Коромысло клапана ЯМЗ-236
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.
www.dymz.ru
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Тюменский государственный нефтегазовый университет
Филиал
Кафедра: «МТО»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
по дисциплине:
Техническое состояние ТТМ
на тему:
Коромысло двигателя ЗИЛ-130
Тобольск 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Общая характеристика коромысла
1.1 Назначение, устройство и материалы коромысла
1.2 Изнашиваемые и разрушающиеся поверхности
2. Условия работы на поверхностях трения
2.1.Нагрузка и её изменения
2.2 Скорость
2.3 Температура
2.4 Среда
2.5 Физико-химические процессы на поверхностях трения
2.6 Виды трения
2.7 Виды износов
2.8 Методы определения износа
2.9 Закономерности проявления износов
2.10 Последствия износа
3. Меры снижения износов
3.1 Производственные меры
3.2 Ремонтные меры
3.3 Эксплуатационные меры
Выводы и рекомендации
Список литературы
Коромысло служит для передачи усилия от штанги к клапану. Представляет собой стальной неравноплечий рычаг; длинное плечо расположено над клапаном, а короткое – над штангой. При работе двигателя штанга нажимает на короткое плечо коромысла, а его длинное плечо – на стержень клапана. Коромысло выполняют неравноплечим для уменьшения хода толкателя и штанги, а также снижения сил инерции.
Коромысло 1 (см. рис. 1) клапанов изготавливается из стали 45Л точным литьём. Шаровая поверхность его, соприкасающаяся со стержнем клапана, термически обработана и отшлифована для повышения его надежности и износостойкости. Коромысло на оси вращается на бронзовой втулке, запрессованной в отверстие коромысла. В теле коромысла выполнено отверстие для подвода масла в отверстие регулировочного винта. В конец коромысла со стороны штанги вверит регулировочный винт 4 с контргайкой 5. С помощью ого винта производят регулировку зазоров в клапанах, зазор между носиком коромысла и стержнем клапана годится в пределах 0,25÷0,30 мм. Регулировочный винт – стальной, с каналом для подвода масла из канала коромысла к верхнему наконечнику штанги. Конец винта со сферическим углублением термически обработан.
В головку блока ввернуты шпильки, на которых установлены стойки и ось с коромыслами. От продольного смещения по оси коромысла удерживаются распорными пружинами, прижимающими их к стойкам и стопорным кольцам. Каждое коромысло качается на отдельной оси. От бокового смещения коромысло удерживается упорной шайбой и стопорным пружинным кольцом.
Рис. 1. Коромысло в составе ГРМ двигателя:
1 – коромысло; 2 – боёк; 3 – втулка; 4 – регулировочный винт; 5 – контргайка
Изнашиваемыми поверхностями в коромыслах клапанов двигателя ЗИЛ-130 являются следующие:
1. Сферическая поверхность, контактирующая со стержнем клапана
2. Внутренняя поверхность втулки, запрессованной в ступицу коромысла
Перечисленные поверхности подвергаются воздействию циклических нагрузок, работают в условиях высоких температур, и как следствие – повышенный износ контактирующих поверхностей. Износ втулки проявляется в виде отклонения от номинального диаметра. Износ бойка в виде изменения формы его сферической поверхности, а также появления трещин.
коромысло поверхность трение износ
Во время работы двигателя, коромысло клапана подвергается постоянным циклическим инерционным нагрузкам. Нагрузка на рабочие поверхности коромысла находится в прямой зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Коромысло давит на клапан и заставляет его с большим ускорением начинать движение. Всё это приводит к значительному росту инерционных нагрузок.
Инерционные нагрузки достигают своего максимального значения в момент нажатия на клапан и момент возврата в исходное состояние.
Обеспечение наиболее выгодного режима заполнения цилиндра горючей смесью, а также выпуска отработавших газов определяет необходимость быстрого открытия и закрытия впускного клапана, а значит и движения коромысла с большими скоростями.
Величина скорости движения коромысла находится в прямой зависимости от изменения числа оборотов двигателя и достигает наибольшего значения при максимальных оборотах. В среднемчислоциклов коромысла около 40000 раз/час.
Коромысло клапанов работает в относительно мягких температурных условиях. Его температура не превышает 100 °C и мало меняется при работе.
Нормальная работа коромысла предполагает наличие жидкостного и полужидкостного трений в сопрягаемых элементах. Поэтому среда, в которой работает коромысло, в основном зависит от качества смазывающего масла. При изношенных клапанах и их втулках через образовавшиеся зазоры возможен прорыв отработавших газов. В данных условиях значительно ухудшаются условия работы коромысла за счёт негативного воздействия на смазочное масло и материалы сопрягаемых деталей отработавших газов.
