногочисленный гарнизон Ивангородской крепости капитулировал. Власть в городе вновь сменилась.
Однако для России выход к Балтийскому морю был не менее важен. И в январе 1590 года
по приказу правительства Бориса Годунова началась осада Нарвы русскими войсками, правда, безрезультатная. А Ивангород был возвращен под власть Русского государства.
Очередные столкновения между Россией и Швецией за право обладания Ивангородом относятся уже к периоду Смутного времени. В июне 1612 года
многотысячное шведское войско осадило Ивангород, но русские войска почти полгода удерживали крепость. Только
в конце 1612 года
гарнизон капитулировал. Наступивший шведский период в истории Ивангорода растянулся почти на целое столетие, в течение которого Ивангородская крепость воспринималась исключительно как предместное укрепление Нарвы, составляя с ней единую оборонительную систему.
, когда Ивангород находился под властью Швеции, на территории крепости строились только служебные здания. Среди них, в первую очередь, следует выделить Пороховой погреб и Арсенал.
И лишь Петру I, в ходе победоносной Северной войны (в 1704 году
), удалось окончательно вернуть России и Нарву, и Ивангород. Однако значение последнего уже не было так велико, как прежде, ибо за время шведского владычества роль «окна в Европу» перешла к только что основанному Петербургу. Город утратил статус самостоятельного населенного пункта и стал считаться форштадтом (предместьем) Нарвы.
В 1708 году
Петр I ввел новое административное деление, в соответствии с которым города Северо-Запада, в том числе и Ивангород, попали в Ингерманландскую губернию, которая
в 1710 году
стала называться Санкт-Петербургской.
На протяжении XVIII–XIX веков
развитие Ивангорода, ставшего частью Нарвы, шло по плану, лично утвержденному Екатериной II
в 1784 году
.
В XIX-м и первой половине XX века
, чаще всего упоминается в документах и воспоминаниях старожилов, как «Ивановская сторона» Нарвы.
в соответствии с условиями Тартуского мирного договора Ивангород перешел Эстонии.
После присоединения Эстонии к СССР в 1940 году
город оставался в пределах административных границ новообразованной Эстонской ССР.
Очень сильно повлияла на внешний облик Ивангородской крепости Великая Отечественная война. Ожесточенные бои в окрестностях города начались уже в августе 1941 года
. В результате Ивангород заняли немцы.
С 1941 года по 1944 год
Ивангород был оккупирован нацистской Германией, подчиняясь администрации рейхскомиссариата Остланд.
Постоянные артиллерийские и воздушные обстрелы привели к тому, что освобождая город в 1944 году
, советские войска увидели лишь коробки каменных зданий, пепелища и груды развалин. В самой крепости было взорвано шесть башен и частично разрушены стены вместе с внутрикрепостными постройками.
включен в состав Кингисеппского района Ленинградской области РСФСР.
Установление границы между Эстонской ССР и РСФСР по реке Нарове (24 ноября 1944 года
), вследствие чего Ивангород и Нарва оказались в разных союзных республиках, дало основание восстановить Ивангород в ранге самостоятельного населенного пункта.
Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 20 декабря 1947 года Ивангород включен в учетные данные как рабочий поселок
, а Указом Президиума Верховного Совета РСФСР от 28 октября 1954 года рабочий поселок был
преобразован в город районного подчинения
.
Указом Президиума Верховного Совета РФ от 17 февраля 1992 года Ивангород отнесен к категории городов областного подчинения. С 1 января 2006 года
Ивангород входит в состав Кингисеппского района как городское поселение.
В настоящее время на территории Ивангородской крепости действуют архитектурный и художественный музеи. Часть экспозиции размещается в соседнем здании, где в середине XIX века находилась контора богатого купца Орлова. Не так давно между правительством Ленинградской области и Эстонской Республикой было заключено соглашение о ходатайстве по включению Ивангородской и Нарвской крепостей в число памятников мировой культуры, предусматривающее инвестиции ЕС. Будущее крепости еще предстоит осмыслить, поскольку ее реставрация остановилась.
Далеко за пределами города известен комплекс льноджутовой фабрики, основанной еще в 1851 году известным русским банкиром и меценатом бароном А.Л. Штиглицем. Рядом с комплексом находится район Парусинка, где хорошо сохранились построенные бароном по английскому образцу кварталы домов для рабочих. Вблизи от них располагаются остатки городского парка и Троицкая церковь-усыпальница, возведенная петербургским академиком А.И. Кракау в древнерусском стиле.
