Анализ работы механизма газораспределения

Перечень чертежей:

1. Чертежи графиков показателей работы двигателя от угла фаз газораспределения А1 с диаграммой и стрктурно следственной схемой газораспределительного механизма как объекта:

Основные элементы:

• Распределительный вал
• Коромысло
• Клапан
• Гнездо клапана
• Пружина клапана

Структурные параметры:

• Высота кулачка
• Тепловой зазор
• Зазор в сопряжении
• Упругость пружины

Характер неисправности:

• Износ кулачка
• Износ рабочих поверхностей
• Износ, прогорание
• Снижение усилия на сжатие

Диагностические параметры:

• Давление сжатия в цилиндре
• Тепловой зазор между стержнем клапана и коромыслом
• Герметичность сопряжения "клапан-гнездо"
• Упругость клапанной пружины
• Звуки ударов среднего тона
• Проверка фазазораспределения

Дополнительные материалы: Пояснительная записка на 28 стр.

В пояснительной записке было рассмотрено основное назначение газораспределительного механизма.

Механизм газораспределения сообщает внутреннюю полость цилиндра двигателя с окружающей средой на периоды впуска свежего заряда и выпуска отработавших газов. Основное требование к газораспределительным механизмам заключается в обеспечении возможно лучшего наполнения и возможно лучшей очистки цилиндров.

В зависимости от типов органов, с помощью которых цилиндры двигателей сообщаются с окружающей средой, газораспределительные механизмы делятся на клапанные и золотниковые.

Золотниковый принцип газораспределения применяется только в двухтактных двигателях с контурными и прямоточно-щелевыми схемами продувки, причём в этих двигателях сам газораспределительный механизм как таковой отсутствует, а функции его выполняются кривошипно-шатунным механизмом. Поэтому можно считать, что в современных поршневых двигателях используются только клапанные механизмы газораспределения.

Клапанные механизмы газораспределения конструктивно могут выполнятся по различным схемам и классифицируются по нескольким характерным признакам.

По расположению клапанов клапанные механизмы делятся на:

• механизмы с нижними клапанами;
• механизмы с верхними клапанами;
• механизмы со смешанным расположением клапанов.

Нижнее расположение клапанов используется только в карбюраторных двигателях старых моделей со сравнительно низкими степенями сжатия и низкой частотой вращения коленчатого вала. В дизелях такие механизмы в связи с трудностями компоновки камеры сгорания необходимой формы не применяются.

Верхнее расположение клапанов позволяет уменьшить длину впускных и выпускных клапанов и придать им более выгодные формы, в результате чего  снижаются потери на впуске и выпуске, улучшается наполнение цилиндров свежим зарядом и их очистка от отработавших газов.

В механизме газораспределения со смешанным расположением клапанов впускной клапан располагается в головке, а выпускной – в блоке цилиндров. Двигатели с такими механизмами представляют собой переходные модели от нижнеклапанных к верхнеклапанным двигателям. В связи с конструктивной сложностью привода клапанов, а также с большими трудностями регулировок и обслуживания такие механизмы газораспределения широкого распространение не получили и в современных двигателях не применяются.        

Выполнено общее описание устройства газораспределительного механизма.

В общем случае механизм газораспределения может включать:

• Клапаны с сёдлами;
• Направляющие втулки;
• Пружины и детали крепления пружин;
• Коромысла (траверсы);
• Штанги;
• Толкатели;
• Распределительный вал и его привод.

Клапаны для карбюраторных двигателей работают в наиболее тяжёлых условиях из всех механизмов газораспределения. Головки клапанов, торцевая поверхность которых является частью поверхности камеры сгорания, подвергается воздействии высоких температур и больших динамических нагрузок от давления газов и сил инерции. Температура головки выпускного клапана в карбюраторных двигателях достигает 800 – 900ºС, а в дизелях без наддува – 500 – 700ºС. Головка впускного клапана нагревается до 300 – 400ºС. В период выпуска отработавших газов и часть стержней выпускных клапанов омываются газами, имеющими температуру 700 – 1000ºС и движущимися со скоростью до 400 – 600 м/сек.

Рассмотрена неравномерность технического состояния элементов механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

Определено влияние погрешности изготовления и изнашивания рабочих поверхностей на работу механизма газораспределения в целом.

В программе: Компас 3D vгазораспредели