Если перемещающиеся поверхности разделены смазочной пленкой толщиной не менее какой-то определенной для данных условий величины, то внутри смазочной пленки возникает жидкостное трение. При этом свойства масла, находящегося в виде пленки между твердыми поверхностями, не будут отличаться от его свойств в более толстых слоях.
Жидкостное трение является наиболее выгодным видом трения, так как при этом поверхности трения полностью разделяются жидкостью, что обеспечивает минимальное трение, а следовательно, и минимальное выделение тепла и незначительный износ.
Характерной особенностью гидродинамического режима смазки является способность к саморегулированию в определенных пределах: с повышением скорости возрастает сила трения и увеличивается тепловыделение, но с повышением температуры масла снижается его вязкость. Следовательно, сила трения и температура масляного слоя стабилизируются.
В идеальном случае (при совершенном гидродинамическом режиме) износ поверхностей равен нулю, так как контакт металлических поверхностей отсутствует и внешнее трение заменено внутренним трением между слоями масла.
При полужидкостном трении поверхности деталей местами контактируются непосредственно или через граничные слои смазки. Здесь отсутствует типичная для гидродинамического режима автоматичность регулирования температур и силы трения. Незначительные колебания нагрузки в этой области могут вызвать переход к граничному трению.
При нормальной работе коромысла присутствуют жидкостное и полужидкостное трения.
С увеличением числа оборотов коленчатого вала растёт температура масла. При повышении температуры масла происходит уменьшение его вязкости. При уменьшении вязкости масла происходит переход в сопрягаемых деталях от жидкостного к полужидкостному трению.
Сухое трение в рассмотренных сопряжениях возникает при отсутствии смазки на их поверхностях. При нормальной эксплуатации это маловероятно.
Износ рабочих поверхностей коромысла является результатом процессов механических изнашиваний.
Для втулки коромысла характерно абразивное (следствие режущего действия твёрдых частиц, находящихся между поверхностями трения) изнашивание и пластические деформации (перемещение поверхностных слоёв антифрикционного материала в направлении скольжения под действием значительных нагрузок с изменением размера деталей без потери их веса).
Для бойка характерны пластические деформации и хрупкое разрушение. Хрупкое разрушение состоит в том, что поверхностный слой материала одной из сопряжённых деталей в результате трения и наклёпа становится хрупким и разрушается, обнажая лежащий под ним менее хрупкий материал.
Износ отверстия во втулке коромысла определяется измерительным инструментом типа – штангенциркуль, отклонение от номинального диаметра не должен превышать 0,12 мм. Износ бойка коромысла определяется исходя из уменьшения радиуса сферы, а также его деформации.
Закономерность изнашивания рабочих поверхностей коромысла во времени приведена на рис. 2.
Рис. 2. Закономерность изнашивания рабочих поверхностей коромысла во времени
I – приработка; II – нормальный износ; III – форсированный износ
По оси абсцисс отложено время t работы сопряжения, по оси ординат – износ коромысла. Тангенс угла a определяет скорость изнашивания, τ – время нормальной работы.
На кривой износа обнаруживаются три участка, соответствующие трём стадиям износа. Первая стадия – это начальный износ, наблюдаемый при приработке вкладышей. Здесь трущиеся детали приспосабливаются к выполнению функции, скорость изменения микронеровностей постоянно уменьшается.
Вторая стадия является режимом установившегося, нормального износа. Здесь характерно постоянство рельефа микронеровностей. На этой стадии происходит плавное увеличение зазоров без качественных изменений характера работы сопряжения. Скорость изнашивания близка к постоянной.
На третьей стадии возникают качественные изменения процесса изнашивания. Его скорость увеличивается из-за ударных нагрузок, изменения теплового режима и условий смазки. Происходит рост микронеровностой, возникает схватывание, характерное молекулярно-механическое изнашивание. Дальнейшая эксплуатация становится опасной.
Износ рабочих поверхностей коромысла приводит к нарушению фаз газораспределения, падению мощности двигателя, увеличению расхода топлива.
3.1 Производственные меры
Надёжная работа коромысел клапанов обеспечивается технологическими и конструктивными мероприятиями, из которых основными являются:
1) применение более совершенных материалов;
2) изготовление коромысел неравноплечими;
3) применение бронзовых втулок;
4) закалка ТВЧ бойка коромысла.
3.2 Ремонтные меры
Изношенные втулки заменяют новыми или растачивают до ремонтного размера.
Изношенный боёк восстанавливают зачисткой алмазным бруском.
3.3 Эксплуатационные меры
− соблюдение температурных режимов работы двигателя;
− использование качественного и соответствующего требованиям завода изготовителя моторного масла.
