Ремонт газораспределительного механизма трактора
Детали механизма газораспределения работают в условиях значительных ударных нагрузок, при высокой температуре и постоянном воздействии на клапаны газов, содержащих агрессивные компоненты и дающих нагаро-образование; подача смазки на трущиеся поверхности основных деталей механизма газораспределения весьма ограничена.
Износ и подгорание фаски клапана и его седла приводят к нарушению плотности посадки клапана на седло, а следовательно, к утечке газов при сжатии и особенно при расширении.
Износ стержня клапана по направляющей цилиндрической поверхности и направляющей втулки клапана дает перекос при посадке клапана на седло, в результате чего также наблюдается утечка газов.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Износ торцов стержня клапана, штанги, толкателя, а также бойка коромысла, изгиб штанги увеличивают зазор в передаточных деталях механизма газораспределения, что приводит к неполному открытию клапанов, ограничивает газообмен в цилиндрах и создает шум при работе двигателя.
В результате потери упругости пружин клапанов происходит неплотная посадка клапана на седло и самопроизвольное открытие клапанов.
Нарушение фаз газораспределения может быть следствием износа кулачков и шеек распределительного вала, зубьев распределительных шестерен.
Характерные последствия названных дефектов механизма газораспределения: уменьшение мощности, снижение экономичности и перегрев двигателя, а также повышенная шумность работы механизма газораспределения.
Чтобы обеспечить нормальную работу механизма газораспределения, требуется периодически проводить операции по его техническому обслуживанию. К основным операциям технического обслуживания механизма газораспределения относятся: проверка состояния деталей механизма газораспределения без снятия головки цилиндров (обследование деталей привода распределительного вала, передаточных деталей — толкателей, штанг, коромысел со стойками, пружин с деталями их крепления на клапанах, направляющих втулок и механизмов проворачивания клапанов); подтяжка крепления головок цилиндров; регулировка зазоров в клапанах и регулировка декомпрессионного механизма; проверка и регулировка осевых перемещений распределительного вала; проверка состояния фасок клапанов и их седел; очистка клапанов и стенок камеры сгорания от нагара; притирка клапанов к седлам при снятых головках цилиндров.
Обследование деталей механизма газораспределения рекомендуется проводить в последовательности, исключающей необоснованную разборку узлов двигателя и снятие ответственных деталей, при которых нарушается приработка сопряженных поверхностей и герметичность соединений.
Вначале проверяют состояние крепления пружин на клапанах, работу коромысел, штанг, толкателей, тепловой зазор в клапанах. В случае необходимости подтягивают крепления головок цилиндров и регулируют зазоры в клапанах.
Если эти операции не приводят к нормальной работе двигателя, то снимают головку цилиндров, очищают стенки камер сгорания и клапаны от нагара и приливают клапаны. Одновременно с этим проверяют состояние распределительных шестерен и регулируют цепной привод и осевые перемещения распределительного вала.
Регулировку теплового зазора в клапанах выполняют в такой последовательности.
1. Снимают детали, ограничивающие доступ к узлам регулировки зазора в клапанах (к регулировочным болтам толкателей или коромысел).
2. Полностью закрывают клапаны первого цилиндра, чтобы освободить передаточные детали для проверки и последующей регулировки теплового зазора. Для этого устанавливают поршень первого цилиндра в в. м. т. при такте сжатия. Такт сжатия в цилиндре определяют при медленном проворачивании коленчатого вала, или путем закрытия пальцем отверстия для свечи зажигания, или наблюдением за работой клапанов (перед сжатием откроется вначале выпускной, затем впускной клапан, после чего при сжатии оба клапана закроются).
Поршень первого цилиндра устанавливают в в. м. т. при помощи установочной шпильки на картере маховика или указателя в. м. т. на переднем конце коленчатого вала, а также другими способами.
Для облегчения проворачивания коленчатого вала дизеля при регулировке зазоров в клапанах декомпрессируют цилиндры путем включения декомпрессионного механизма или снятия форсунок.
