Особенностью конструкции коромысел и деталей их крепления является то, что коромысла устанавливаются на индивидуальные оси. Коромысла и все детали их крепления унифицированы. Коромысла клапанов кованые, изготовлены из стали 45. Соотношение длин плеч коромысел 1:1,79 является особенностью привода с роликовыми толкателями. На коротком плече коромысла имеется резьбовое отверстие с резьбой 1М12 х 1 для установки регулировочного винта.
Конец длинного плеча коромысла обработан под цилиндрическую площадку, поверхность которой закалена токами высокой частоты на глубину 2-5 мм и отшлифована; через эту площадку при работе двигателя передаются усилия на торец клапана. Ширина площадки 14 мм, радиус цилиндрической поверхности 15 мм.
Смещение линий касания цилиндрической поверхности коромысла с оси торца клапана обеспечивает равномерное распределение максимальных нагрузок на втулки клапана.
Подшипниками коромысла служат две втулки из бронзовой ленты ОЦС 4-4-2,5, запрессованные в отверстие коромысла и обработанные после запрессовки до диаметра 25 мм.
Кольцевое пространство между втулками специальным каналом соединяется с резьбовым отверстием под регулировочный винт и служит для подачи смазки к подшипникам коромысла.
Регулировочный винт коромысла изготовлен из стали 40 и подвергнут закалке и отпуску до твердости НЯС 207-241.
На нижнем конце винта выполнено сферическое гнездо с радиусом сферы 6 мм, внутренняя поверхность которого закалена токами высокой частоты на глубину 1,5-2,0 мм до твердости НЯС не менее 48.
Второй конец винта выступает над плоскостью коромысла, имеет прорезь под отвертку и резьбу для навертывания контргайки. Прорезь необходима для регулировки зазора между коромыслом и торцом стержня клапана. Через масляные каналы регулировочного винта смазка подается к подшипникам коромысел клапанов.
Каждое коромысло установлено на отдельной оси, крепящейся к плоскости головки одним болтом с резьбой М16. Положение оси коромысла фиксируется двумя штифтами, запрессованными в тело стойки оси. Стойка выполнена как одно целое с осью коромысла. Диаметр оси равен 25 мм. Материал оси - сталь 45; поверхность оси закалена с нагревом токами высокой частоты на глубину 1,5-2,0 мм до твердости НЯС 53- 55. Осевой зазор коромысел ограничивается стопорными кольцами, установленными в канавки на концах осей коромысел. Для снижения трения между стопорным кольцом и торцом коромысла установлены каленые шлифованные шайбы
Клапаны верхние, расположены в головке цилиндров наклонно к осям цилиндров, приводятся в движение от распределительного вала при помощи штанг, толкателей и коромысел. Клапаны изготовлены из жаростойкой стали, стержни клапанов хромируются. Стержень выпускного клапана имеет канал, наполненный натриевым охладителем, а для повышения износостойкости рабочая фаска имеет наплавку из жаростойкого сплава. Отверстие в клапане закрыто заглушкой, которая обеспечивает герметичность. Заглушка в гнезде должна сидеть прочно.
Механизм вращения клапана. Для поддержания в рабочем состоянии контактных поверхностей уплотнительных фасок выпускных клапанов иногда применяют специальные устройства, позволяющие принудительно поворачивать клапаны в процессе работы.
Механизм вращения клапана состоит из неподвижного корпуса, в наклонных канавках которого расположены пять шариков с возвратными пружинами, дисковой пружины и опорной шайбы с замочным кольцом. Механизм вращения клапана устанавливается в расточке, сделанной в головке блока цилиндров иол опорной шайбой клапанной пружины. При закрытом клапане давление на дисковую пружину невелико, и она вогнута наружным краем вверх, а внутренним краем опирается в заплечик корпуса. Шарики отжаты пружинами в исходное положение. В момент открытия клапана усилие со стороны клапанной пружины возрастает, под действием чего дисковая пружина, выпрямляясь, перелает усилие на шарики и вызывает их перемещение в углубление. Когда клапан закрывается, сила, действующая на дисковую пружину, уменьшается, и она, выгибаясь, освобождает шарики. Шарики под действием возвратных пружин перемешаются в исходное положение, что приводит к повороту клапана на некоторый угол (клапаны совершают 20—40 оборотов в минуту).
В некоторых двигателях применяют менее эффективное, но более простое устройство, основанное на использовании способа крепления клапанной пружины на стержне клапана. Крепление пружины на клапане состоит из опорной тарелки, втулки и двух сухарей.
Для повышения долговечности рабочей фаски выпускной клапан имеет механизм принудительного вращения. Механизм состоит: из неподвижного корпуса , пяти шариков и пяти возвратных пружин , находящихся в углублениях корпуса, конической дисковой пружины, упорной шайбы 6, воспринимающей усилие клапанной пружины, а также замочного кольца .
Упорная шайба и дисковая пружина с зазором свободно надеты на корпус 4У который расположен в специальном гнезде головки цилиндров. При закрытом клапане усилие пружины через упорную шайбу 6 передается на наружную кромку дисковой пружины которая в этот момент своей внутренней кромкой опирается на заплечик корпуса . Во время открытия клапана, под действием сжимающейся клапанной пружины, коническая дисковая пружина начинает распрямляться и поворачиваться вокруг шариков, нажимая на них. С этого момента усилие пружины клапана начинает передаваться на шарики у которые, перекатываясь по наклонной поверхности углублений корпуса , поворачивают вокруг оси коническую дисковую пружину и упорную шайбу , а вместе с ними клапанную пружину и клапан.
При закрытии клапана усилие клапанной пружины уменьшается, а прогиб дисковой пружины возрастает и, приходя в свое первоначальное положение, она прекращает нажимать на шарики. В этот момент шарики 5 освобождаются и под действием пружины 12 возвращаются в исходное положение, подготавливая механизм к следующему шагу поворота. При повреждении механизма вращения его следует заменить.
Тарелка пружины клапана крепится при помощи двух сухарей , надетых на стержень клапана, и в сборе держит пружину и клапан на головке цилиндров.
В процессе эксплуатации двигателя и в результате вредного воздействия горячих газов, коррозии, ударных нагрузок, а также отложения смолистых веществ на рабочей фаске нарушается герметичность клапанов. Нарушение герметичности клапанов при правильных зазорах между стержнями и коромыслами (0,25—0,30 мм в холодном состоянии), а также при исправной работе карбюратора и приборов зажигания обнаруживается по характерным хлопкам из глушителя и карбюратора (двигатель работает с перебоями. не развивает полной мощности).
studfiles.net
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Опора коромысла для привода клапанов двигателя внутреннего сгорания содержит кронштейн (8) коромысла, на котором расположена ось (6). На ось (6) своим отверстием (4), (5) поворотно насажено коромысло (2), (3). Коромысло (2), (3) удерживается посредством аксиальной фиксации положения. Аксиальная фиксация положения осуществляется направляющим соединением в виде соединения элемент (9), 10) зацепления - сопряженный элемент (11), (12) между кронштейном (8) и коромыслом (2), (3). Ориентированный поперек аксиального направления элемент (9), (10) зацепления входит поворотно в сопряженный элемент (11), (12) с аксиальным боковым опиранием. Раскрыт способ монтажа опоры. Технический результат заключается в уменьшении числа деталей и монтажного пространства при аксиальной фиксации положения коромысла и в повышении надежности работы. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.