− соблюдение нормативов периодичности ТО.
Знание основных причин изменения технического состояния важно как для совершенствования конструкции автомобилей, так и для выбора наиболее эффективных мероприятий по предупреждению неисправностей в эксплуатации.
Знание закономерностей распределения нагрузки обеспечивает выбор оптимальной формы коромысла. Заданные свойства жёсткости, упругости, прочности определяют выбор материала, из которого оно изготовляется. Изучение физико-химических процессов, происходящих на рабочих поверхностях коромысла, даёт возможность наиболее рационального выбора используемых сортов масла. Знание причин изменения технического состояния обеспечивает своевременное техническое обслуживание (замена фильтров и масла).
1. Автомобильные двигатели. Под. ред. М.С. Ховаха. М., А22 «Машиностроение», 1977. 591 с.
2. Автомобильный двигатель ЗИЛ-130. Под. ред. А.М. Кригера. М., «Машиностроение», 1973. 264 с.
3. Демьянов Л.А., Сарафанов С.К. Пути повышения надёжности и долговечности автотракторных двигателей. М., Военное издательство, 1967. 152 с.
4. Караев Г. Долговечность и технология ремонта двигателя ЗИЛ-130. Обзор. Душанбе, 1971. 48 с.
5. Методичекие указания к курсовой работе по курсу «Техническое состояние автомобиля» для студентов специальности 1505 «Автомобильное хозяйство» дневного, вечернего, заочного обучения. 2001. 30 с.
www.ronl.ru
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Тюменский государственный нефтегазовый университет
Филиал
Кафедра: «МТО»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
по дисциплине:
Техническое состояние ТТМ
на тему:
Коромысло двигателя ЗИЛ-130
Тобольск 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Общая характеристика коромысла
1.1 Назначение, устройство и материалы коромысла
1.2 Изнашиваемые и разрушающиеся поверхности
2. Условия работы на поверхностях трения
2.1.Нагрузка и её изменения
2.2 Скорость
2.3 Температура
2.4 Среда
2.5 Физико-химические процессы на поверхностях трения
2.6 Виды трения
2.7 Виды износов
2.8 Методы определения износа
2.9 Закономерности проявления износов
2.10 Последствия износа
3. Меры снижения износов
3.1 Производственные меры
3.2 Ремонтные меры
3.3 Эксплуатационные меры
Выводы и рекомендации
Список литературы
Коромысло служит для передачи усилия от штанги к клапану. Представляет собой стальной неравноплечий рычаг; длинное плечо расположено над клапаном, а короткое – над штангой. При работе двигателя штанга нажимает на короткое плечо коромысла, а его длинное плечо – на стержень клапана. Коромысло выполняют неравноплечим для уменьшения хода толкателя и штанги, а также снижения сил инерции.
Коромысло 1 (см. рис. 1) клапанов изготавливается из стали 45Л точным литьём. Шаровая поверхность его, соприкасающаяся со стержнем клапана, термически обработана и отшлифована для повышения его надежности и износостойкости. Коромысло на оси вращается на бронзовой втулке, запрессованной в отверстие коромысла. В теле коромысла выполнено отверстие для подвода масла в отверстие регулировочного винта. В конец коромысла со стороны штанги вверит регулировочный винт 4 с контргайкой 5. С помощью ого винта производят регулировку зазоров в клапанах, зазор между носиком коромысла и стержнем клапана годится в пределах 0,25÷0,30 мм. Регулировочный винт – стальной, с каналом для подвода масла из канала коромысла к верхнему наконечнику штанги. Конец винта со сферическим углублением термически обработан.
В головку блока ввернуты шпильки, на которых установлены стойки и ось с коромыслами. От продольного смещения по оси коромысла удерживаются распорными пружинами, прижимающими их к стойкам и стопорным кольцам. Каждое коромысло качается на отдельной оси. От бокового смещения коромысло удерживается упорной шайбой и стопорным пружинным кольцом.
Рис. 1. Коромысло в составе ГРМ двигателя:
1 – коромысло; 2 – боёк; 3 – втулка; 4 – регулировочный винт; 5 – контргайка
Изнашиваемыми поверхностями в коромыслах клапанов двигателя ЗИЛ-130 являются следующие:
1. Сферическая поверхность, контактирующая со стержнем клапана
2. Внутренняя поверхность втулки, запрессованной в ступицу коромысла
Перечисленные поверхности подвергаются воздействию циклических нагрузок, работают в условиях высоких температур, и как следствие – повышенный износ контактирующих поверхностей. Износ втулки проявляется в виде отклонения от номинального диаметра. Износ бойка в виде изменения формы его сферической поверхности, а также появления трещин.
