Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

Детали передачи к клапанам

Конструкции толкателей показаны на рис. 214. Для умень-щения массы цилиндрические толкатели делают пустотелыми. Трущейся поверхности толкателей придают плоскую (рис. 214, а, в, г, д) или сферическую (рис. 214, б, е) форму. Толкатели плоской формы применяют все реже, так как при сферической форме неперпендикулярность оси толкателя и образующих кулачка меньше влияет на работу толкателя.
Для более равномерного изнашивания поверхности тела и тарелки обеспечивают вращение толкателя при работе. Для этого ось толкателя смещают на 1,5-3 мм (величина е) относительно кулачка (рис. 214, в, г, д) или выполняют коническим кулачок, работающий по сферической тарелке толкателя (рис. 214, б, е).
В быстроходных двигателях широко применяют гидравлические толкатели, устраняющие зазор в клапанном механизме (рис. 214, ж). В корпус 1 толкателя запрессован цилиндр 5, имеющий шариковый клапан 3 и плунжер 4 с пружиной 6, под действием которой плунжер прижимается к стержню клапана. В полость корпуса через отверстие А поступает масло, подводимое для смазывания толкателей по каналу, просверленному вдоль блока. Масло по трубке 2 (предотвращающей попадание воздуха и паров масла под плунжер) через шариковый клапан заполняет полость цилиндра толкателя, в результате чего устраняется зазор между толкателем и закрытым клапаном двигателя.
При движении корпуса толкателя под действием кулачка в направлении клапана масло, находящееся под плунжером, вследствие возрастающего давления плотно закрывает шариковый клапан. Зазор между плунжером и цилиндром не превышает нескольких микрометров, поэтому масло не успевает вытечь через этот зазор, и плунжер, находясь под действием повышающегося давления масла в цилиндре толкателя, открывает клапан двигателя. Расстояние между торцом плунжера и колпачком шарикового клапана выбирают с таким расчетом, чтобы оно не уменьшилось до нуля при максимально возможном удлинении стержня клапана.
Положительным свойством гидравлических толкателей является автоматическое изменение фаз действия клапанов с изменением частоты вращения вала двигателя: с увеличением п вследствие уменьшения времени утечек фаза действия клапана расширяется, а при уменьшении п- сужается.
Для уменьшения износа трущихся поверхностей кулачка и тарелки применяют роликовые толкатели (рис. 214, з, и) и роликовые рычаги (рис. 214, к). Ролики изготовляют из подшипниковых сталей. Ось ролика имеет бронзовую втулку или игольчатый подшипник.
Для облегчения ремонта и монтажа направляющие толкателей в большей части судовых и стационарных двигателей изготовляют в виде отдельных съемных деталей. В автомобильных
и тракторных двигателях направляющие толкателей чаще выполняют непосредственно в блок-картере или головке блока цилиндров.
Смазывание трущихся пар толкателей в современных двигателях принудительное, кулачки смазываются масляным туманом или направленной струей масла.
Геометрическая форма рычагов определяется взаимным расположением клапанов и кулачков, а также расположением оси качания. Нередко эта форма оказывается сложной не только в плоскости качания, но и в перпендикулярной ей плоскости.
Подшипник рычага выполняют в виде бронзовой втулки или игольчатым. В быстроходных двигателях смазывание рычагов осуществляется под давлением, в тихоходных-при помощи фитильных и других масленок.
Оси рычагов-стальные, трубчатого сечения, с твердой поверхностью трения. Полость в оси используют для подвода смазочного материала к рычагам. Если каждый цилиндр имеет отдельную крышку, оси укрепляют в двух стойках, отливаемых из чугунов или легких сплавов. В двигателях с общей головкой для всех или группы цилиндров ось одна для всех рычагов. Для того чтобы рычаги не перемещались вдоль оси, между ними устанавливают распорные цилиндрические пружины.
В некоторых случаях изготовляют отдельные оси для рычагов одного цилиндра даже при общей для всех цилиндров головке. В результате упрощается снятие клапанов, форсунок, насос-форсунок.
В современных автомобильных двигателях с принудительным воспламенением появилась тенденция использования одно- и двуплечих рычагов с индивидуальными шаровыми опорами. При этом в результате отсутствия осей рычагов упростился привод клапанов. На рис. 215 представлен такой привод с выборкой зазора гидравлическим толкателем. Одноплечий рычаг удерживается на шаровой опоре специальной пружиной. На рис. 216 показан привод клапана при помощи штампованного из листовой цементуемой стали коромысла 1, качающегося на такой же полусферической опоре 4 и удерживаемого от поворота концами штанги и клапана, входящими в выштампо-ванные цементованные углубления. Масло для смазывания подводится из канала А в головке блока по сверленным отверстиям в шпильке 5, а зазор регулируется гайкой 3.
В конструкциях с верхними клапанами и нижним распределительным валом движение от толкателя передается рычагу при помощи штанги. Для уменьшения массы штангу выполняют полой, с толкателем она сопрягается наконечником со сферической опорой, позволяющей штанге отклоняться от оси толкателя при качании рычага. Устройство для регулирования зазора расположено в месте соединения штанги с рычагом. Типовые конструкции регулировочных устройств показаны на рис. 217. В них регулировочный винт закреплен в коромысле.
Траверсы передают движение от одного кулачка двум-четы-рем клапанам и используются при верхних распределительных валах. Их изготовляют из малоуглеродистых цементуемых хромоникелевых сталей с направляющей частью прямоугольного или круглого сечения. В последнем случае траверса должна удерживаться от поворота.
Материалы деталей механизма газорасп ределен ия
Впускные клапаны в зависимости от напряженности рабочего процесса и частоты следования рабочих циклов изготовляют из среднеуглеродистых, легированных хромом и никелем сталей 40Х, 45Х, 45ХН, 50ХН, а также хромокремнистых и хромо-кремнемолибденовых сталей 40Х9С2, 40Х10С2М, 30Х13Н7С2. Для выпускных клапанов форсированных двигателей, кроме указанных и им подобным, применяют специальные клапанные аустенитные стали 12Х18Н9Т, 45Х14Н14В2М, 45Х22Н4МЗ и им подобные, не теряющие своих свойств при высоких температурах и знакопеременных нагрузках.
Клапаны в зависимости от марки стали подвергают различным методам термической и термохимической обработки (закалке с отпуском, цементации, азотированию, хромированию) для придания поверхностям, работающим на изнашивание и удар, необходимой твердости (фаски должны иметь HRC 32-45, стержень HRC 43-^5).
В случае применения сравнительно мягких аустенитных сталей для клапанов форсированных двигателей в целях уменьшения износа и коррозии торец стержня, фаску, а иногда и всю поверхность головки, обращенную в камеру сгорания, покрывают слоем (толщиной 0,7-1,5 мм) стеллитов-твердых. (HRC ^ 70) сплавов из хрома, кобальта, вольфрама, никеля и молибдена, хорошо сплавляющихся со сталями и уменьшающих температуру клапана вследствие пониженной теплопроводности.
Седла изготовляют из сталей 45, 50, 40Х и клапанных сталей, включая аустенитные; в последнем случае фаску седла покрывают стеллитами. Для двигателей массового производства седла клапанов отливают из серых перлитных и отбеливающихся чугунов. Такие седла только шлифуются.
Пружины изготовляют из стальной (стали 60Г, 65Г или 50ХФА) проволоки, имеющей HRC 40-45. Допуск на упругость пружин при заданных деформациях составляет ±(6-г 15)%. Обработка дробью или песком и заневоливание повышают срок службы пружины в 1,5-2 раза. Для защиты от коррозии пружины оксидируют, покрывают лаками, эмалями, цинком и кадмием.
Тарелки и другие детали соединения клапана с пружиной изготовляют из углеродистых и низколегированных улучшаемых сталей.
Распределительные валы штампуют из цементуемых и калящихся углеродистых сталей. Поверхностям кулачков, цапф, торцов, соприкасающихся с упорным подшипником, подвергающихся изнашиванию, обеспечивают в результате термохимической обработки или поверхностной закалки HRC 55-65.