Общеизвестная опора коромысла состоит из опорного кронштейна, на котором расположена ось, на которую насажено с возможностью поворачивания одно или два коромысла с предназначенным для этого отверстием и удерживаются посредством аксиальной фиксации положения. Фиксирование положения достигается опорными поверхностями на боковых поверхностях коромысел. Эти боковые поверхности формируются, в частности, калибровкой кованной заготовки, соответственно, механической обработкой. Со стороны опорного кронштейна, фиксирование достигается также, соответствующим образом обработанными поверхностями, а также с помощью шайб и стопорных колец.
Далее, известны аксиальные фиксации положения между коромыслом и осью. Например, для этого зона оси, которую окружает отверстие коромысла, имеет кольцевую канавку, в которой находится стопорное кольцо, которое одновременно своим внешним участком находится в канавке коромысла (WO 95/2780042).
Известные аксиальные фиксации положения требуют относительно много деталей, причем фиксация положения насаживаемыми по бокам шайбами, кроме того, требует нежелательно большого монтажного пространства.
Задачей изобретения является такое усовершенствование опоры коромысел для привода клапанов двигателя внутреннего сгорания, что при минимальном количестве деталей возможна надежная в работе и требующая мало монтажного пространства аксиальная фиксация положения.
Данная задача решается тем, что аксиальный фиксатор положения является направляющим соединением в виде соединения элемент зацепления - сопряженный элемент между кронштейном и коромыслом, в котором ориентированный поперек аксиального направления элемент зацепления поворотно подвижно входит в согласованный сопряженный элемент с аксиальным боковым опиранием.
Аксиальная фиксация положения достигается, таким образом, за счет аксиального бокового опирания между кронштейном и коромыслом, причем это боковое опирание достигается лишь посредством согласованного с элементом зацепления сопряженного элемента, т.е. без применения каких-либо других деталей, таких как упорные шайбы, и/или стопорные кольца. Такое соединение элемент зацепления - сопряженный элемент в пределах зоны кронштейн/коромысло может быть осуществлено так, что в добавление к этому, оно не потребует дополнительного монтажного пространства. При надлежащем выборе размеров элемента зацепления и сопряженного элемента, в частности боковой опоры, достигается, способная выдерживать нагрузку, и надежная в работе аксиальная фиксация положения коромысла.
Предпочтительно элемент зацепления располагается в качестве выступа на коромысле, а сопряженный элемент – в качестве согласованного углубления на кронштейне, причем также принципиально возможно обратное расположение с элементом зацепления на кронштейне и сопряженным элементом на коромысле для работоспособного варианта осуществления.
Конструктивно простая система, просто производимая и монтируемая, будет достигнута, если элементом зацепления будет служить шпоночный элемент (гребень), а сопряженным элементом будет паз (шпунт) направляющего соединения в виде соединения паз-шпонка (по-другому: соединение в шпунт и гребень).
При этом шпоночный элемент целесообразно согласован с коромыслом и образован в виде части расположенного в области кронштейна на периферии коромысла кольцевого ребра. В окружном кольцевом ребре, очевидно, нет необходимости, так как необходима только выступающая часть в качестве элемента зацепления в соответствии с поворотным рабочим ходом.
Такая часть кольцевого ребра может входить в согласованный паз на кронштейне, предпочтительным образом, приспособленной вогнутой частью кольцевого паза. Тем самым создается эффективное геометрическое замыкание паз-шпонка.
В предпочтительном конкретном варианте осуществления шпоночный элемент отформован за одно целое на коромысле, предпочтительным образом, выкован методом прецизионной ковки в случае выполнения коромысла в виде кованой детали. Паз выполнен, при этом, например, фрезеровкой на цельном кронштейне. Также, в качестве альтернативы, кронштейн мог бы быть деталью порошковой металлургии.
Однако в качестве альтернативы шпоночный элемент может также быть изготовлен отдельной деталью и приделан к коромыслу. Точно так же, кронштейн может быть выполнен состоящим из нескольких частей, в частности, с плоскостью разъема в зоне паза. Эти состоящие из нескольких частей системы могут, в зависимости от имеющихся условий, дать преимущества в отношении различных комбинаций материалов и требуемых обработок.
Для надежной работы опоры необходима достаточно хорошая смазка в зоне контакта элемент зацепления – сопряженный элемент. При осуществлении паза на кронштейне в виде ванны, в частности в виде вогнутого паза в форме части кольца, там улавливается масло, соответственно, удерживается масло, так что при поворотных перемещениях при работе, зона контакта элемент зацепления – сопряженный элемент постоянно должным образом смазана. В дальнейшем может быть предусмотрен целенаправленный подвод масла в зону контакта элемент зацепления – сопряженный элемент, в частности по меньшей мере посредством одного отверстия в коромысле и/или в кронштейне и/или посредством по меньшей мере одной форсунки.
Для облегчения монтажа при состыковке элемента зацепления и сопряженного элемента, на элементе зацепления и/или сопряженном элементе, могут быть предусмотрены скосы скольжения.
Для легкоходового относительного перемещения между элементом зацепления и сопряженным элементом, в частности, у боковой опоры предусмотрен люфт. Подходящие значения для этого люфта находятся в пределах от 0,1 мм до 1,0 мм. Предпочтительным образом, соединение элемент зацепления – сопряженный элемент имеет люфт от 0,10 мм до 0,45 мм, особенно предпочтительно от 0,25 мм до 0,35 мм. В частности, установка люфта на значение менее 0,50 мм оказывается особенно предпочтительной для всего клапанного механизма (привода клапанов). В случае такого рода люфта, с одной стороны, получается достаточно легкоходовое относительное перемещение между элементом зацепления и сопряженным элементом. С другой стороны, при этом в значительной мере предотвращается опрокидывание и поворачивание коромысла, благодаря чему может быть исключен так называемый кромочный контакт. К тому же, благодаря этому, люфт на находящихся в кинематическом соединении с коромыслом деталях, например клапанный мост или так называемая «слоновая нога» (подвижный контактный и/или соединительный элемент между клапанным мостом и коромыслом), удерживается как можно меньшим, что в свою очередь, позитивно влияет в частности на прецизионность клапанного управления и обеспечивает заданное перемещение выше упомянутых деталей.