коромысло поверхность трение износ
Во время работы двигателя, коромысло клапана подвергается постоянным циклическим инерционным нагрузкам. Нагрузка на рабочие поверхности коромысла находится в прямой зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Коромысло давит на клапан и заставляет его с большим ускорением начинать движение. Всё это приводит к значительному росту инерционных нагрузок.
Инерционные нагрузки достигают своего максимального значения в момент нажатия на клапан и момент возврата в исходное состояние.
Обеспечение наиболее выгодного режима заполнения цилиндра горючей смесью, а также выпуска отработавших газов определяет необходимость быстрого открытия и закрытия впускного клапана, а значит и движения коромысла с большими скоростями.
Величина скорости движения коромысла находится в прямой зависимости от изменения числа оборотов двигателя и достигает наибольшего значения при максимальных оборотах. В среднемчислоциклов коромысла около 40000 раз/час.
Коромысло клапанов работает в относительно мягких температурных условиях. Его температура не превышает 100 °C и мало меняется при работе.
Нормальная работа коромысла предполагает наличие жидкостного и полужидкостного трений в сопрягаемых элементах. Поэтому среда, в которой работает коромысло, в основном зависит от качества смазывающего масла. При изношенных клапанах и их втулках через образовавшиеся зазоры возможен прорыв отработавших газов. В данных условиях значительно ухудшаются условия работы коромысла за счёт негативного воздействия на смазочное масло и материалы сопрягаемых деталей отработавших газов.
Если перемещающиеся поверхности разделены смазочной пленкой толщиной не менее какой-то определенной для данных условий величины, то внутри смазочной пленки возникает жидкостное трение. При этом свойства масла, находящегося в виде пленки между твердыми поверхностями, не будут отличаться от его свойств в более толстых слоях.
Жидкостное трение является наиболее выгодным видом трения, так как при этом поверхности трения полностью разделяются жидкостью, что обеспечивает минимальное трение, а следовательно, и минимальное выделение тепла и незначительный износ.
Характерной особенностью гидродинамического режима смазки является способность к саморегулированию в определенных пределах: с повышением скорости возрастает сила трения и увеличивается тепловыделение, но с повышением температуры масла снижается его вязкость. Следовательно, сила трения и температура масляного слоя стабилизируются.
В идеальном случае (при совершенном гидродинамическом режиме) износ поверхностей равен нулю, так как контакт металлических поверхностей отсутствует и внешнее трение заменено внутренним трением между слоями масла.
При полужидкостном трении поверхности деталей местами контактируются непосредственно или через граничные слои смазки. Здесь отсутствует типичная для гидродинамического режима автоматичность регулирования температур и силы трения. Незначительные колебания нагрузки в этой области могут вызвать переход к граничному трению.
При нормальной работе коромысла присутствуют жидкостное и полужидкостное трения.
С увеличением числа оборотов коленчатого вала растёт температура масла. При повышении температуры масла происходит уменьшение его вязкости. При уменьшении вязкости масла происходит переход в сопрягаемых деталях от жидкостного к полужидкостному трению.
Сухое трение в рассмотренных сопряжениях возникает при отсутствии смазки на их поверхностях. При нормальной эксплуатации это маловероятно.
Износ рабочих поверхностей коромысла является результатом процессов механических изнашиваний.
Для втулки коромысла характерно абразивное (следствие режущего действия твёрдых частиц, находящихся между поверхностями трения) изнашивание и пластические деформации (перемещение поверхностных слоёв антифрикционного материала в направлении скольжения под действием значительных нагрузок с изменением размера деталей без потери их веса).
Для бойка характерны пластические деформации и хрупкое разрушение. Хрупкое разрушение состоит в том, что поверхностный слой материала одной из сопряжённых деталей в результате трения и наклёпа становится хрупким и разрушается, обнажая лежащий под ним менее хрупкий материал.
Износ отверстия во втулке коромысла определяется измерительным инструментом типа – штангенциркуль, отклонение от номинального диаметра не должен превышать 0,12 мм. Износ бойка коромысла определяется исходя из уменьшения радиуса сферы, а также его деформации.
Закономерность изнашивания рабочих поверхностей коромысла во времени приведена на рис. 2.
mirznanii.com
Какое назначение распределительного вала и как он устроен?
Распределительный вал (рис.21, а) служит для открытия клапанов 9 в соответствии с рабочим циклом двигателя. Изготовляется он из стали или специального чугуна. Опорные шейки и кулачки стальных валов закаляются токами высокой частоты; чугунные отбеливаются, что повышает их износостойкость.
Рис.21. Распределительный вал с шестерней привода:а – ЗИЛ-130; б – ГАЗ-53А.