3. Щупом проверяют зазор во впускном и выпускном клапанах первого цилиндра. При расположении клапанов в головке цилиндров зазоры проверяют между бойком коромысла и стержнем клапана или торцом стакана клапанной пружины. Если же клапаны расположены в блоке цилиндров, то зазоры проверяют между стержнем клапана и регулировочным болтом толкателя.
4. В случае необходимости дополнительно регулируют тепловой зазор в клапанах. Эту операцию выполняют при закрытом клапане (при свободном состоянии передаточных деталей) путем легкого зажима в регулируемом зазоре щупа необходимой толщины регулировочным болтом толкателя или коромысла.
5. После регулировки клапанов первого цилиндра регулируют тепловой зазор в клапанах остальных цилиндров. Для этого проворачивают коленчатый вал на угол, равный интервалу чередования рабочих ходов (одноименных тактов), проверяют и регулируют зазоры в клапанах очередного цилиндра в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.
Регулировка декомпрессионного механизма у многих дизелей сводится к проверке правильности сборки и износа передаточных деталей.
В декомпрессионном механизме, изображенном на рисунке 31,6, после регулировки теплового зазора в соответствующем клапане проверяют также зазор между штангой декомпрессионного механизма и коромыслом отрегулированного клапана. При этом клапан по-прежнему должен оставаться закрытым, а зазор между клапаном и коромыслом оставаться неизменным. Зазор должен быть не менее 0,1…0,6 мм, что необходимо для полного отключения декомпрессионного механизма.
Декомпрессионный механизм с регулировочными болтами, показанный на рисунке 31, в, регулируют при закрытом состоянии клапана. Поворотом декомпрессионного валика ставят регулировочные болты в вертикальное положение (положение «Декомпрессионный механизм включен»). Отпускают контргайку и ввертывают болт до тех пор, пока головка этого болта не коснется коромысла, а боек коромысла — торца стержня закрытого клапана. От этого положения регулировочный болт 6 ввертывают еще на один оборот и стопорят контргайкой. При этом болт опустится вниз на шаг резьбы (1,0…1,25 мм) и на такую же величину откроется клапан.
После регулировки декомпрессионного механизма проверяют, не соприкасаются ли клапаны с поршнями при выключении компрессии (открытии клапанов де-компрессионным механизмом).
Осевые перемещения распределительного вала регулируют только в тех механизмах газораспределения, где эти перемещения ограничиваются упорным болтом. Допускаются осевые перемещения распределительного вала на 0,1…0,25 мм.
Регулировка выполняется так: отвертывают контргайку упорного болта, ввертывают болт до упора, затем отвертывают его на 1/4…1/8 оборота и стопорят контргайкой.
Источник
Ремонт газораспределительного механизма трактора
Механизм газораспределения предназначен для впуска воздуха в цилиндр и выпуска из него отработавших газов в соответствии с диа-граммами фаз газораспределения.
В тракторных двигателях применяют исключительно клапанное газораспределение, отличающееся простотой устройства и надежно-стью работы.
Типичное для дизелей верхнее расположение клапанов позволя-ет применять компактные камеры сгорания, благоприятные для про-текания рабочих процессов в цилиндре.
Клапаны газораспределения приводятся в действие от коленча-того вала двигателя через распределительный (кулачковый) вал.
На двигателях с диаметром цилиндра до 130 мм применяют сис-темы газораспределения с двумя клапанами на каждый цилиндр -один впускной и один выпускной. При диаметре цилиндра более 130 мм, как правило, применяют системы с четырьмя клапанами на ци-линдр -два впускных и два выпускных. Переход с двухклапанной системы газораспределения на четырехклапанную позволяет пример-но на 1/3 увеличить проходное сечение для газов, существенно сни-зить потери на газообмен, повысить наполнение цилиндров воздухом. При двухклапанной системе газораспределения клапаны обычно располагаются вдоль оси, параллельной продольной оси двигателя.
При этом впускные и выпускные каналы в головке цилиндров могут выходить как на одну ее сторону, так и на обе (рис. 2.35, а).