В зависимости от ситуации, соединение элемент зацепления – сопряженный элемент может определяться в виде соединения с геометрическим замыканием за счет рабочего хода только в частичных зонах. Например, при этом элемент зацепления может быть осуществлен по типу реброобразного шпоночного элемента в виде гребенки с вырезами, благодаря чему снижается вес и при необходимости может улучшиться подвод масла и смазка. Точно также, при необходимости, паз на кронштейне в частичных зонах может быть увеличен карманообразными вырезами.
Монтаж вышеуказанной опоры может быть проведен просто, причем на первом этапе коромысло насаживается на ось и на втором этапе модуль коромысло-ось устанавливается на опорный кронштейн при установлении соединения элемент зацепления – сопряженный элемент и закрепляется.
Опора с аксиальной фиксацией положения объяснена выше с помощью одного коромысла. Тем не менее, варианты осуществления и соответствующие пункты формулы изобретения должны охватывать симметричную (зеркальную) систему с двумя коромыслами на одном кронштейне.
С помощью фигур, подробнее раскрывается пример осуществления изобретения.
Показаны:
Фиг. 1 - коромысловая система из двух коромысел на одном опорном кронштейне в перспективном изображении,
фиг. 2 - вид сбоку системы по фиг. 1,
фиг. 3 - разрез по линии А-А на фиг. 2, и
фиг. 4 - увеличенное изображение частичной зоны В из фиг. 3.
На фиг. 1 представлена коромысловая система 1 с двумя коромыслами 2, 3, каждое из которых своими отверстиями 4,5 насажено сбоку на ось 6 с возможностью поворачивания. Ось 6 закреплена винтами 7 на опорном кронштейне 8, который проходит по бокам соответственно под область коромысел 2, 3.
Для аксиальной фиксации положения коромысел 2, 3, на каждом из них образован выступающий элемент зацепления, погруженный в опорный кронштейн. Эти элементы зацепления образованы в виде частей 9, 10 кольцевого ребра и являются шпоночными элементами соединения паз-шпонка. Пазовые элементы в качестве сопряженных элементов образованы в виде частей 11, 12 кольцевого паза на опорном кронштейне 8, например, путем фрезеровки.
В частности, из вида сбоку по фиг. 2 видно, что каждая из частей 9, 10 кольцевого ребра выдается сбоку за зону опорного кронштейна 8 так, что во всем диапазоне поворачивания коромысла (стрелка 13) обеспечивается полный ввод в соответственно согласованную часть 11, 12 кольцевого паза с аксиальным боковым опиранием между частями 9, 10 кольцевого ребра и частями 11, 12 кольцевого паза.
В разрезе по фиг. 3 виден опорный кронштейн 8 с обеими частями 11, 12 кольцевого паза и удерживаемой болтовым соединением 7 осью 6. Кроме того, представлены маслопроводящие каналы 14 с выходными отверстиями 15. Насаженные сбоку на ось 6 коромысла 2, 3, в каждом случае своими частями 9, 10 кольцевого ребра входят с геометрическим замыканием с малым боковым люфтом в части 11, 12 кольцевого паза для аксиальной фиксации положения.
На фиг. 4 в увеличенном виде представлена зона зацепления между частью 11 кольцевого паза и частью 9 кольцевого ребра, причем здесь четко заметно двустороннее аксиальное боковое опирание 16, 17. Также на фиг. 4 заметны образованные со стороны части кольцевого паза скосы скольжения, служащие для облегчения монтажа.
Для монтажа коромысловой системы 1 на первом этапе коромысла 2, 3 насаживают на ось 6. На втором этапе собранный ранее модуль коромысло-ось устанавливается на опорный кронштейн 8 с созданием зацепляющего соединения между частями 9, 10 кольцевого ребра и частями 11, 12 кольцевого паза и далее закрепляют болтовым соединением 7.
1. Опора коромысла для привода клапанов двигателя внутреннего сгорания с кронштейном (8) коромысла, на котором расположена ось (6), на которую поворотно подвижно насажено коромысло (2, 3) своим согласованным отверстием (4, 5) и удерживается посредством аксиальной фиксации положения, отличающаяся тем, что аксиальная фиксация положения является направляющим соединением в виде соединения элемент зацепления - сопряженный элемент между кронштейном (8) и коромыслом (2, 3), в котором ориентированный поперек аксиального направления элемент (9, 10) зацепления входит поворотно-подвижно в согласованный сопряженный элемент (11, 12) с аксиальным боковым опиранием (16, 17).
2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что элемент зацепления является шпоночным элементом (9, 10), а сопряженный элемент является пазом (11, 12) направляющего соединения в виде соединения паз-шпонка.
3. Опора по п. 2, отличающаяся тем, что шпоночный элемент образован в виде части расположенного в области кронштейна (8) на периферии коромысла кольцевого ребра (9, 10), которое входит в согласованный паз (11, 12) на кронштейне (8).
4. Опора по п. 3, отличающаяся тем, что шпоночный элемент (9, 10) отформован на коромысле (2, 3) за одно целое, предпочтительно выкован путем прецизионной ковки в случае выполнения коромысла (2, 3) в виде кованной детали, а паз отфрезерован в цельном кронштейне (8).
5. Опора по п. 3, отличающаяся тем, что шпоночный элемент изготовлен в виде отдельной составной части и прикреплен к коромыслу (2, 3) и/или кронштейн (8) состоит из нескольких частей, в частности образован с плоскостью разъема в зоне паза.
6. Опора по любому из пп. 3-5, отличающаяся тем, что паз (11, 12) на кронштейне (8) образован в форме ванны.
7. Опора по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что предусмотрен целенаправленный подвод (14, 15) масла в зону контакта элемент зацепления – сопряженный элемент, в частности посредством по меньшей мере одного отверстия в коромысле и/или в кронштейне и/или через по меньшей мере одну форсунку.
8. Опора по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что элемент (9, 10) зацепления и/или сопряженный элемент (11, 12) выполнены со скосами (18, 19) скольжения для облегчения монтажа.
9. Опора по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что соединение элемент зацепления - сопряженный элемент, в частности, относительно бокового опирания (16, 17), имеет при необходимости изменяющийся за счет рабочего хода люфт от 0,1 до 1,0 мм, предпочтительно от 0,10 до 0,45 мм, особенно предпочтительно от 0,25 до 0,35 мм.
10. Опора по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что между элементом (9, 10) зацепления и сопряженным элементом (11, 12) за счет рабочего хода существует соединение с геометрическим замыканием только в частичной области.