В двигателях повышенной мощности для валов применяют легированные цементуемые стали 20Х, 12ХНЗА, 20ХНЗА. Нередко распределительные валы изготовляют из того же материала, что и коленчатые валы. Для автомобильных двигателей распределительные валы отливают из отбеливающихся чугунов.
В автомобильных и тракторных, а также судовых двигателях для экономии дорогостоящих специальных клапанных сталей используют составные клапаны, головки которых изготовляют из специальных сталей и приваривают встык к стержням.

Седла из отбеливающихся чугунов отличаются особо высокой стойкостью против интенсивной ударной нагрузки и газовой эрозии.
Вкладыши подшипников двигателей массового производства изготовляют из биметаллической ленты (сталь - баббит) в виде свернутой втулки, которую вставляют в гнездо с натягом. Для вкладышей упорных подшипников используют легкие сплавы, серые чугуны или малоуглеродистые стали.
Зубчатые колеса привода распределительного вала изготовляют из серых чугунов (например, СЧ 20, СЧ 25) и углеродистых сталей (например, сталей 20, 30, 45), а также для уменьшения шума-из текстолитов, гетинаксов и других пластмасс. Конические и цилиндрические зубчатые колеса, передающие дополнительно значительные мощности, затрачиваемые, например, на привод продувочных насосов и нагнетателей, изготовляют из легированных цементуемых сталей (например, стали 12ХНЗА) с последующим шлифованием зубьев.
Для толкателей используют углеродистые стали (например, стали 15, 45) и низколегированные стали 15Х, 20Х, 12ХНЗА. В автомобильных и тракторных двигателях толкатели выполняют также из отбеливающихся чугунов.
Рычаги штампуют из углеродистых сталей 20 и 30, а для высокооборотных форсированных двигателей-из низкоуглеродистых хромоникелевых сталей. В некоторых случаях рычаги отливают из серых и ковких чугунов. В результате термохимической обработки ударная часть рычага имеет высокую твердость.

1 2 3 4 5 6 7 8

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.