Устройство, ТО и ремонт механизма газораспределения двигателя Зил 508

Содержание

 

  
Введение

 

Понятие "автомобиль" включает в себя легковой, грузовой автомобиль и автобус. Несмотря на ряд  принципиальных конструктивных различий, между ними имеется много общего: двигатель внутреннего сгорания, несущая система с подвеской и шинами, органы управления, тормозящая система. На автомобильных заводах конечным продуктом производства могут быть как автомобили в сборке, так и отдельные их составные части (двигатели, задние мосты, топливная аппаратура и т.п.), включающие в себя большое число деталей, узлов, механизмов и систем.

Двигатели, установленные  на большинстве автотранспортных средств, называются двигателями внутреннего  сгорания, потому что процесс сгорания топлива с выделением теплоты и превращение ее в механическую работу происходит непосредственно в его цилиндрах.

Эти двигатели классифицируются:

-  по способу смесеобразования - на двигатели с внешним смесеобразованием (карбюраторные и газовые), у которых горючая смесь приготовляется вне цилиндров, и двигатели с внутренним смесеобразованием (дизели), у которых рабочая смесь образуется внутри цилиндров;

-  по способу выполнения рабочего цикла - на четырех- и двухтактные;

-  по числу цилиндров - на одно- , двух- и многоцилиндровые;

-  по расположению цилиндров - на двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд и на V-образные двигатели с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180° двигатель называется с противолежащими цилиндрами, или оппозитным);

-  по способу охлаждения - на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением;

-  по виду применяемого топлива - на бензиновые (карбюраторные), дизельные, газовые и многотопливные.

В зависимости от вида применяемого топлива, способы воспламенения рабочей смеси в двигателях различны.

Создание конструкции и освоение производства новых грузовых автомобилей  семейства ЗИЛ, принципиально отличающихся, является серьезной трудовой победой коллективов Московского автомобильного завода имени И.А. Лихачева и многочисленных заводов поставляющих приборы, агрегаты, материалы, заготовки и оборудование для производства автомобилей. Московский автозавод имени И.А. Лихачева первый среди автомобильных заводов страны приступил к массовому выпуску автомобилей с мощными карбюраторами 8-ми цилиндровыми двухрядными двигателями. В связи с большим запасом мощности двигателя высокоэффективное использование автомобилей ЗИЛ и его модификации достигается прежде всего, при использовании с ними прицепов и полуприцепов.

Автомобили ЗИЛ обладают высокой долговечностью и надежностью. В результате дальнейшего совершенствования конструкции автомобилей, применения новых материалов и новой технологии производства в 1966 году завод должен обеспечить пробег до капитального ремонта 200 тысяч километров. Возможность получения высоких эксплутационных показателей в значительной степени зависит от совершенства знаний конструкции автомобилей работниками эксплуатации, соблюдения или правил технического обслуживания и подготовки технических служб автохозяйств к приёму новых автомобилей. Следует иметь в виду, что высокая эффективность использования, долговечность и надежность в эксплуатации автомобилей, ЗИЛ гарантированны только при условии применения предусмотренных заводов высококачественных топлив и смазочных материалов.

Автомобиль ЗИЛ обладает значительно более высокими динамическими качествами Высокие мощные показатели двигателя ЗИЛ получены за счёт увеличения степени сжатия.

 

Устройство

 

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

На поршневых четырехтактных карбюраторных  двигателях впуск горючей смеси  и выпуск отработавших газов осуществляются клапанами, которые могут иметь нижнее или верхнее расположение. При нижнем расположении клапаны устанавливают в блоке цилиндров, а при верхнем — в головке цилиндров.

Современные двигатели обычно имеют  газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов, так как в этом случае камера сгорания получается компактной, улучшается наполнение цилиндров, упрощается регулировка клапанов и значительно уменьшаются потери теплоты с охлаждающей жидкостью.

В рядных двигателях с верхним расположением клапанов (рис. 1) усилие от кулачка 17 распределительного вала передается толкателю 16, а от него — штанге 15. Штанга через регулировочный винт 14 воздействует на короткое плечо коромысла 11, которое, поворачиваясь на оси 12, нажимает своим носком на стержень клапана 2. При этом пружина 6 сжимается, а клапан перемещается вниз, отходит от седла 1, обеспечивая в зависимости от назначения клапана впуск горючей смеси или выпуск отработавших газов. После того как выступ кулачка 17 выйдет из-под толкателя 16, клапанный механизм возвращается в исходное положение под воздействием пружины 6. Положение направляющей втулки 3, запрессованной в головку цилиндров 5, фиксируется стопорным кольцом 4, а регулировочного винта 14 — контргайкой 13. Верхний конец стержня клапана закреплен сухариками 10, установленными в тарелке 8 при помощи втулки 9.

 

Рисунок 1 - Схема   газораспределительного механизма с верхним расположением клапанов;

1 — седло; 2 — стержень клапана; 3 — направляющая Втулка; 4 — стопорное кольцо; 5 — головка цилиндров; 6 — пружина; 7 — уплотнительный колпачок; 8—тарелка; 9— втулка; 10— сухарики; 11 — коромысло; 12 — ось; 13 — контргайка; 14 — регулировочный винт; 15 — штанга; 16 — толкатель; 17 — кулачок

 

На V-образных восьмицилиндровых двигателях применяют верхнее расположение клапанов (рисунке 2). Нижний распределительный вал таких двигателей, установленный в развале блока, является общим для клапанов правого и левого рядов цилиндров.