11. Способ монтажа опоры по пп. 1-10, отличающийся тем, что на первом этапе монтажа коромысло (2, 3) насаживают на ось (6) и на втором этапе монтажа модуль коромысло-ось устанавливают на опорный кронштейн (8) с созданием соединения элемент зацепления – сопряженный элемент и закрепляют.
www.findpatent.ru
Коромысло клапана (рис.164) изготовлено из стали 45, а втулка из бронзы Бр. ОЦС 4-4-2,5. Поверхность носка коромысла подвергается закалке ТВЧ на глубину 2-5 мм до твердости HRC 56-63.
Основными дефектами коромысла являются износ отверстия во втулке под ось коромысла, ослабление посадки втулки в коромысле и поверхности носка. Коромысло меняют при обнаружении трещин или облома.
При износе отверстия под ось коромысла до диаметра 25,15 мм заменяют только втулку. Кроме того, втулку заменяют при ослаблении ее посадки в коромысле. Посадку проверяют легкими ударами медной выколотки.
Перед установкой новой втулки проверяют диаметр отверстия ступицы коромысла, который должен быть не более 27,028 мм. Новая втулка запрессовывается в коромысло с натягом не менее 0,7 мм. При установке новой втулки следует обеспечить совпадение отверстий во втулке и коромысле, а стык втулки должен находиться в верхней части отверстия.
Масляная канавка во втулке должна проходить через совмещенное отверстие, при этом кромки канавки не должны выходить за пределы отверстия. Запрессованная новая втулка должна утопать в теле коромысла по 1 мм с обеих сторон. Запрессованную втулку обрабатывают разверткой под размер 25 +0,030 -0,080 мм
Износ поверхности носка коромысла проверяют щупом с использованием шаблона, имеющего радиус образующей сферы 15-0,1 мм
Щуп толщиной 0,2 мм не должен проходить между образующей поверхностью носка и шаблона. Указанный дефект устраняют шлифовкой до размера не менее 19 мм (см. рис.164) с обеспечением радиуса 15 мм и шероховатости 0,63 мкм, которую получают полировкой пастами ГОИ. Шлифуют вручную на обдирочно-шлифовальном станке шлифовальным кругом, который должен быть заправлен радиусом 15 мм.
Если шлифовка носка коромысла не позволяет удалить следы выработки, не нарушая размера, равного 19 мм, то поверхность наплавляют электродом марки Т-590, который обеспечивает твердость HRC 50. Дальнейшая обработка поверхности носка аналогична изложенной выше.
На некоторых двигателях устанавливаются коромысла с уменьшенной шириной ступицы с 34,9-0,014 мм до 30-0,14 мм, соответственно изменена длина втулки коромысла с 33-0,034 мм до 29-0,28 мм. Поэтому при монтаже нового коромысла 1 (рис.165) на ось 3 старой конструкции необходимо с обеих сторон ступицы коромысла установить по одному распорному кольцу 2, изготовленному из любой стали по размерам, показанным на рисунке.
При установке старого коромысла на ось новой конструкции необходимо его ступицу подрезать равномерно с каждой стороны на 2,5 мм; торцы ступицы коромысла должны быть перпендикулярны оси внутреннего диаметра втулки с точностью 0,1 мм на диаметре 30 мм. Новую втулку можно запрессовать и обработать в сборе со старым коромыслом, если выдержать указанные требования. При использовании старой втулки с новым коромыслом ее следует запрессовать и подрезать с обеих сторон.
Коромысла клапанов ЯМЗ
maz-auto.info
Клапан может быть использован в поршневых машинах. Коромысло привода клапана выполняют из тонколистовой металлической заготовки. Коромысло имеет на своих концах элементы, взаимодействующие с толкателем и штоком клапана. Коромысло выполняют в форме желоба с симметричным переменным профилем. Овальное отверстие, выполненное в центральной части его днища, ориентировано своей большой осью в плоскости симметрии коромысла. Опора коромысла с резьбовым отверстием имеет выпуклую контактную поверхность в виде полусферы, экваториальное сечение которой перпендикулярно оси резьбового отверстия, и ее ось симметрии совпадает с осью резьбового отверстия. Полусфера выполнена без сегмента в ее донной части и имеет коническую фаску с кругового сечения менее экваториального. Номинальные величины радиусов сферических поверхностей коромысла и опоры равны. Допуски на их изготовление заданы: для опоры - на уменьшение радиуса сферы, а для коромысла - на его увеличение. В качестве материала для коромысла и опоры выбирается малоуглеродистая сталь с химико-термической обработкой их поверхностей: коромысло - цементация кругом на глубину 8 - 20% толщины материала, а опора - цианирование наружной поверхности. Такое выполнение повышает работоспособность коромысла привода клапана, его надежность и ресурс с обеспечением высокой технологичности конструкции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к поршневым машинам, в частности к коромыслам привода клапанов.
Коромысло привода клапанов поршневых машин является одним из самых нагруженных элементов поршневой машины. От его работоспособности в значительной мере зависят надежность и ресурс машины. Для снижения издержек производства конструкция коромысла и его опоры должна быть высокотехнологичной, а применяемые материалы - дешевыми. В патентной и специальной литературе приводятся различные конструкции коромысел привода клапанов и их опор. В устройстве [1] коромысло привода клапана выполнено из тонколистовой металлической заготовки с двумя боковыми противолежащими стенками, в которых выполнены отверстия с кольцевыми фланцами для оси коромысла. Боковые стенки коромысла соединены концевой стенкой, выполненной с ними за одно целое. Для повышения жесткости коромысла его боковые стенки соединены приваренными к ним пальцами. На концах коромысла находятся элементы, взаимодействующие с толкателем и штоком клапана. Такая усложненная конструкция коромысла имеет пониженную работоспособность из-за низкой несущей способности сварных соединений пальцев со стенками в условиях динамического нагружения коромысла, имеющего место при работе поршневой машины. Кроме того, необходимы специальные конструктивные меры для снабжения смазкой цилиндрической пари трения коромысло-ось. Известно также устройство [2] - седло для кинематической пары со сферической контактной поверхностью. Кинематическая пара, состоящая из двух деталей, одна из которых имеет полную выпуклую сферическую форму или только часть ее поверхности в зоне контакта с другой деталью, а другая деталь служит вогнутым седлом для сферической поверхности первой детали. Донная часть детали, служащей седлом, представляет собой вогнутую сферическую поверхность, диаметр которой меньше, чем диаметр выпуклой части другой детали. Вогнутая часть седла, расположенная выше его донной части поверхности, имеет диаметр больше, чем выпуклая часть. Различие в диаметрах контактирующих сферических поверхностей, а именно когда диаметр выпуклой сферической поверхности больше диаметра контактирующей с ней вогнутой сферической поверхности, приводит к ограниченной площади контакта и, следовательно, к повышенным контактным нагрузкам, снижающим работоспособность кинематической пары, ее надежность и ресурс. Подвод смазки к зоне контакта затруднен. Известно коромысло [3], являющееся наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению, с углублением в центральной части его днища в виде полусферы с отверстием, его опора с резьбовым отверстием имеет выпуклую контактную поверхность в виде полусферы, экваториальное сечение которой перпендикулярно оси резьбового отверстия, и ее ось симметрии совпадает с осью резьбового отверстия. Подвод смазки к зоне контакта затруднен. Задачей