На распределительном валу выполняются кулачки 6 и опорные шейки 4 с разным диаметром, что необходимо для установки вала на неразъемных подшипниках 8, которые запрессовываются в картер двигателя. На валу также выполнены винтовая шестерня 10 для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя, эксцентрик 5 для привода топливного насоса. В передней части вала с помощью шпонки 7 и болта 13 с шайбой 14 жестко крепится косозубная шестерня 1, изготавливаемая из текстолита (двигатели автомобилей ГАЗ), чугуна (ЗИЛ), стали (КамАЗ). Эта шестерня находится в постоянном зацеплении с шестерней коленчатого вала (см. рис.16).
Так как в четырехтактных двигателях рабочий цикл совершается за два оборота коленчатого вала, то за это время впускной и выпускной клапаны должны открыться по одному разу. Следовательно, распределительный вал должен повернуться на один оборот, то есть вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому шестерня распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня коленчатого вала, что и обеспечивает передаточное отношение между ними 2:1. На обе шестерни наносят метки для установки фаз газораспределения (рис. 22).
Рис.22. Установочные метки на распределительных шестернях.
Между шестерней и валом устанавливают стальное распорное кольцо 3 (см. рис.21) и фланец 2, устраняющие осевое смещение распределительного вала, появляющееся из-за косых зубьев распределительных шестерен. Кулачкам при шлифовании придают небольшую конусность, что в сочетании со сферической поверхностью торца толкателя обеспечивает поворот толкателя при работе двигателя и уменьшает их износ.
Какие особенности устройства распределительного вала автомобиля ГАЗ-53А?
К особенностям устройства распределительного вала двигателя автомобиля ГАЗ-53А (см. рис.21, б) относится установка дополнительного выносного балансира 16, уравновешивающего силы инерции, вызванные наличием эксцентрика 15 привода топливного насоса. Эксцентрик и балансир крепятся болтом 13 с шайбой 14 совместно с шестерней привода распределительного вала.
Что устанавливается на переднем торце распределительного вала?
На переднем торце распределительного вала двигателей автомобилей ГАЗ-53А и ЗИЛ-130 устанавливается устройство для привода ротора пневмоцентробежного регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Какое назначение толкателей, как они устроены?
Толкатели 12 (см. рис.21, а) служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала к клапанам (при нижнем их расположении) или на штангу 11 и коромысло 17 (при нижнем расположении распределительного вала и верхнем расположении клапанов).
В двигателях с нижним расположением клапанов толкатель (рис.23, а) состоит из стержня 2, изготовленного вместе с опорной тарелкой 1, которой он опирается на кулачок. В верхнюю часть стержня ввернут регулировочный болт 5 с контргайкой 4. Кроме того, на стержне выполнены лыски 3 для удержания толкателя от вращения при регулировке зазора между стержнем клапана и толкателем.
В двигателях с верхним расположением клапанов толкатель (рис.23. б) обычно представляет собой металлический стакан, опирающийся днищем на кулачок распределительного вала. Толкатели перемещаются в направляющих, выполненных в стенках картера двигателя.
Рис.23. Толкатели и штанга:а – ГАЗ-52; б – ГАЗ-53, ЗИЛ-130; в – штанга ГАЗ-24, ГАЗ-53, ЗИЛ-130.
Какое назначение штанг и как они устроены?
Штанги (рис.23, в) передают усилия от толкателей на коромысла. Изготавливают из стальных или дюралюминиевых трубок со сферическими стальными наконечниками. Штанга нижним концом опирается на толкатель, а верхним – в сферическую выемку головки регулировочного винта коромысла.
Какое назначение коромысла и как оно устроено?
Коромысло 17 (см. рис.21, а) передает усилие от штанги на стержень клапана. Изготавливают в виде двуплечего рычага, свободно установленного на пустотелую ось, жестко закрепленную на головке блока цилиндров с помощью стоек. Короткое плечо коромысла через регулировочный болт упирается в штангу, длинное – в стержень клапана. Разная длина плеч коромысла позволяет получить небольшую высоту хода толкателя и штанги и обеспечивает их бесшумную работу при повышенном сроке службы.
Коромысла изготавливают из стали или чугуна. Для уменьшения трения между осью и коромыслом в последнее запрессовывают бронзовые втулки. Для удержания коромысел на оси в заданном положении между ними установлены дистанционные втулки и распорные пружины.
Какое назначение клапанов и как они устроены?