Сегодня город вновь стал пограничным форпостом России. Именно эта новая, а точнее, старая и уже почти забытая роль определяет три направления его современного развития — посредническая торговля, обслуживание транзитных потоков и, конечно, туризм. К великому сожалению, последний сдерживается общей неблагоприятной экономической ситуацией в стране, неразвитостью соответствующей инфраструктуры, а также отсутствием согласованных действий с западным соседом.
Ивангород с давних пор был городом контактов России с внешним миром. Через него уже на протяжении нескольких веков едут многочисленные путешественники, он всегда являлся центром торговли, а весомую часть жителей города сотни лет составляли иностранные купцы. Ныне военное противостояние осталось в прошлом, а Ивангород самой историей призван служить культурному взаимообогащению и укреплению добрых отношений с соседними народами.
Фотографии города Ивангород:
Дополнительно на Геноне:
Толкатели
Усилия от кулачков распределительного вала передается непосредственно клапанам или штангам через толкатели, которые воспринимают боковые нагрузки от кулачков и разгружают детали ГРМ. При работе толкатели клапанов следуют по контуру или профилю кулачков распределительного вала, тем самым обеспечивая преобразование вращения кулачка в возвратно-поступательное движение клапанного механизма.
Боковая поверхность толкателя изнашивается из-за трения в направляющих, а торцевые поверхности – под действием контактных напряжений, создаваемых кулачком распределительного вала и наконечником штанги либо пяткой стержня клапана.
Устройство и принцип работы рокеров
Конструкция рокера представляет из себя рычаг с двумя плечами — коротким и длинным. Между ними расположено осевое отверстие, относительно которого происходит движение рокера в процессе работы. Один конец рычага соединён со штоком клапана, другой — с толкателем. В рабочем цикле толкатель действует на одно плечо, а другое плечо толкает клапан.
Ещё конструкция рокера предусматривает различные регулировочные механизмы (винты), технологические каналы и отверстия для того, чтобы обеспечить смазкой движущиеся конструкции элементов ГРМ.
Рокеры могут быть изготовлены несколькими способами — литьём, штамповкой или ковкой. Считается, что кованые рокеры прочнее и надёжнее прочих за счёт специфики технологической обработки.
Штанги
Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам. Штанга должна иметь достаточную жесткость, устойчивость на продольный изгиб, небольшую массу и износоустойчивость рабочих поверхностей.
Для снижения массы стержни штанг чаще всего выполняют трубчатыми. В верхний и нижний концы стержней вставляют наконечники. Как правило, на нижнем наконечнике имеется сферическая головка, а на верхнем – сферическая головка или сферическое гнездо. Верхний конец штанги, которым она упирается в клапанное коромысло придается сферическая форма, если в клапанном коромысле не предусмотрен регулировочный винт в точке контакта со штангой. Если же винт стоит, то в торце штанги делается лунка под шарообразную головку регулировочного винта, стоящего в клапанном коромысле.
Стержни штанг изготовляют из малоуглеродистой стали или алюминиевого сплава. Опорные поверхности наконечника подвергаются термической обработке и шлифуются. В некоторых двигателях для подачи масла от толкателей к коромыслам в наконечниках имеются осевые каналы.
Поскольку наиболее частой неисправностью штанги является продольный изгиб, при ремонте двигателя все штанги обязательно проверяют на прямолинейность, катая их по плоской поверхности либо вращая вокруг оси в специальном станке.
Детали клапанных механизмов газораспределения коромысла
124 и 126 двигатели на каком гнет клапана. 124 двигатель гнет ли клапана
Коромысла представляют собой двуплечие рычаги и служат для изменения направления движения, передаваемого от штанги к клапану (см. рис. 1 и 2). Коромысла, как правило, имеют плечи разной длины. Плечо, обращенное к клапану, всегда бываете 1,5— 2,0 раза больше плеча со стороны штанги. Благодаря этому удается обеспечить необходимую высоту подъема клапанов при значительно меньших перемещениях толкателей и штанг. Это снижает инерционные нагрузки в механизме газораспределения и повышает его долговечность.
