Устройство, ТО и ремонт механизма газораспределения двигателя Зил 508

Так как клапаны работают в условиях высоких температур, их изготавливают из высококачественных сталей. Впускные клапаны делают из хромистой стали, выпускные — из жаростойкой, так как последние соприкасаются с горячими отработавшими газами и нагреваются до температуры 600...800 °С. Высокая температура нагрева клапанов вызывает необходимость установки в головке цилиндров специальных вставок 15 из жаропрочного чугуна, которые называются седлами. Применение вставных седел повышает срок службы головки цилиндров и клапанов.

Рисунок 5 - Выпускной клапан двигателя автомобиля с механизмом вращения:

а — выпускной клапан, установленный на головке цилиндров; б, в — соответственно начальное и конечное рабочие положения механизма вращения клапана; 1 — стержень клапана; 2 — направляющая втулка; 3 — замочное кольцо; 4 — корпус механизма вращения; 5 — шарики; 6 — опорная шайба; 7— замочное кольцо; 8 — пружина; 9 — тарелка; 10 — сухарики; 11 — дисковая пружина; 12 — возвратная пружина; 13 — металлический натрий; 14 — головка цилиндров; 15 — седло; 16 —головка лапана

 

Для плотного прилегания к седлам рабочие поверхности головок клапанов делают коническими, в виде тщательно обработанных фасок (под углами 45 или 30°).

Стержни 1 клапанов имеют цилиндрическую форму. Они перемещаются в чугунных или металлокерамических направляющих втулках 2, запрессованных в головку блока. На конце стержня проточены цилиндрические канавки под выступы конических сухариков 10, которые прижимаются к конической поверхности тарелки 9 под действием пружины 8.

На впускных клапанах под опорные шайбы или в  верхней части направляющих втулок устанавливают резиновые манжеты или колпачки, которые при открытии клапанов плотно прижимаются к его стержню и направляющей втулке, вследствие чего устраняется возможная утечка (подсос) масла в цилиндры через зазор между втулкой и стержнем клапана (при такте впуска).

В двигателях ЗИЛ-508 для лучшего отвода теплоты от выпускных клапанов введено натриевое охлаждение. С этой целью клапан делают полым и его полость заполняют на 3/4 объема металлическим натрием 13 (см. рисунок 5, а). Натрий имеет высокую теплопроводность и плавится при температуре 98 °С. Во время работы двигателя расплавленный натрий омывает внутреннюю полость клапана, при этом теплота от его головки передается к стержню и через направляющую втулку и головку цилиндров отводится к охлаждающей жидкости.

Выпускные клапаны V-образных карбюраторных двигателей ЗИЛ имеют механизм принудительного вращения. Он состоит из корпуса 4, который расположен в углублении головки цилиндра 14 на направляющей втулке 2, закрепленной замочным кольцом 3; пяти шариков 5, установленных вместе с возвратными пружинами 12 в наклонных пазах корпуса; опорной шайбы б и конической дисковой пружины 11. Пружина 11 и шайба 6 свободно надеты на выступ корпуса и закреп 
лены на нем замочным кольцом 7.

При закрытом клапане, когда усилие пружины 8 невелико, дисковая пружина 11 выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечики корпуса 4 механизма вращения. При этом шарики 5 в конических пазах корпуса отжаты возвратными пружинами 12 в крайнее положение.

Когда клапан начинает открываться, усилие пружины 8 возрастает, в результате чего дисковая пружина 11 выпрямляется и передает усилие пружины 8 на шарики 5, которые, перекатываясь по наклонным пазам корпуса, поворачивают дисковую пружину 11, опорную шайбу б, клапанную пружину 8 и сам клапан относительно его первоначального положения.

Во время закрытия клапана усилие клапанной пружины 8 уменьшается. При этом дисковая пружина 11 прогибается до своего исходного положения и освобождает шарики 5, которые под действием возвратных пружин 12 возвращаются в первоначальное положение, подготавливая механизм вращения к новому циклу поворота клапана.

При частоте вращения коленчатого вала около 3000 об/мин  частота вращения выпускного клапана  достигает 30 об/мин.

Чтобы обеспечить плотное  прилегание головки клапана к  седлу, необходим определенный тепловой зазор между стержнем клапана и носком (винтом) коромысла. Тепловые зазоры в клапанах изменяются вследствие их нагрева, изнашивания и нарушений регулировок. Когда зазор в клапанах увеличен, они открываются не полностью, в результате чего ухудшается наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания, а также повышаются ударные нагрузки на детали клапанного механизма.