В четырехклапанных схемах расположение клапанов в каналах может быть последовательным (рис. 2.35, б) или параллельным (рис. 2.35, в). Привод клапанов может осуществляться непосредственно от кулачков распределительного вала, расположенного над головкой ци-линдров (верхнее расположение вала), либо через коромысла 6 (рис.
2.36), штанги 3 и толкатели 2 от распределительного вала 1, установ-ленного в блоке цилиндров (нижнее расположение вала).
Рис. 2.35. Схемы расположения клапанов в головке цилиндров
При четырехклапанной сис-теме газораспределения и нижнем расположении вала привод одно-
именных клапанов при последовательном расположении их в канале осуществляется обычно коромыслом через траверсу 1 (рис. 2.37, а), действующую сразу на два клапана, или вильчатыми рычагами 2 и 3 при параллельном расположении клапанов (рис. 2.37, б). При верхнем расположении валов на каждый клапан действует свой кулачок.
При вращении распределительного вала, передаваемом от ко-ленчатого вала двигателя цилиндрическими шестернями его привода или системой конических шестерен и валиков, кулачок распредели-тельного вала через толкатель, штангу и коромысло открывает, пре-одолевая сопротивление клапанной пружины (пружин), соответст-вующий клапан, обеспечивая вход в цилиндр двигателя свежего заря-да (впускной клапан) или выпуск из него отработавших газов (выпу-скной клапан).
Клапаны двигателя подвергаются действию больших ди-намических нагрузок и высоких температур. Так, выпускной клапан омывается газами со скоростью до 600 м/с и его температура достига-ет 700 о С. Поэтому выпускные клапаны изготовляют из жаропрочной стали ЭП-616, 4X10C2M, а впускные -из легированной стали типа 4X10CTM. Для повышения срока службы клапанов их рабочие фаски наплавляют твердым сплавом типа ЭП-616. Дополнительному уп-рочнению (до 50 HRC) подвергают и торец стержня клапана.
Клапан состоит из стержня и головки (тарелки). Впускные кла-паны, как правило, имеют головку большего диаметра, чем выпуск-
ные. Угол наклона рабочей фаски впускного клапана составляет 45°
или 30°, а выпускного -45°.
Рис. 2.36. Клапанный механизм
Для интенсификации охлаждения головок выпускных клапанов форсированных дизелей их стержень выполняют полым и заполняют на 2/3 его высоты кристаллическим натрием, плавящимся при темпе-ратуре 93 °С. Снизу полость герметизируется заглушкой. При движе-нии клапана жидкий натрий «плещется» в полости и отводит теплоту от его головки в направляющую втулку, а затем -в рубашку охлажде-ния головки цилиндра.
Клапанные пружины 11 (см. рис. 2.36) прижимают клапан 12 к седлу 15 в головке цилиндра (одна или две). Стержень клапана скреп-ляется с тарелкой 10 пружин двумя коническими сухариками 9 , внут-ренняя поверхность которых имеет цилиндрический выступ.
Для уменьшения протечки масла в зазор ме-жду втулкой и стержнем впускного клапана под действием разреже-ния во впускном канале, на верхний конец втулки устанавливают уп-лотнительную манжету 1 из маслостойкой резины, синтетического или фторкаучука с oбжимaющeй ee браслетной пружиной 2 (рис. 2.38). Для лучшего центрирования уплотняющего пояска манжеты относительно стержня клапана в нее вулканизируют стальной каркас 3.
С е д л а к л а п а н о в 15 (см. рис. 2.36) повышают износостой-кость рабочей фаски в головке цилиндров и облегчают ее ремонт. Седла изготовляют из специального чугуна повышенной твердости (40…60 HRC). Охлаждаемое в жидком азоте седло устанавливают в гнездо нагретой головки. Наружная поверхность седла имеет форму обратного конуса, благодаря чему предотвращается его выпадение из гнезда при нагреве на работающем дизеле.