Рис. 1 — Клапанные механизмы:
а) обычный верхнеклапанный с размещением коромысел на общей оси: 1 — резиновый защитный колпачок; 2 — тарелка пружины; 3 — втулка конусная; 4 — сухарики;5 — седло клапана; 6 — клапан; 7 — направляющая » втулка; 8 — опорная шайба;9 — стопорное кольцо; 10 — пружина; 11— коромысло; 12 — контргайка; 13 — регулировочный болт; 14 — наконечник штанги; 15 — ось коромысел; 16 — стойка оси коромысел; 17 — штанга;
б) с индивидуальными опорами коромысел: 1— распределительные вал; 2 — толкатель;3 — штанга; 4 — штырь-стойка шаровой опоры; 5 — коромысло; 6 — регулировочнаягайка; 7 — шаровая опора коромысла; 8 — тарелка пружины; 9 — защитный колпачок;10 — пружина; 11— клапан; 12 — поршень.
Рис. 2 – Детали газораспределительного механизма двигателя ЯМЗ-236:
1 — ведущая шестерня привода топливного насоса; 2 — упорный фланец распределительного вала; 3 — шестерня распределительного вала; 4, 6, 23 — болты; 5 — замковая шайба; 7 — ведомая шестерня привода топливного насоса; 8 — упорный фланец; 9 — шарикоподшипники; 10 — вал привода топливного насоса; 11 — ось коромысла; 12 — коромысло; 13 — упорная шайба; 14 — регулировочный болт; 15 — установочный штифт; 16 —штанга; 17 — направляющая втулка клапана; 18 — клапан впускной; 19 — клапан выпускной; 20 — втулки оси толкателей; 21 — ось толкателей; 22 — толкатели; 24 — подшипники (втулки) распределительного вала; 25 — втулка толкателя; 26 — ролики; 27 — распределительный вал; 28 — кулачки; 29 — опорная шейка вала
Коромысла отливают из чугуна и стали методом точного литья или штампуют из стали марки 45. Поверхность длинного плеча коромысла, соприкасающаяся с торцом стержня клапана, имеет цилиндрическую форму и подвергается термообработке, а затем шлифуется. Короткое плечо снабжается резьбовым отверстием под регулировочный болт 13 (см. рис. 1, а). Головка его закалена и имеет сферическое углубление для наконечника штанги 14, а со стороны резьбового торца — прорезь для отвертки. Болт имеет центральный канал и проточку для подвода масла к наконечнику штанги. В заданном положении он удерживается гайкой 12.
Коромысла чаще всего снабжают подшипниковой втулкой из оловянистой бронзы и устанавливают на полой стальной оси, которая па стойках или кронштейнах крепится к головке блока цилиндров. От продольного перемещения на оси коромысла обычно удерживаются пружинами. В двигателях ЯМЗ (см. рис. 2) коромысла 12 имеют индивидуальные оси 11, выполненные вместе со стойками, которые с помощью штифтов 15 фиксируются в заданном положении и крепятся болтами 23 к головкам цилиндров.
В последнее время находят применение коромысла, отштампованные из листовой стали (см. рис. 1, б), которые устанавливаются на индивидуальных резьбовых штырях-стойках 4. Стойки 4 запрессовываются в головку цилиндров, а коромысла 5 совершают качательное движение около шаровой опоры 7, положение которой на стойке можно изменять с помощью гайки 6.
Для смазки коромысел масло подается под давлением из общей системы смазки через их полые оси. К коромыслам с индивидуальными шаровыми опорами масло поступает по штангам 3 (см. рис. 1, б) или по стойкам 4, к которым в этом случае подводится отдельная магистраль.
Коромысла клапанов и ось коромысла
Коромысло служит для передачи усилия от штанги (кулачка при верхнем распределительном вале) к стержню клапана. В дизельных двигателях встречается, так называемое, форсуночное коромысло, которое служит не только для преобразования движения штанги толкателя в движение стержня клапана, но и для сжатия насос-форсунки. Кроме того, коромысло предназначено для уменьшения хода толкателя при сохранении необходимой высоты подъема клапана или хода сжатия насос-форсунки.