изобретения является повышение работоспособности коромысла привода клапана с опорой, его надежности и ресурса с обеспечением высокой технологичности конструкции. Решение указанной задачи достигается выбором оптимальных размеров и формы тонкостенного цельноштампованного коромысла и его опоры со сферическими контактными поверхностями, материалов и покрытий коромысла и опоры. На чертеже показаны коромысло и его опора. Коромысло 1 привода клапана выполнено в виде тонкостенного желоба с симметричным переменным профилем. В центральной части его днища имеется углубление 2 для опоры 3 в виде полусферы с овальным отверстием 4, ориентированным своей большой осью в плоскости симметрии коромысла. На одном конце коромысла на его днище выполнен выступ 5, контактирующий со штоком клапана 6, а на другом конце - углубление 7 в виде полусферы, контактирующее со штангой толкателя 8. Опора 3 коромысла 1 с резьбовым отверстием 9 имеет выпуклую контактную поверхность в виде полусферы 10, экваториальное сечение которой перпендикулярно оси резьбового отверстия, а ось симметрии совпадает с осью резьбового отверстия. Номинальные величины радиусов сферических поверхностей коромысла и опоры равны, а допуски на их изготовление заданы для опоры - на уменьшение радиуса сферы, а для коромысла - на его увеличение. Для исключения контакта в зоне овального отверстия 4 коромысла 1 полусфера 10 на опоре 3 выполнена неполной, т.е. без сегмента в ее донной части. Для обеспечения свободы качания коромысла 1 на полусфере 10 опоры 3, начиная с кругового сечения менее экваториального, выполнена коническая фаска 11. Материал коромысла и опоры - малоуглеродистая сталь с химико-термической обработкой поверхности для повышения износостойкости: - коромысло - цементация кругом глубиной 8 - 20% толщины материала; - опора - цианирование наружной поверхности. Смазка контактных поверхностей коромысла и опоры осуществляется маслом, конденсирующимся ни поверхности коромысла из окружающего его масляного тумана. Опытные образцы коромысла с опорой, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, были подвергнуты всесторонним лабораторным исследованиям. Стендовые испытания их в составе поршневого двигателя с имитацией максимальных возможных эксплуатационных нагрузок и длительные испытания на надежность (безотказность) на номинальной мощности подтвердили их высокую работоспособность. При изготовлении опытных образцов коромысла и опоры подтверждено, что их конструкция отличается высокой технологичностью. Источники информации 1. Патент США N 5010857, МКИ5 F 01 L 1/18 "Рычаг привода клапана". 2. Заявка N 2-22205, Япония, МКИ5 F 01 L 1/18, 1/46, F 16 C 11/06 "Изобретение стран мира". Реферативный журнал. Роспатент, выпуск 64, N 2,1992 г. 3. Патент США N 4517935, МПК F 01 L 1/18.Формула изобретения
1. Коромысло привода клапана из тонколистовой металлической заготовки с противолежащими боковыми стенками и имеющее на своих концах элементы, взаимодействующие с толкателем и штоком клапана, углубление в центральной части своего днища в виде полусферы с отверстием, опору коромысла с резьбовым отверстием, имеющую выпуклую контактную поверхность в виде полусферы, экваториальное сечение которой перпендикулярно оси резьбового отверстия, а оси симметрии резьбового отверстия и полусферы совпадают, отличающееся тем, что коромысло имеет форму желоба с симметричным переменным профилем, а отверстие в углублении в виде полусферы в центральной части его днища выполнено овальным, причем большая ось отверстия ориентирована в плоскости симметрии коромысла, полусфера опоры коромысла выполнена без сегмента в ее донной части и имеет коническую фаску с кругового сечения менее экваториального. 2. Коромысло по п.1, отличающееся тем, что номинальные величины радиусов сферических поверхностей коромысла и опоры равны, а допуски на их изготовление заданы: для опоры - на уменьшение радиуса сферы, а для коромысла - на его увеличение. 3. Коромысло по п.1 отличающееся тем, что материалы коромысла и опоры - малоуглеродистая сталь с химикотермической обработкой их поверхностей: коромысло - цементация кругом на глубину 8 - 20% толщины материалов, а опора - цианирование наружной поверхности.РИСУНКИ
Рисунок 1Похожие патенты:
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано при конструировании и разработке двигателей внутреннего сгорания (ДВС), используемых в качестве силового агрегата для малогабаритной техники
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к клапанным механизмам для двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с верхним распределительным валом
Изобретение относится к двигателестроению и позволяет повысить срок службы меанизма газораспределения двигателя
Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить надежность
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в механизмах газораспределения двигателей внутреннего сгорания
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Система для приведения в действие выпускного клапана двигателя для торможения двигателем содержит ось (110) коромысла, коромысло (100) торможения двигателем, перемычку (300) клапанов, скользящий палец (310), кулачок (200) и пружину (124). Ось (110) коромысла имеет впускной проход (112) для управляющей текучей среды. Коромысло (100) торможения двигателем установлено на оси (110) коромысла и имеет центральное отверстие, расположенное вокруг оси (110) коромысла, гидравлический проход, соединяющий центральное отверстие с регулирующим клапаном (130), и проход (105) для текучей среды, соединяющий регулирующий клапан с узлом (140) поршня приводного устройства. Перемычка (300) клапанов проходит между первым и вторым выпускными клапанами (400) двигателя. Скользящий палец (310) расположен в перемычке (300) клапанов и контактирует с первым выпускным клапаном (400) двигателя. Узел (140) поршня приводного устройства вступает в контакт со скользящим пальцем (310). Кулачок (200) предназначен для передачи движения приводного механизма торможения двигателем коромыслу (100) торможения двигателем. Пружина (124) вводит коромысло (100) торможения двигателем в контакт с кулачком (200). Раскрыта система для приведения в действие клапана двигателя. Технический результат заключается в улучшении эффекта торможения. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Газораспределительный механизм ДВС включает в себя распределительный вал (21) с кулачками (20), взаимодействующими с одними из плеч коромысел (14) и (15), шарнирно установленных на осях (16), размещенных в головке (1) блока цилиндров. Коромысла (14) и (15) другими своими плечами контактируют со стержнями (8) и (9) клапанов (6) и (7) относительно головки (1) блока цилиндров. Оси (16) коромысел выполнены из упругого материала и на участках взаимодействия их с коромыслами и головкой блока снабжены шлицами (17), взаимосвязанными с ответными шлицами, нарезанными в коромыслах и головке. Стержни (8) и (9) клапанов на своих торцах имеют сферической формы выступы, образующие кинематические пары с одними из плеч коромысел через корпуса чашеобразной формы с замками, жестко закрепленными на последних. Технический результат заключается в упрощении конструкции газораспределительного механизма за счет исключения винтовых пружин клапанов. 4 ил.