М е х а н и з м п р о в о р а ч и в а н и я к л а п а н а обеспечи-вает равномерное изнашивание рабочих поверхностей фасок седла и
клапана, а также его стержня и направляю-щей втулки: клапан периодически поворачи-вается вокруг своей оси моментом, воз-никающим при сжатии пружины. С этой це-лью на некоторых двигателях уменьшают поверхность трения между тарелкой пружи-ны и клапаном за счет промежуточной втул-ки 1 (рис. 2.39, а) или снижают трение между нижним торцом пружины и ее опорой, вы-полняя последнюю в виде шарикового хра-пового устройства (рис. 2.39, б).
Коромысла клапанов 6 (см. рис. 2.36)
Рис. 2.38. Уплотнение стержня клапана
служат для передачи движения штанг 3 кла-панам 12. Коромысла отливают из чугуна или
стали или штампуют из нее. В поперечном сечении они имеют формы тавра или двутавра, хорошо сопротивляющихся изгибу. Коромысла устанавливают на осях 7, смонтированных в стойках 8 на головке ци-линдров двигателя. В расточку коромысла запрессовывают бронзо-вую втулку-подшипник.
На коротком плече коромысла обычно располагают винт 5 для регулирования теплового зазора, стопорящийся контргайкой 4. Масло в подшипник подается под давлением обычно через сверления в стой-ке коромысла или его полой оси. Контактирующие сферические по-
верхности регулировочного винта и наконечника штанги смазывают-ся или через сверления в коромысле, или через трубчатую штангу.
Рис. 2.39. Устройства, обеспечивающие вращение клапана
Штанги (рис. 2.40) изготовляют из стали или алюминиевого сплава в виде сплошного стержня 1 или трубки 3 . Они имеют высо-кую продольную устойчивость. На концы трубки 3 напрессовываются стальные термообработанные наконечники 2 и 4 с наружной или внутренней сферической поверхностью.
Толкатели 2 (см. рис. 2.36) сообщают штанге движение в соот-ветствии с законом, заданным профилем кулачка. В тракторных дви-гателях применяют цилиндрические (рис. 2.41, а ), грибковые (рис.
2.41, б и в) и качающиеся (рис. 2.41, г) толкатели. Смазка направляющей по-верхности 1 толкателя осуществляется маслом, стекающим вдоль штанги из сочленения регулировочный винт ко-ромысла -наконечник штанги, для чего в цилиндрическом толкателе, выпол-ненном в виде стаканчика, в нижней его части выполняют отверстие 2 для выхо-да масла. Тарелка 3 толкателя и кулачок распределительного вала смазываются маслом, выбрасываемым из торцов ша-тунного подшипника. Ось 4 качающе-гося толкателя смазывается под давле-
нием маслом, подаваемым по специаль-ному каналу.
Для более равномерного изнашивания боковой поверхности и тарелки толкателя его заставляют медленно вращаться. Для этого ось
толкателя с плоской тарелкой смещают на эксцентриситет е = 1,5…3 мм относительно оси симметрии кулачка (рис. 2.42, а) или кулачок, работающий по сферической, радиусом R = 600…800 мм (рис. 2.42, б) тарелке толкателя, выполняют коническим с углом при вершине = 10…30 ‘ . В обоих случаях линия или точка А контакта кулачка с тол-кателем смещаются относительно оси последнего на величину е = 1,5..3 мм. Действующая на этом плече сила трения заставляет толка-тель вращаться.
Рис. 2.41. Толкатели:
а — цилиндрический; б и в — грибковые; г — роликовый качающийся
Рис. 2.42. Способы, обеспечивающие проворачивание толкателей
Толкатели изготовляют из малоуглеродистой стали с цемен-тацией и закалкой трущихся поверхностей, из стали 35 или 45 с по-верхностной закалкой или из специального чугуна. Трущаяся поверх-ность тарелки толкателя наплавляется отбеливаемым чугуном или яв-ляется твердосплавной пластиной, присоединенной сваркой трением.
Для уменьшения износа трущихся поверхностей применяют ро-ликовые толкатели (см. рис. 2.41, г). Ролики толкателей изготовляют из шарикоподшипниковых сталей. Ось ролика снабжается бронзовой втулкой.
