Типы механизмов газораспределения

28/01/2012 в 09:29

Механизм газораспределения обеспечивает наполнение цилиндров свежей порцией горючей смеси или воздуха и очистку их ст продуктов сгорания. Основными частями механизма газораспределения четырехтактных двигателей являются впускные и выпускные клапаны, клапанные рычаги и толкатели, распределительный вал и его привод.

У двухтактных двигателей в состав механизма газораспределения в большинстве случаев входят впускные (продувочные) и выпускные окна в цилиндре, периодическое открытие и закрытие которых производится поршнем. У некоторых дизелей выпускные окна заменены выпускными клапанами, расположенными в крышке цилиндров. В этом случае двигатель снабжают соответствующим клапанным приводом. Кроме того, применяют различные вспомогательные клапаны, расположенные по пути следования свежего заряда в цилиндр.

В настоящее время в двигателях внутреннего сгорания используют следующие типы механизмов газораспределения: клапанное, золотниковое и комбинированное.

Клапанное газораспределение является наиболее распространенным благодаря простоте устройства и большой надежности в работе. Клапаны, которые перекрывают впускные отверстия в головке цилиндров, называют впускными, а перекрывающие выпускные отверстия - выпускными. Как правило, каждый рабочий цилиндр должен иметь один впускной и один выпускной клапаны. Некоторые двигатели снабжают тремя или четырьмя клапанами. В этом случае .два из них управляют впуском.

В зависимости от места установки клапанов различают верхние (подвесные), нижние и комбинированные (смешанные) клапаны. На рис. 38, а, б, в, г показаны схемы клапанного газораспределения с верхним расположением клапанов. Верхние клапаны размещаются в головке цилиндров, они как бы подвешены над ними, поэтому их иногда называют подвесными. При таком расположении клапанов камера сгорания имеет малый объем и небольшую поверхность охлаждения и может быть цилиндрической, конической или сферической формы, благоприятной для смесеобразования и сгорания рабочей смеси.

Привод клапанного механизма газораспределения с верхними клапанами осуществляется от распределительного вала 6 через промежуточные детали в виде коромысел 1, рычагов 2, траверс 3, штанг 5, толкателей 4.

Распределительный вал 6 может быть установлен как на головке цилиндров (см. рис. 38, а, б, в), так и в блоке цилиндров (см. рис. 38, д, е). В первом случае расположение распределительного вала называется верхним, во втором - нижним.

Типы механизмов газораспределения

Рис. 38. Схемы клапанного газораспределения: а, б, в, г - с верхним расположением клапанов и приводов от верхних распределительных валов, д - с верхним расположением клапанов и приводом от нижнего распределительного вала, е - с нижним расположением клапанов; 1 - коромысло, 2- рычаг, 3 - траверса, 4 - толкатель, 5 - штанга, 6 - распределительный вал

При использовании верхних клапанов увеличивается высота двигателя и несколько снижается его общая жесткость. В настоящее время дизели имеют только верхнеклапанное газораспределение, и в современных карбюраторных двигателях с высокой степенью сжатия также преобладают верхние клапаны.

Верхние клапаны способствуют получению большой мощности при высокой быстроходности, так как при таком расположении уменьшается гидравлическое сопротивление на впуске и улучшается на 7-8% наполнение цилиндров.

Схема клапанного газораспределения с нижним расположением клапанов показана на рис. 38, е. При таком газораспределении повышается жесткость конструкции, упрощается механизм газораспределения и снижается шум работы, уменьшаются число деталей механизма газораспределения и высота двигателя. Однако камеры сгорания при нижнем расположении клапанов имеют менее компактную форму и относительно большие поверхности охлаждения, через которые теряется часть тепла, выделяющегося при сгорании топлива. Это приводит к снижению экономичности двигателя. Удовлетворительное наполнение цилиндров горючей смесью нижние клапаны обеспечивают при степенях сжатия, не превышающих 7,5 единиц

У двигателей с комбинированным (смешанным) расположением клапанов в головке цилиндра устанавливаются впускные клапаны, а в блоке цилиндров - выпускные. Конструкция механизма газораспределения в этом случае несколько упрощается и, кроме того, используются преимущества верхних клапанов.

Однако наиболее перспективным клапанным газораспределением является не комбинированное, а верхнеклапанное с приводом от верхних распределительных валов, которое обеспечивает надежную работу механизма газораспределения в быстроходных двигателях.

Золотниковое (бесклапанное) газораспределение может осуществляться возвратно-поступательным или вращательным движением золотника и обеспечивать большие проходные сечения для газов и бесшумную работу двигателя. К недостаткам золотникового газораспределения относят сложность конструкции и изготовления золотни-кови трудность их охлаждения и смазы-вантя, а также недостаточную надежность в работе.

Золотниковое газораспределение с возвратно-поступательным движением золотника в несколько своеобразной форме применяют в двухтактных двигателях. Здесь роль золотника выполняет поршень, который при перемещении в цилиндре своими кромками открывает или закрывает впускные, выпускные и продувочные окна (см. рис. 4, 5 и 6).

Вращающиеся золотники (рис. 39) могут быть плоскими, цилиндрическими или коническими. Вращательное движение золотникам сообщает через шестерни вал привода, связанный с коленчатым валом двигателя.

Типы механизмов газораспределения

Рис. 39. Схемы золотникового газораспределения: а - с вращающимся плоским золотником, б -с вращающимся цилиндрическим золотником; 1 - поршень, 2 - цилиндр, 3 и 4 - плоский и цилиндрический золотники Комбинированное газораспределение применяют в двухтактных двигателях с клапанно-щелевой продувкой, где одновременно используют клапаны и золотники. Роль золотника здесь выполняет поршень.

Еще по теме

  • Назначение и способы пуска
    Двигатели внутреннего сгорания независимо от принципа осуществления рабочего цикла во время пуска нуждаются в предварительном раскручивании коленчатого вала до определенной частоты вращения. Для пуска двигателя следует его коленчатый вал привести во вращение от постороннего источника энергии и заставить вращаться с такой частотой, которая обеспечила бы необходимые условия для нормального наполнения,[..]
  • Техническое обслуживание ТО-2
    Очистительно-моечные операции. Сливают картерное масло и промывают систему смазки. Сливают масло из корпусов топливного насоса и регулятора частоты вращения коленчатого вала. Очищают и промывают полости фильтров тонкой очистки масла, сетку маслозаливного патрубка, сапун основного двигателя, магнитную пробку сливного отверстия картера, воздухоочиститель. Через одно ТО-2 (480 мото-ч) очищают и промывают воздухоочиститель[..]
  • Масляные охладители
    Масляные охладители служат для охлаждения картерного масла и подразделяются на водяные (холодильники) и воздушные (радиаторы). Наибольшее распространение на стационарных двигателях получили масляные холодильники. Они обладают рядом преимуществ перед радиаторами - имеют меньшие габаритные размеры, более компактны (их удобнее располагать ня двигателе), обеспечивают поддержание более стабильной температуры. Преимуществом масляных радиаторов является[..]