При недостаточном зазоре клапаны неплотно садятся на седла, вследствие чего происходят утечки газов, образование нагара с обгоранием рабочих поверхностей седла и клапана. Из-за неплотной посадки клапанов при такте сжатия рабочая смесь может попадать в выпускной газопровод, а в процессе такта расширения газы, имеющие высокую температуру, могут прорываться во впускной газопровод, вследствие чего в этих газопроводах возможны хлопки или вспышки, что является признаком неплотной посадки клапанов.

Для плотного прилегания головки клапана к седлу тепловой зазор устанавливают между носком коромысла 11 и торцом стержня клапана 2 при нижнем расположении распределительного вала.

Рисунок 6 - Проверка и регулировка теплового зазора:

1 — коромысло; 2 — контргайка; 3 — регулировочный винт

 

В непрогретых двигателях ЗИЛ-508 зазор впускных и выпускных клапанов должен составлять 0,25...0,30 мм, в дизелях КамАЗ зазор для впускных клапанов составляет 0,25...0,30 мм, а для выпускных — 0,35...0,40 мм.

В этих двигателях для  регулировки теплового зазора в клапанах (рисунок 6) служит регулировочный винт 3 с контргайкой 2, ввернутый в коромысло 1.

Под фазами газораспределения  понимают моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала. Фазы газораспределения изображаются круговыми диаграммами, их подбирают экспериментальным путем при доводке опытных образцов двигателей.

При рассмотрении рабочих  процессов ДВС в первом приближении было принято, что открытие и закрытие клапанов происходят в мертвых точках. Однако в действительности открытие и закрытие клапанов не совпадают с положением поршней в мертвых точках. Это связано с тем, что время, приходящееся на такты впуска и выпуска, очень мало, и при максимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя оно составляет тысячные доли секунды. Поэтому если открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов будут происходить точно в мертвых точках, то наполнение цилиндров горючей смесью и очистка их от продуктов сгорания будут недостаточными. В связи с этим моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях происходят с определенным опережением или запаздыванием относительно положения поршней в ВМТ и НМТ.

Рисунок 7 - Диаграмма фаз газораспределения двигателей и положение поршней, соответствующее фазам газораспределения:

1 — впускной клапан; 2 — выпускной клапан

 

Из диаграммы фаз  газораспределения двигателя ЗИЛ-508 видно, что впускной клапан открывается за ЗГ до прихода поршня в ВМТ, а выпускной клапан закрывается при угле 47° поворота коленчатого вала после прохождения ВМТ, следовательно, угол перекрытия клапанов составляет 78°. Открытие выпускного клапана происходит с опережением на 67° до прихода поршня в НМТ, а закрытие выпускного клапана — с запаздыванием на 83° после прохождения поршнем НМТ. Таким образом, общая продолжительность открытия каждого клапана составляет 294° по углу поворота коленчатого вала двигателя.

Рассмотренные фазы газораспределения  двигателя ЗИЛ-508 получены при зазоре в обоих клапанах 0,3 мм (между носком коромысла и торцом стержня клапана). При уменьшении зазора продолжительность открытия впускного и выпускного клапанов возрастает, а при увеличении зазора — уменьшается.

 

Техническое обслуживание

 

Ежедневное обслуживание (ЕО):

-очистить двигатель от грязи;

-проверить состояние двигателя  внешним осмотром и прослушать  его работу на разных режимах;

-проверить уровень жидкости  в радиаторе;

-проверить нет ли подтеканий  жидкости и масла;

-проверить уровень масла перед  пуском двигателя;

-проверить внешним осмотром герметичность топливопроводов.

Техническое обслуживание №1 (ТО-1):

-проверить крепление опор двигателя;

-проверить герметичность соединения  головки цилиндров, поддона картера,  сальника коленчатого вала;

-проверить отсутствие подтекания  жидкости во всей системе охлаждения;

-смазать подшипники водяного  насоса;

-осмотром проверить герметичность  всех приборов системы смазки;

-слить отстой из масленого  фильтра;

-сменить масло в картере двигателя;

-проверить уровень масла в  картере;

-проверить герметичность всех соединений в системе питания;

-проверить привод дроссельной  заслонки;

-промыть воздушный фильтр;

-смазать вал прерывателя распределителя.