Клапан открывает отверстие для впуска горючей смеси или воздуха в цилиндр двигателя или отверстие для выпуска, отработавших газов из цилиндра. Состоит он (рис.24, а) из тарелки 1 и стержня 3 с кольцевой выточкой 7. Тарелка клапана имеет рабочую фаску 11, выполненную под углом 45° или 30°. Этой фаской клапан плотно садится в гнездо 2 с такой же фаской. Рабочие фаски клапана тщательно притирают с тем, чтобы обеспечить герметичность посадки в гнезде. Притирку производят притирочной пастой ГОИ или иной специальной пастой. Для притирки клапана на его тарелке выполняется канавка для установки притирочного инструмента.
Рис.24. Клапан с пружиной и устройством для его проворачивания:а – ГАЗ-53А; б – ЗИЛ-130.
Тарелку и гнездо выпускного клапана изготавливают из жаропрочного материала, впускного – из хромистой стали. Для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью или воздухом на большинстве двигателей тарелки впускных клапанов имеют больший диаметр, чем выпускных.
Клапан удерживается в закрытом положении пружиной 8 с переменным шагом, которая одним концом упирается в упорную шайбу 12 или тело блока, а другим закрепляется на стержне клапана с помощью сухариков 9. Они буртиками входят в кольцевую выточку 7 на стержне клапана. Сухарики наружной конической поверхностью устанавливают во втулку 10 с внутренней конической поверхностью, втулку 10 – в опорную шайбу 11, в которую упирается пружина 8.
На двигателях автомобилей КамАЗ и некоторых других устанавливают по две пружины с противоположным направлением витков с тем, чтобы предотвратить вибрацию клапана. На стержень впускного клапана одевают резиновый колпачок 6, предотвращающий попадание масла в камеру сгорания. На двигателях ЗИЛ-130 и некоторых других верхняя часть стержня выпускного клапана выполняется пустотелой и заполняется натрием, который при нагревании плавится и эффективно охлаждает клапан путем переноса теплоты от головки к стержню и далее через направляющую втулку 4 к головке или блоку цилиндров. Направляющая втулка клапана удерживается в головке блока замочным кольцом 5.
Как устроено приспособление для проворачивания клапана?
С целью уменьшения подгорания посадочных фасок выпускных клапанов в некоторых двигателях устанавливают специальные приспособления для проворачивания клапана вокруг своей оси. В двигателе автомобиля ЗИЛ-130 это устройство (рис.24. б) состоит из корпуса 14, в наклонных канавках 20 которого установлены пять шариков 15 с возвратными пружинами 16. Над шариками находится дисковая пружина 17, опорная шайба 18 и замочное кольцо 19. Корпус устанавливают на направляющей втулке клапана. На опорную шайбу опирается рабочая пружина 8.
При закрытом клапане давление рабочей пружины невелико, дисковая пружина 17 не опирается на шарики и они под воздействием возвратных пружин 16 отжаты в крайнее положение.
Когда клапан открывается, рабочая пружина сжимается и давление на дисковую пружину 17 увеличивается. Она, прогибаясь, воздействует на шарики, которые под нагрузкой перемешаются в углубление канавок 20, вызывая поворот дисковой пружины и опорной шайбы 18, а вместе с ней и всего клапана с пружиной.
При закрытии клапана усилие его пружины уменьшается, дисковая пружина 17 возвращается в исходное положение, шарики освобождаются и под давлением пружин 16 закатываются в первоначальное положение.
На двигателях автомобилей ГАЗ-53А и других клапан проворачивается за счет установки промежуточной конической втулки между сухариками и упорной шайбой. Это происходит потому, что конические поверхности сухариков и втулки не совпадают по всей площади. В таблице 4 приведены краткие сведения о параметрах двигателей автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, КамАЗ-5320.
4. Краткие сведения о двигателях
| Наименование | Двигатели автомобилей | |||
| ГАЗ-24«Волга» | ГАЗ-53А | ЗИЛ-130 | КамАЗ-5320 | |
| Тип двигателя | Рядныйкарбюраторный | V-образныйкарбюраторный | V-образныйдизельный | |
| Количество цилиндров | 4 | 8 | 8 | 8 |
| Максимальная мощность, кВт | 70 | 85 | 110 | 154 |
| Частота вращения коленчатого вала при максимальной мощности об/мин | 4500 | 3200 | 3200 | 2600 |
| Максимальный крутящий момент, Н·м | 186 | 284 | 401 | 637 |
| Частота вращения коленчатого вала при максимальном крутящем моменте, об/мин | 2200—2400 | 2000—2200 | 1800—2000 | 1400—1700 |
| Диаметр цилиндра, мм | 92 | 92 | 100 | 120 |
| Ход поршня, мм | 92 | 80 | 95 | 120 |
| Литраж двигателя, л | 2,445 | 4,25 | 6,00 | 10,85 |
| Степень сжатия | 8,2 | 6,7 | 6,5 | 17 |
| Порядок работы цилиндров | 1-2-4-3 | 1-5-4-2-6-3-7-8 | ||
| Масса двигателя с оборудованием и сцеплением, кг | 179 | 256 | 500 | 830 |
***Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Газораспределительный механизм»
газораспределительный механизм, клапан, коромысло, распределительный вал, штанга
avtomobil-1.ru
Рокер - металлический рычаг, служащий для передачи усилия от нажатия кулачка распредвала штоку впускного клапана
ДвигательРокеры, или коромысла клапанов, входят в состав деталей механизма ГРМ некоторых автомобильных двигателей, чаще всего, так называемой, классической конструкции. В современных двигателях, после окончательного перехода к верхнему расположению распределительных валов, рокеры встречаются редко. Обычно их применение может быть вызвано отступлением от стандартной конструкции клапанного механизма, например, ради уменьшения габаритов двигателя. Иными словами, моторный отсек может быть таким маленьким, что инженерам приходится менять компоновку деталей двигателя, чтобы полученный агрегат "вписался" в заданное пространство.