Коромысло представляет собой неравноплечий рычаг (рис. 4, д, е, ж), качающийся вокруг неподвижной оси (ось коромысел). Для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг и уменьшения инерционных нагрузок на эти детали, плечи коромысла выполняются неодинаковыми. Передаточное число коромысла (соотношение между плечом стержня клапана и плечом штанги) составляет примерно 1,5:1. В этом случае высота подъема клапана в полтора раза превышает высоту подъема штанги толкателя клапана. При таком передаточном числе клапанное коромысло получается достаточно компактным, что позволяет сократить габариты двигателя. Это также приводит к снижению скорости относительного скольжения вершины кулачка по торцу толкателя клапана.
Для регулировки теплового зазора в газораспределительном механизме в один конец коромысла, обычно обращенный к штанге, ввертывается регулировочный винт 3 с контргайкой. В зависимости от типа наконечника штанги головка винта может быть сферической или с внутренней сферической поверхностью. Сферическая часть головки винта закаливается, цементируется и шлифуется. В теле винта высверливаются осевой и радиальный каналы для подвода смазочного материала к трущимся поверхностям штанги и винта от оси коромысла и наоборот, от штанги к втулке оси коромысла. Иногда в длинном плече коромысла выполняют канал для подвода масла к торцу стержня клапан. Носок коромысла, опирающийся на стержень клапана, тоже подвергается термической обработке.
Для уменьшения силы трения, возникающей при воздействии и проскальзывании носка коромысла по стержню клапана, головку клапанов выполняют сферической. Иногда в носок коромысла ввертывают винт 4 (см. рис. 4, е), в сферическое гнездо которого завальцовывают шарик 5 со срезанным сегментом.
Оси коромысла устанавливаются на бронзовых втулках. При установке на общих осях внутренние коромысла удерживаются от продольных перемещений спиральными пружинами, надеваемыми на ось, а коромысла на концах оси – пластинчатыми или пружинными кольцами, плоскими шайбами и шплинтами.
Оси коромысел перемещаются в специальных кронштейнах, которые крепятся к головке блока цилиндров болтами.
Смазка шарниров коромысел, установленных на оси, поступает по маслопроводным каналам, проходящим из блока цилиндров через головку блока цилиндров и полую ось к клапанным коромыслам.
Как правило, коромысла изготавливаются штамповкой из среднеуглеродистых сталей 40Х, 45, 45Л. Иногда для изготовления коромысел используют ковкие чугуны. В некоторых импортных дизельных моторах (Cummins, Komatsu, CAT, Detroit Diesel, Perkins, Deutz) используются кованые коромысла. Такие коромысла отличаются высокой прочностью, но их производство обходится дорого.
В быстроходных двигателях могут применяться облегченные коромысла, которые штампуются из листовой стали. Они качаются на сферической или полусферической опоре, закрепленной на стойке 6 (см. рис. 4, ж), которая запрессована в головку блока цилиндров. Коромысла в виде рычагов приводятся в движение непосредственно от распределительного вала, который воздействует на их плоские (рис. 4, б) либо сферические (рис. 4, в, г) рабочие поверхности. Рычаги с плоскими рабочими поверхностями устанавливаются на оси, а со сферическими – на опорах и фиксируются на сферической опоре специальной пружиной. Смазываются такие рычаги через отверстие в кулачках распределительного вала. Особенность смазывания облегченного коромысла (рис 4, ж) заключается в том, что масло подводится к рабочим поверхностям коромысла из масляного канала 7 по осевому и радиальному отверстиям в стойке 6.
При осуществлении ремонта двигателя, связанного с демонтажем коромысел, их необходимо тщательно прочищать и осматривать на следы износа и повреждений; при необходимости неисправные коромысла следует заменять на работоспособные. Если коромысла не имеют следов износа и повреждений, после очистки их можно повторно установить в двигатель.
Обслуживание и типичные неисправности рокеров
Рокеры не требуют частого технического обслуживания. Вполне достаточно, если при проведении сервисных работ с прочими элементами механизма ГРМ, будет проведена оценка их текущего состояния — отсутствие видимых механических повреждений и следов критического износа. Если проблем не будет выявлено, то их можно использовать и дальше. Но только после тщательной очистки от загрязнений.
Поломки рокеров хоть и происходят не очень часто, но могут привести к серьезным проблемам с прочими элементами двигателя. Например, разлом коромысла может привести к поломке соответствующего клапана. Признаком поломки может служить падение мощности двигателя в обычном режиме эксплуатации и появление характерного стука в головке блока цилиндров.