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Самоадаптивная гидравлическая система с изменяемыми фазами газораспределения предназначена для дизельного двигателя (1) с электронным блоком управления. На выходном валу (6) привода двигателя размещен масляный насос (7), соединенный с реверсивным клапаном (8) регулировки давления. Главный смазочный канал (4) двигателя соединен с масляным насосом (7) через масляную входную трубку (5) масляного насоса. Реверсивный клапан (8) регулировки давления соединен с масляной магистралью (10) и масляной возвратной трубкой (9). Масляная магистраль (10) соединена с главной трубкой (11) подачи масла. Рабочей средой системы является моторное масло. Масляная входная трубка (5) масляного насоса втягивает масло из главного смазочного канала (4) двигателя. Масляный насос (7) соединен с выходным валом двигателя (1). Реверсивный клапан (8) регулировки давления регулирует масло под давлением, нагнетаемое масляным насосом (7) до надлежащего рабочего давления, и переключает направление его потока для переключения рабочего режима системы. Главная трубка (11) подачи масла, масляная магистраль (10) и рабочие цилиндры двигателя соединены через самоадаптивный механизм изменения длины толкателя. Масляная возвратная трубка (9) соединена с маслосборным баком (3) двигателя. Самоадаптивный механизм изменения длины толкателя представляет собой самоадаптивный механизм переключения маслопровода типа золотникового клапана, содержащий по меньшей мере основание, нижнюю концевую заглушку, поршень, шаровой палец коромысла, сухарь пальца, внутренний золотник и пружину. Основание расположено на головке цилиндра рабочего цилиндра двигателя. Нижняя концевая заглушка размещена в основании. Шаровой палец коромысла соединен с коромыслом клапана двигателя (1). Шаровой палец коромысла прижат к верхнему концу поршня сухарем пальца. В основании имеется маслопроводящее отверстие основания. Нижняя концевая заглушка снабжена маслопроводящим отверстием нижней концевой заглушки, масляным возвратным отверстием нижней концевой заглушки и масляным возвратным каналом нижней концевой заглушки. Внутренний золотник прижат к нижнему концу поршня усилием пружины. Главная трубка подачи масла представляет собой трубку подачи масла из общей магистрали, которая подает масло на рабочие цилиндры двигателя через патрубки подачи масла. Раскрыты вариант выполнения самоадаптивной гидравлической системы с изменяемыми фазами газораспределения и способ управления такой системой. Технический результат заключается в снижении вредных выбросов двигателя. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Устройство (10) управления клапаном двигателя внутреннего сгорания для управления операциями открытия и закрытия клапана (12) двигателя содержит центральное коромысло (14), первое соседнее коромысло (18) , второе соседнее коромысло (20), множество кулачков и двойной синхронизирующий штифт (38). Центральное коромысло (14) установлено на оси (16) коромысел. Поворотное движение центрального коромысла (14) сообщает прямолинейное движение клапану (12) для его открытия и закрытия. Первое соседнее коромысло (18) установлено с возможностью поворота на оси (16) коромысел с первой стороны центрального коромысла (14). Второе соседнее коромысло (20) установлено с возможностью поворота на оси (16) коромысел со второй противоположной стороны центрального коромысла (14). Множество кулачков приводится во вращение синхронно с вращением двигателя. Множество кулачков включает в себя первый и второй кулачки (24) и (26). Первый кулачок (24) предназначен для обеспечения поворота первого соседнего коромысла (18) вокруг оси (16) коромысел в соответствии с первым кулачковым профилем первого кулачка (24). Второй кулачок (26) предназначен для обеспечения поворота второго соседнего коромысла (20) вокруг оси (16) коромысел в соответствии со вторым кулачковым профилем у второго кулачка (26). Двойной синхронизирующий штифт (38) предназначен для избирательной синхронизации поворотного движения центрального коромысла (14) по меньшей мере с одним первым соседним коромыслом (18) или вторым соседним коромыслом (20). Двойной синхронизирующий штифт (38) имеет первое состояние, при котором поворотное движение первого соседнего коромысла (18) от первого кулачка (24) передается на центральное коромысло (14), второе состояние, при котором поворотное движение второго соседнего коромысла (20) от второго кулачка (26) передается на центральное коромысло (14), и третье состояние, при котором поворотное движение не передается ни от первого соседнего коромысла (18), ни от второго соседнего коромысла (20). Раскрыты варианты выполнения устройств управления клапаном и способ для синхронизации коромысел клапана двигателя. Технический результат заключается в снижении инерционной массы системы коромысел. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 22 ил.
Изобретение может быть использовано в коромыслах клапанов двигателей внутреннего сгорания. Качающееся коромысло (21) клапана включает в себя ось коромысла, первую кулису (23) и вторую кулису (31). Первая кулиса (23) имеет первое круговое отверстие (25), в которое вставляется ось коромысла (21), и первую контактную поверхность (29). Вторая кулиса (31) имеет второе круговое отверстие (33), в которое вставляется ось коромысла клапана, и вторую контактную поверхность (35). Первая и вторая кулисы (23) и (31) установлены с возможностью поворота на оси коромысла клапана. Первое отверстие (25) и второе отверстие (33) располагаются коаксиально. Первая контактная поверхность (29) и вторая контактная поверхность (35) могут касаться друг друга и передавать тем самым силу в направлении, поперечном направлению оси коромысла (21) клапана. Качающееся коромысло (21) клапана включает единственный толкатель распределительного вала, размещенный на первой кулисе. Раскрыт механизм открытия клапана. Технический результат заключается в возможности размещения на коромысле поршня привода для одной из контактных поверхностей. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Клапанное управляющее устройство предназначено для, по меньшей мере, одного клапана двигателя внутреннего сгорания, в котором перемещение, по меньшей мере, одного кулачка (2) распределительного вала (3) передается штоку (5) клапана (1) при помощи передаточного механизма (4). Передаточный механизм (4) содержит, по меньшей мере, одно передаточное приспособление (7), установленное с возможностью вращения на оси (6). Передаточное приспособление (7) выполнено в виде коромысла (10) или тянущего рычага и соединено с распределительным валом (3) при помощи контактного элемента (8), расположенного на передаточном приспособлении (7). Контактная поверхность (19) контактного элемента (8) и окружная поверхность (20) кулачка (2) имеют, по меньшей мере на некоторых участках, изогнутые и соответствующие друг другу контуры в осевом направлении (21). Передаточное приспособление (7) установлено с возможностью осевого перемещения на корпусе (11) оси (6). Раскрыты способ ограничения осевого перемещения передаточного приспособления и двигатель внутреннего сгорания. Технический результат заключается в снижении относительного перемещения в осевом направлении двух контактирующих деталей клапанного управляющего устройства относительно друг друга. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к поршневым машинам, в частности к коромыслам привода клапанов
www.findpatent.ru
Снятые с головки цилиндров оси коромысел клапанов в сборе со стойками разбирают на детали для осмотра и проверки их состояния.