Распределительный вал 1 (см. рис. 2.36) управляет движением
клапанов в определенной последовательности в соответствии с по-рядком работы цилиндров данного двигателя. Расположение кулачков распределительного вала и их профиль обусловливают моменты от-крытия и закрытия клапанов, а также величину их проходного сече-ния.
Распределительные валы тракторных дизелей изготовляют чаще всего из стали 45 или цементуемой малоуглеродистой стали. Кулачки выполняют как одно целое с распределительным валом. Для умень-шения трения и изнашивания рабочие поверхности кулачков и опор-ных шеек тщательно механически обрабатывают, закаливают или азотируют.
На тракторных двигателях применяют как полноопорные, так и неполноопорные распределительные валы, расположенные в боль-шинстве случаев в блоке цилиндров. В качестве подшипников рас-пределительного вала применяют втулки из антифрикционного чугу-на или свинцовистой бронзы.
Распределительный вал подвержен действию осевой составляю-щей силы в косозубом зацеплении шестерен его привода. Поэтому вал необходимо фиксировать в осевом направлении (рис. 2.43).
Фиксация вала осуществляется упорным фланцем 1, который крепится болтами 2 к стенке 3 блока цилиндров со стороны ведущей шестерни 5 (рис. 2.43, а). Между фланцем и шестерней устанавливает-ся дистанционное кольцо 4. Толщина кольца 4 больше толщины фланца 1 на величину регламентированного осевого перемещения ва-ла (0,1…0,2 мм).
Иногда фиксация осуществляется упорным болтом 2, вверты-ваемым в крышку 1 распределительных шестерен (рис. 2.43, б). В то-рец распределительного вала устанавливается термообработанный подпятник 3 или подпружиненный ограничитель.
При съемных крышках 1 подшипников верхних распредели-тельных валов фиксация вала осуществляется буртиками 2, упираю-щимися в торцы подшипника 3 (рис. 2.43, в).
Привод распределительного вала при расположении последнего в блоке цилиндров (нижнее расположение) осуществляется от колен-чатого вала в большинстве конструкций цилиндрическими косозубы-ми шестернями. Шестерня распределительного вала находится либо в непосредственном зацеплении, либо через промежуточную шестер-ню, с ведущей шестерней, установленной на носке коленчатого вала.
Шестерни привода механизма газораспределения изготовляют из стали или чугуна (промежуточные шестерни). В двигателях с верх-ним расположением распределительных валов (рис. 2.44) конические штампованные шестерни и валики привода выполняют из стали.
Рис. 2.43. Способы осевой фиксации распреде-лительного вала
На некоторых тракторных дизелях применяют декомпрессионный меха-низм, служащий для уменьшения дав-ления сжатия в цилиндрах при прово-рачивании коленчатого вала при его пуске и соответствующего уменьшения мощности пускового устройства. Меха-низм позволяет также облегчить ручное проворачивание коленчатого вала при регулировке зазоров в клапанах, уста-новке угла опережения подачи топлива и т.д. Пример такого механизма приве-ден на рис. 2.45, а. Он выполнен в виде кинематически связанных между собой рычагами 2 и общей тягой 1 валиков 3, на концах которых имеются лыски, входящие в кольцевые проточки 4 на
Рис. 2.44. Схема привода верхнего распределительного вала
направляющих поверхностях толкателей. Поворот валиков 3 вызыва-ет подъем толкателей на 2…3 мм и открывание клапанов.
Механизм может быть выполнен также в виде общего валика 5 с лысками, расположенными над коромыслами 6 клапанов (рис. 2.45, б). Поворот валика приводит к открыванию клапанов.
Рис. 2.45. Схемы декомпрессионных механизмов
Уход за механизмами газораспределения заключается в основ-ном в проверке и регулировке тепловых зазоров в приводах клапанов и регулировке декомпрессионного механизма, а также в притирке клапанов при переборке двигателя.
Источник