Кованные спортивные детали двигателя крепче обычных, так как при ковке структура металла укрепляется от механического воздействия
Структурно рокер - двуплечевой рычаг. На конце длинного плеча находится закаленная цилиндрическая поверхность, называемая бойком. Он упирается в торец стержня клапана.
В конец короткого плеча рокера вкручивается болт, позволяющий регулировать глубину зазора между рокером и клапаном. В теле короткого плеча просверлено отверстие, служащее подводом смазки. Через регулировочный болт смазка проходит от оси рокера к верхнему наконечнику штанги толкателя клапана.
Изготавливаются рокеры из стального листа методом формовки или из стальной заготовки методом литья или ковки
Оба плеча рокера имеют Т-образное сечение. Изготавливаются рокеры из стального листа методом формовки или из стальной заготовки методом литья или ковки. Кованые рокеры - самые крепкие, их устанавливают в форсированные двигатели.
Ось, служащая для крепления рокеров, полая. Наружная поверхность оси закалена для увеличения ее износостойкости.
Клапанный рокер, или коромысло, служит для преобразования поступательного движения штанги толкателя вверх в поступательное движение стержня клапана
От осевых перемещений, рокер, расположенный посередине между двумя стойками оси, удерживает спиральная пружина.
Клапанный рокер, или коромысло, служит для преобразования движения штанги толкателя (или распредвала при верхнеклапанной конструкции) в поступательное движение штока клапана. Кулачок распредвала накатывает на одно плечо рокера, приподнимая, его. В это время длинное плечо опускается и давит на шток клапана.
Располагаются рокеры в верхней части головки блока цилиндров. В центре рокера находится отверстие, в которое впрессована ось. В головке блока рокеры установлены соосно друг другу. Положение оси рокеров фиксируется двумя штифтами, запрессованными в стойки (своего рода опоры выполненные единым целым с корпусом ГБЦ). Впрочем, конструкции бывают разными, и стойки могут быть разборными.
Помимо самого рычага в конструкцию рокера входят втулки, которые снижают трение и увеличивают ресурс эксплуатации.
При проведении ремонта необходимо тщательно очищать рокеры и проверять все части детали, включая боек и подшипники на наличие повреждений и следов износа. Если повреждений не наблюдается, рокеры после очистки можно опять устанавливать в двигатель.
Разлом рокера влечет за собой выход из строя соответствующего клапана. При поломке рокера появляется стук в головке блока цилиндров и падает мощность двигателя.