Рис. Передняя ось коромысел клапанов в сборе со стойками
ustroistvo-avtomobilya.ru
КОРОМЫСЛО ДЛЯ ПРИВОДА КЛАПАНА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ в виде окантованной ребрами треугольной пластины , в. углах которой размещены цилиндрическая бобышка для сопряжения с штангой толкателя, боек для сопряжения со стержнем клапана и перпендику-лярный к ним выступ с отверстием для подшипника, отличающеес я тем, что, с целью повьшения прочности, отверстие для подшипника в выступе смещено внутрь треугольника в сторону бойка от оси выступа на величину 1/6-1/4 своего радиуса вдоль плоскости, расположенной под углом 40-50 к оси цилиндрической бобьппки. (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19> (11) m)4 Р 01 1 1/18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3733853/25-06 (22) 29.02.84 (46) 23.12.85. Бюл. Ф 47 (71) Научно-исследовательский конструкторско-технологический институт тракторных и комбайновых дви. гателей и Головное специализированное конструкторское бюро по двигателям средней мощности, Харьков (72) В.К. Фомин, А.С. Вольфович, Б.И. Ганзюк и Г.M. Финкель (53) 621.43-384(088.8) (56) Чертеж Ф 1-0609-1А ГСКБД.
Харьков, 1982. (54)(57) КОРОМЫСЛО ДЛЯ ПРИВОДА КЛА ПАНА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ "ДВИГАТЕЛЯ
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ в виде окантованной ребрами треугольной пластины, в углах которой размещены цилиндрическая бобышкадля сопряжения с штангой толкателя, боек для сопряжения со стержнем клапана и перпендикулярный к ним выступ с отверстием для подшипника, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьппения прочности, отверстие для подшипника в выступе смещено внутрь треугольника в сторону бойка от оси выступа на величину 1/6-1/4 своего радиуса вдоль плоскости, расположенной под углом 40-50 к оси цилиндрической бобьппки.
1199962
Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению и может быть использовано при изготовлении коромысел двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Цель изобретения — повышение прочности коромысла.
На фиг. 1 показано предлагаемое коромысло, общий вид; на фиг. 2 — линии равных эквивалентных напряжений (мПа) в предлагаемой конструкции; на фиг. 3 вЂ, то же, в известной конструкции, Коромысло клапана механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания выполнено в виде треугольной пластины 1 с ребрами 2 жесткости по периметру и имеет размещенные в углах пластины цилиндрическую бобышку 3 для сопряжения с штангой толкателя, боек 4 для сопряжения со стержнем клапана (не показан) и выступ 5 с отверстием 6 для подшипника скольжения, причем выступ расположен перпендикулярно к бобьппке и бойку.
Отверстие 6 размещено в выступе
5 со смещением во внутрь треугольника в сторону бойка 4 от оси 0 выс1 тупа на величину . f-=1- + — R
6 4 где R — радиус отверстия вдоль плоскости 0 — 0, расположенной под углом М = 40 — 50О к оси А-А цилиндрической бобьппки.
При работе двигателя в верхних ребрах 2 жесткости коромысла клапана возникают сжимающие напряжения, а в нижних ребрах — растягивающие. При этом наибольшие величины напряжений (29,6 ИПа) возникают в нижнем ребре жесткости, соединяющем выступ 5 с бобышкой 3, а также на внутренней поверхности выступа в зоне ее наи10 большей толщины (24 MIIa), т.е. в наиболее напряженных местах коромысло усилено, а из ненагруженных участков коромысла материал удален (фиг.
1и2).
15 В этом можно убедиться также при рассмотрении линий равных эквивалентных напряжений в предложенной и известной конструкциях (фиг. 2 и 3).
Так, в зоне ступицы предложенной
2р конструкции .эквивалентные напряжения распределены более равномерно: перепад напряжений 12 ИПа — 24 ИПа, т.е. в 2 раза (фиг. 2), а в известной — 8 ИПа — 24 ИПа, т.е. в 3 раза
25 (фиг. 3).
Выполнение коромысла с выступом, отверстие для подшипника в котором выполнено со смещением внутрь треугольника в сторону бойка, позволяЗО ет повысить прочность коромысла и, кроме того, более рационально распределить материал по толщине коромысел (т.е. выполнить выступ переменной толщины) и снизить его материалоемкость. з
1199962
Составитель В. Фомин
Редактор О. Головач Техред Т.Фанта Корректор Л. Пилипенко
Заказ 7844/38 Тираж 496 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
www.findpatent.ru
Категория:
Техническое обслуживание автомобилей
Детали клапанного механизмаВ газораспределительном механизме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коромысла) .
Толкатели. Они предназначены для передачи усилия от распределительного вала через штанги к коромыслам. Изготовляют их из стали или чугуна. Толкатели выполняют цилиндрическими и рычажно-роли-ковыми (рис. 3.5). В дизелях ЯМЗ-236 и ЯМЭ-238 применяют рычаж-но-роликовые толкатели качающегося типа (рис. 3.5, а), установленные на оси над распределительным валом. Ролик толкателя опирается на кулачок распределительного вала. Ось ролика вращается на игольчатых подшипниках, поэтому при перекатывании ролика по кулачку трение скольжения заменяется трением качения. Сверху на толкатель опирается штанга.
В двигателях ЗИЛ-130, 3M3-53-11 и КамАЗ-740 применяют цилиндрические толкатели (рис. 3.5, б), установленные в специальных отверстиях — направляющих. У дизеля КамАЗ-740 направляющие съемные. Внутренняя полость толкателя имеет сферическую поверхность под штангу и отверстие для слива масла. Для повышения работоспособности торцовую поверхность 8 стальных толкателей в месте соприкосновения с кулачком наплавляют специальным износостойким чугуном.
Штанги. Для передачи усилия от толкателей к коромыслам служат штанги. Из изготовляют из стального прутка с закаленными концами (двигатели ЗИЛ-130) или из дюралюминиевого стержня (двигатели 3M3-53-11 и ЗМЗ-24-04) со стальными сферическими наконечниками.