Рисунок 2 - Газораспределительный механизм V-образного двигателя:

1 — зубчатое колесо; 2 — упорный фланец; 3 — распорное кольцо; 4 — передняя опорная шейка; 5 — эксцентрик; 6, 7— соответственно впускные и выпускные кулачки; 8 — опорные втулки; 9~ клапаны; 10— направляющие втулки; 11, 17 — шайбы; 12 — пружины; 13 — оси коромысел; 14 — коромысла; 15 — регулировочный болт; 16 — стойки осей коромысел; 18 — штанги; 19 — толкатели; 20 — тарелки; 21 — пружина центробежного датчика; 22 — валик датчика;

23 — стопорное кольцо; 24 — штанга привода бензонасоса; 25 — шайба; 26 — гайка; 27 — корпус привода; 28 — шестерня привода; 29 — валик привода распределителя зажигания и смазочного насоса

 

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 коромысел. 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. Следовательно, распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому зубчатое колесо / распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня коленчатого вала.

Распределительный вал  изготавливают из стали или специального чугуна и подвергают термической  обработке. Профиль его кулачков, как впускных 6, так и выпускных 7, у большинства двигателей делают одинаковым.

Одноименные (впускные и  выпускные) кулачки располагаются под углом 45°. При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей 19 с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы.

Начиная с передней опорной  шейки 4, диаметр шеек уменьшается, что облегчает установку распределительного вала в картере двигателя. Число опорных шеек обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала. Втулки опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом.

На переднем конце  распределительного вала расположен эксцентрик 5, воздействующий на штангу 24 привода бензонасоса, а на его заднем конце находится шестерня 28, которая приводит во вращение зубчатое колесо валика 29, расположенного в корпусе 27 привода распределителя зажигания и смазочного насоса.

Между зубчатым колесом 1 распределительного вала и его передней опорной шейкой установлено распорное кольцо 3 упорного фланца 2, крепящегося болтами к блоку и удерживающего вал от продольного перемещения. Так как толщина распорного кольца 3 больше толщины упорного фланца 2, обеспечивается осевой зазор («разбег») распределительного вала, который должен составлять 0,08...0,21 мм. В отверстии переднего торца распределительного вала (двигатели ЗИЛ-508, ЗМЗ-511 и др.) расположен узел привода центробежного датчика регулятора частоты вращения коленчатого вала, состоящий из валика 22, пружины 21 и шайбы 25, закрепленных стопорным кольцом 23.

Распределительный вал  приводится в движение при помощи зубчатой или цепной передачи (рисунок 3).

Рисунок 3 - Типы привода распределительного вала:

а, б — зубчатый; в — цепной; / — ведущие шестерни; 2, 3 — блок промежуточных зубчатых колес; 4,8 — зубчатые колеса распределительных валов; 5 — зубчатое колесо топливного насоса; 6 — шестерня привода насоса гидроусилителя; 7 — шестерня привода компрессора; 9 — гайка; 10 — регулировочный механизм; 11 — башмак натяжного устройства; 12 — двухрядная втулочно-роликовая цепь; 13 — звездочка распределительного вала; Ц — пластмассовая колодка (успокоитель); 15 — звездочка привода масляного насоса и распределителя зажигания; 16 — ведущая звездочка коленчатого вала

 

Зубчатым колесом 5 топливного насоса высокого давления осуществляется привод шестерни 7 компрессора и шестерни 6 привода насоса гидроусилителя рулевого управления.

На двигателях ЗИЛ-508 автомобилей семейства ЗИЛ ведущая шестерня 1 (рисунок 3, б) установлена на переднем конце коленчатого вала, а ведомое колесо 8 — на переднем конце распределительного вала и закреплено гайкой 26 (см. рисунок 2).

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 (см. схемы меток на рисунке 3 а, б) 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 — чугунное.

В газораспределительном механизме  с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коромысла).

Толкатели предназначены для передачи усилия от распределительного вала через штанги к коромыслам. В дизелях ЗИЛ-508 применяют цилиндрические толкатели 7 (рисунок 4, б), установленные в специальных отверстиях — направляющих. В дизеле КамАЗ-740 применяют съемные направляющие. Внутренняя полость толкателя имеет сферическую поверхность 8 под штангу и отверстие 9 для слива масла. Для повышения работоспособности торцовую поверхность 10 стальных толкателей в месте соприкосновения с кулачком наплавляют специальным износостойким чугуном.

Для передачи усилия от толкателей к коромыслам служат штанги, которые  изготавливают из стального прутка с закаленными концами.

 

Рисунок 4 - Детали привода клапанов дизелей:

1 — ось; 2 — ролик; 3, 7 — толкатели; 4 — штанги; 5 — регулировочный винт; 6 — коромысло; 8 — сферическая поверхность под штангу; 9 — отверстие для слива масла; 10 — наплавленная поверхность толкателей; 11 — наконечник; а и b — плечи коромысла

На концах штанг напрессовывают стальные сферические наконечники 11, которыми они с одной стороны упираются в сферические поверхности регулировочных винтов 5 (см. рисунок 4, а), ввернутых в коромысла 6, а с другой — в толкатели.

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 Ь. 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 (см. рисунок 2), в конце которой запрессованы заглушки, что позволяет подводить масло к бронзовым втулкам коромысел и сферическим наконечникам регулировочных болтов 15. Оси 13 в сборе с коромыслами устанавливают на каждой головке цилиндра с помощью стоек 16. На дизелях оси коромысел выполнены как одно целое со стойками и каждое коромысло качается на своей оси.

Открытие и закрытие впускных и выпускных каналов, соединяющих цилиндры с газопроводами системы питания, происходят при помощи клапанов. Клапан (рисунок 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 значительно больше, чем диаметр выпускного.