Техническое обслуживание №2 (ТО-2):

-подтянуть гаки крепления головки  цилиндров;

-проверить зазор между стержнями клапанов и носком коромысла;

-проверить отсутствие подтекания  жидкости во всей системе охлаждения;

-смазать подшипники водяного  насоса;

-проверить крепление радиатора  и жалезей;

-проверить крепление водяного  насоса и натяжку ремня;

-проверить действие паровоздушного клапана пробки радиатора;

-заменить фильтрующий элементы;

-осмотром проверить герметичность  всех приборов системы смазки;

-слить отстой из масленого  фильтра;

-сменить масло в картере двигателя;

-проверить уровень масла в  картере;

-проверить с помощью манометра работу топливного насоса;

-проверить герметичность всех  соединений в системе питания;

-проверить привод дроссельной  заслонки;

-промыть воздушный фильтр;

-проверить уровень топлива в  поплавковой камере карбюратора;

-очистить от пыли и грязи и масла поверхность приборов системы зажигания;

-проверить свечи зажигания и  прерыватель распределитель.

Техническое обслуживание механизма  газораспределения (ГРМ) заключается  в периодическом осмотре наружных деталей, проверке и регулировке  зазоров между клапанами и седлами, а также обеспечении плотности прилегания клапанов к седлам. При нарушении герметичности посадки клапанов производят притирку их конусных фасок к седлам.

Для проверки герметичности сопряжения «клапан-седло» можно воспользоваться  таким способом: установить снятую головку цилиндра впускным (выпускным) окном вверх и залить в него дизельное топливо. Нормально притертый клапан не должен пропускать дизельное топливо в течение 30 сек. Качество притирки клапана проверяют также "на карандаш": поперек фаски снятого клапана мягким графитовым карандашом наносят на одинаковом расстоянии 2-3 черточек; осторожно устанавливают клапан в седло и, надавив его, проворачивают на 1/4 оборота; все черточки должны быть стертыми.

Клапаны к седлам притирают с  помощью ручной дрели с присоском и пасты ГОИ (при ее отсутствии готовят смесь: 1,5 частей (объемных) микро-порошка карбида кремния зеленого; 1 часть моторного масла; 0,5 части дизельного топлива). Последовательность действий следующая: снимают головку цилиндра; очищают ее от грязи, масла и нагара; разбирают клапанное устройство; очищают клапаны и их седла от нагара и промывают в керосине; наносят ни фаску клапана тонкий слой пасты, смазывают стержень клапана членам моторным маслом, устанавливают клапанную пружину и клапан; надавливая клапан проворачивают его на 1/3 оборота; потом на 1/4 оборота в обратном направлении (вращательным движением притирать нельзя); периодически поднимают клапан и наносят на фаску новые порции пасты притирая до тех пор, пока на фасках клапана и седла не выработается сплошной матовый поясок; после притирки промывают детали в дизельном топливе и обдувают воздухом, после чего собирают клапанное устройство и проверяют герметичность пары "клапан-седло".

Второе техническое обслуживание (ТО-2) состоит из проверки зазоров между клапанами и толкателями (или коромыслами) и при необходимости регулировки их.

Для проверки и регулировки зазора между клапанами и толкателями  у двигателей с боковым расположением  клапанов необходимо:    открыть крышку клапанной коробки, установить поршень цилиндра, у которого проверяются зазоры, в положение конца такта сжатия; с помощью щупа проверить зазор. Если необходимо отрегулировать зазор, нужно, удерживая ключом толкатель, отпустить контргайку регулировочного болта и, вращая болт, установить требуемый зазор. Затем затянуть контргайку и вновь проверить величину зазора.

У восьмицилиндровых V-образных двигателей для регулировки зазора у клапанов первого цилиндра необходимо установить его поршень в в. м. т. по такту  сжатия (по меткам на маховике или, для двигателя ЗИЛ-508, по отверстию на шкиве коленчатого вала, которое должно располагаться под меткой в.м.т. на указателе установки зажигания, расположенного на датчике ограничителя максимальных оборотов), отрегулировать зазоры у клапанов первого цилиндра; у остальных цилиндров их следует регулировать соответственно' порядку работы, поворачивая коленчатый вал при переходе от цилиндра к цилиндру на 90°.