В дизелях ЯМЗ и КамАЗ штанги (см. рис. 3.5, б) делают из стальной трубки. На концах штанг напрессовывают стальные сферические наконечники, которыми они с одной стороны упираются в сферические поверхности регулировочных винтов (см. рис 3.5, а), ввернутых в коромысла, ас другой — в толкатели.
Коромысло. Для передачи усилия от штанги в клапану служит коромысло, представляющее собой неравноплечий рычаг, изготовленный из стали или чугуна. Плечо а коромысла примерно в 1,5 раза больше плеча в. 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 (см. рис. 3.3), в конце которой запрессованы заглушки, что позволяет подводить масло к бронзовым втулкам коромысел и к сферическим наконечникам регулировочных болтов. Оси в сборе с коромыслами устанавливают на каждой головке цилиндра с помощью стоек. На дизелях оси коромысел выполнены за одно целое со стойками и каждое коромысло качается на своей оси.
Рис. 3.5. Детали привода клапанов дизелей: а—ЯМЗ; б—КамАЗ
Клапаны. Открытие и закрытие впускных и выпускных каналов, соединяющих цилиндры с газопроводами системы питания, происходят при помощи клапанов. Клапан (рис. 3.6, а) состоит из плоской головки и стержня, соединенных между собой плавным переходом. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают значительно больше, чем диаметр выпускного.
Так как клапаны работают в условиях высоких температур, их изготовляют 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 из жаропрочного чугуна, которые называются седлами. Применение вставных седел повышает срок службы головки цилиндров и клапанов.
Для плотного прилегания головок клапанов к седлам их рабочие поверхности делают коническими в виде тщательно обработанных фасок под углами 45 или 30°.
Стержни клапанов имеют цилиндрическую форму. Они перемещаются в чугунных или металлокера-мических втулках, запрессованных в головку блока. На конце стержня проточены цилиндрические канавки под выступы конических сухариков, которые прижимаются к конической поверхности тарелки под действием пружины.
В двигателях ЯМЗ, КамАЗ и автомобилей семейства «Москвич» для повышения работоспособности газораспределительного механизма клапана прижимаются к седлам не одной, а двумя пружинами. В этом случае направление витков пружин делается различным, чтобы при поломке одной из пружин ее витки не попадали между витками другой и не нарушалась безотказная работа клапанного механизма.
Рис. 3.6. Выпускной клапан двигателя автомобиля ЗИЛ-130
На впускных клапанах под опорные шайбы или в верхней части направляющих втулок (у двигателей ЗИЛ, КамАЗ, ЗМЗ) устанавливают резиновые манжеты или колпачки (см. рис. 3.1), которые при открытии клапанов плотно прижимаются к его стержню и к направляющей втулке, вследствие чего устраняется возможная утечка (подсос) масла в цилиндры через зазор между втулкой и стержнем клапана (при такте впуска) .
В двигателях ЗИЛ-130 и 3M3-53-11 для лучшего отвода тепла от выпускных клапанов введено натриевое охлаждение. С этой целью клапан делают полым и его полость заполняют на 3/4 объема металлическим натрием (рис. 3.6, 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.
В клапанном приводе двигателей ЗМЗ (см. рис. 3.1), кроме сухариков и тарелки имеется коническая втулка, плотно охватывающая сухарики и соприкасающаяся с тарелкой узким кольцевым пояском. Вследствие этого уменьшается трение в этом соединении и клапан может проворачиваться под действием усилия, передаваемого через коромысло. Последнее способствует снятию нагара с головки и седла клапана и предотвращает их обгора-ние.
Для этой же цели выпускные клапаны V-образных карбюраторных двигателей ЗИЛ имеют механизм принудительного вращения. Он состоит из корпуса (см. рис. 3.6, а), расположенного в углублении головки цилиндра на направляющей втулке, закрепленной замочным кольцом, пяти шариков, установленных вместе с возвратными пружинами в наклонных пазах корпуса, опорной шайбы и конической дисковой пружины. Пружина и шайба свободно надеты на выступ корпуса и закреплены на нем замочным кольцом.
При закрытом клапане, когда усилие пружины невелико (рис. 3.6, б), дисковая пружина выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечики корпуса. При этом шарики в конических пазах корпуса отжаты пружинами в крайнее положение.
Когда клапан начинает открываться, усилие пружины возрастает, в результате чего дисковая пружина (см. рис. 3.6, б,в) выпрям-‘ляется и передает усилие пружины на шарики, которые, перекатываясь по наклонным пазам корпуса, поворачивают дисковую пружину, опорную шайбу, клапанную пружину и сам клапан относительно его первоначального положения.
Во время закрытия клапана усилие клапанной пружины уменьшается, при этом дисковая пружина прогибается до своего исходного положения и освобождает шарики, которые под действием пружин возвращаются в первоначальное положение, подготовляя 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 или болтом толкателя. 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 в клапанах они 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 (см. рис. 3.1) и торцом стержня клапана при нижнем распределительном валу (у двигателей ЗИЛ-130, КамАЗ-740, 3M3-53-11 и др.) или между рычагом (см. рис. 3.2, а) привода клапана и кулачком при верхнем расположении распределительного вала (у двигателей ВАЗ-2105, -2107).
В двигателях автомобилей ВАЗ (с приводом на задние колеса) тепловой зазор должен быть 0,15 мм как для впускных, так и для выпускных клапанов. При их регулировке отпускают контргайку и, вращая регулировочный болт, устанавливают указанный зазор между рычагом и кулачком на двигателе в холодном состоянии.
В двигателях переднеприводных автомобилей ВАЗ-2108 «Спутник», -2109 зазор h (см. рис. 3.2, в) между кулачками распределительного вала и регулировочными шайбами должен быть (0,2 + 0,05) мм для впускных клапанов и (0,35 + 0,05) мм для выпускных. Комплект регулировочных шайб имеет толщину от 3 до 4,25 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Толщина шайб маркируется на ее поверхности.
У двигателей автомобилей семейства «Москвич» (с приводом на задние колеса) при верхнем расположении распределительного вала тепловой зазор устанавливают между наконечником, регулировочного болта и торцом стержня клапана (зазор h см. на рис. 3.2,6).
Рис. 3.7. Проверка и регулировка теплового зазора
В непрогретых двигателях ЗИЛ-130, ЯМЭ-238 и 3M3-53-11 зазор впускных и выпускных клапанов должен быть 0,25—0,30 мм, на дизелях КамАЗ зазор у впускных клапанов составляет 0,25—0,30 мм, а у выпускных — 0,35—0,40 мм.
В этих двигателях для регулировки зазора в клапанах (рис. 3.7) служит регулировочный винт с контргайкой, ввернутый в коромысло.
Читать далее: Виды систем охлаждения и принцип их работы
Категория: - Техническое обслуживание автомобилей
stroy-technics.ru