В том случае, если вам требуется установка новых рокеров, подбирать их необходимо только по оригинальному каталогу и VIN-коду. Никакие другие каталоги не подойдут, так как не могут дать гарантию применимости. Если покупка оригинальных рокеров представляется вам дорогим удовольствием, то при поиске по оригинальному артикулу система предложит вам набор аналогов различных ценовых категорий.
Случается, что при ремонте автомобиля необходима замена или ремонт рокера. Очень многие, встретившись с этой проблемой впервые, не знают, что это значит. Рокеры (или, как их еще называют, коромысла клапанов) – это механизм, который используется для передачи энергии кулачка распределительного вала на стержень впускного клапана. Коромысла клапанов являются частью деталей газораспределительного механизма (ГРМ) двигателя авто «классической» структуры. Сейчас рокеры в двигателях встречаются достаточно редко.
История [ | ]
Двуплечий рычаг применялся со времен глубокой древности, однако прообразом коромысла может считаться только рычаг на фиксированной оси (примитивный без втулок, с подшипником скольжения, с подшипником качения). Около 1500 года до н. э. в Египте и Индии появляется шадуф (колодец с «журавлём»), прообраз современных кранов, устройство для поднятия сосудов с водой. [1]
Эта схема применялась в подъёмных механизмах, осадных машинах и везде, где надо было поменять направление движения звена на противоположное (тогда как в чистом рычаге основной упор делался на усиление и соотношение плечей велико). В современных ДВС, например, в коромыслах соотношение плечей относительно мало и находится в диапазоне 1:1 — 1:2.
Устройство ГРМ
Газораспределительный механизм имеет следующие основные элементы:
1. Распределительный вал. Открывает клапаны в определенной последовательности в зависимости от порядка работы цилиндров. Его изготавливают из чугуна или стали, и подвергают закалке токами высокой частоты трущиеся поверхности. Он может быть смонтирован в головке блока цилиндров или в картере. В многоклапанных двигателях расположено два распределительных вала, один из которых управляет впускными клапанами, а другой выпускными. Вращение вала происходит на цилиндрических опорных шейках. Прямое или непрямое воздействие на клапана осуществляется кулачками, расположенными на валу. Каждый кулачек соответствует одному клапану.
2. Привод клапанов. Клапаны приводятся в движение различными способами: при расположении распредвала в картере, усилие от кулачков передается на толкатели, штанги и коромысла.
Коромысло (рокер или роликовый рычаг) выполнено из стали, его устанавливают на полую ось, зафиксированную в стойках головки цилиндров. Одна его сторона упирается в кулачек вала, а другая давит на торец стержня клапана. При работе двигателя клапаны нагреваются и удлиняются, что грозит им неполной посадкой в седло. Поэтому между клапаном и коромыслом обязательно соблюдают тепловой зазор.
Также кулачек может воздействовать на клапан через рычаг или непосредственно на его толкатель. Толкатели могут быть выполнены в механическом (жестком), роликовом варианте или в виде гидрокомпенсатора. Первый вид из-за шумности почти не используется, а последний отличается мягкостью и отсутствием необходимости осуществления регулировок. Роликовые толкатели используют в форсированных и спортивных двигателях.
3. Механизм привода распределительного вала. Осуществляется цепной, ременной или шестеренной передачей. Цепная отличается надежностью, до сложна в устройстве и дорога, ременная дешевле, но менее надежна, и в случае порыва ремня может повлечь за собой повреждение двигателя за счет удара клапанов о поршни.
4. Клапаны. Предназначены для открытия и закрытия впускного и выпускного канала. Состоят из стержня и головки, на которой имеется узкая, скошенная под углом фаска, плотно прилегающая к фаске седла, для чего их взаимно притирают. Головки впускных клапанов делают большими, чем выпускных. Но выпускные сильнее нагреваются, поэтому изготавливаются из жаропрочной стали и внутри наполнены натрием для лучшего охлаждения.
Цилиндрический стержень клапана сверху выточен для крепления пружины, не дающей ему оторваться от коромысла, которая упирается в шайбу на головке, и фиксируется упорной тарелкой. Стержень помещается в направляющую втулку, запрессованную в головку цилиндров, чтобы масло не попадало в камеру сгорания, на него надевают маслоотражающий колпачок.