blamper.ru
Cтраница 1
Коромысла клапанов / и насосов-форсунок 7 изготовлены из углеродистой стали. На каждый цилиндр имеется три коромысла. Два крайние служат для открытия клапанов, а среднее - для привода в действие насоса-форсунки. Все три коромысла установлены на общей оси, прикрепленной к головке блока цилиндров при помощи стоек и болтов. [2]
Коромысло клапана передает усилие от штанги клапану. Коромысло имеет длинное и короткое плечи. [4]
Коромысло клапана изготавливают из стали. Оно представляет собой двуплечий рыча. На одном плече рычага имеется утолщение, называемое бойком. На другом плече коромысла имеется отверстие с резьбой, в которое ввернут регулировочный винт со сферической выемкой для верхнего наконечника штанги. Регулировочный винт, обозначенный на рис. 16 красным цветом, необходим для регулировки зазора между клапаном и коромыслом. [6]
Коромысла клапанов выполняют в виде одно - и двуплечих рычагов, которые предназначены для передачи усилий к клапану непосредственно от кулачка или от кулачка через штангу. [8]
Коромысла клапанов в комплекте для каждого цилиндра имеют правое и левое расположение и не взаимозаменяемы. При правильной уста-ровке правого и левого коромысел концы их, обращенные к клапану, должны расходиться от средней оси. [9]
Каждое коромысло клапана установлено на отдельной оси, выполненной как одно целое со стойкой коромысла, которая крепится к головке одним болтом. Положение стойки оси коромысла фиксируется двумя штифтами, запрессованными в тело головки. Материал оси - сталь 45; поверхность оси для увеличения износостойкости закалена с нагревом токами высокой частоты до высокой твердости. Осевой зазор коромысел ограничивается стопорной пластиной. Под каждым коромыслом в оси имеется сверление для подвода смазки. [10]
Втулки коромысел клапанов смазываются маслом, периодически заливаемым в отверстие осп коромысел. [11]
К коромыслам клапанов масло поступает по вертикальным каналам 15 и 16 через ось коромысел; по каналам 14 коромысел масло проходит к наконечникам толкающих штанг и, стекая по штангам вниз, смазывает нижние наконечники штанг и толкатели. Для выхода масла из полости толкателя в нижней его части имеются два отверстия. Распределительные шестерни смазываются пульсирующей струей масла через трубку от переднего подшипника распределительного вала. [12]
В коромысле клапанов изнашиваются втулки, которые заменяют на новые и растачивают отверстие в них до номинального или ремонтного размера. [13]
Механизм, воздействующий на коромысла клапанов ( двигатели СМД-14, А-41, А-01), состоит из валиков / декомпрессионного механизма, соединенных между собой торцовыми пазами и выступами ( рис. 48 а), системы соединительных тяг и рукоятки 2 с фиксатором. [14]
На головке установлены четыре стойки осей коромысел клапанов. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Тюменский государственный нефтегазовый университет
Филиал
Кафедра: «МТО»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе
по дисциплине:
Техническое состояние ТТМ
на тему:
Коромысло двигателя ЗИЛ-130
Тобольск 2005
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Общая характеристика коромысла
1.1 Назначение, устройство и материалы коромысла
1.2 Изнашиваемые и разрушающиеся поверхности
2. Условия работы на поверхностях трения
2.1.Нагрузка и её изменения
2.2 Скорость
2.3 Температура
2.4 Среда
2.5 Физико-химические процессы на поверхностях трения
2.6 Виды трения
2.7 Виды износов
2.8 Методы определения износа
2.9 Закономерности проявления износов
2.10 Последствия износа
3. Меры снижения износов
3.1 Производственные меры
3.2 Ремонтные меры
3.3 Эксплуатационные меры
Выводы и рекомендации
Список литературы
Коромысло служит для передачи усилия от штанги к клапану. Представляет собой стальной неравноплечий рычаг; длинное плечо расположено над клапаном, а короткое – над штангой. При работе двигателя штанга нажимает на короткое плечо коромысла, а его длинное плечо – на стержень клапана. Коромысло выполняют неравноплечим для уменьшения хода толкателя и штанги, а также снижения сил инерции.
Коромысло 1 (см. рис. 1) клапанов изготавливается из стали 45Л точным литьём. Шаровая поверхность его, соприкасающаяся со стержнем клапана, термически обработана и отшлифована для повышения его надежности и износостойкости. Коромысло на оси вращается на бронзовой втулке, запрессованной в отверстие коромысла. В теле коромысла выполнено отверстие для подвода масла в отверстие регулировочного винта. В конец коромысла со стороны штанги вверит регулировочный винт 4 с контргайкой 5. С помощью ого винта производят регулировку зазоров в клапанах, зазор между носиком коромысла и стержнем клапана годится в пределах 0,25÷0,30 мм. Регулировочный винт – стальной, с каналом для подвода масла из канала коромысла к верхнему наконечнику штанги. Конец винта со сферическим углублением термически обработан.
В головку блока ввернуты шпильки, на которых установлены стойки и ось с коромыслами. От продольного смещения по оси коромысла удерживаются распорными пружинами, прижимающими их к стойкам и стопорным кольцам. Каждое коромысло качается на отдельной оси. От бокового смещения коромысло удерживается упорной шайбой и стопорным пружинным кольцом.
Рис. 1. Коромысло в составе ГРМ двигателя:
1 – коромысло; 2 – боёк; 3 – втулка; 4 – регулировочный винт; 5 – контргайка
Изнашиваемыми поверхностями в коромыслах клапанов двигателя ЗИЛ-130 являются следующие:
1. Сферическая поверхность, контактирующая со стержнем клапана
2. Внутренняя поверхность втулки, запрессованной в ступицу коромысла
Перечисленные поверхности подвергаются воздействию циклических нагрузок, работают в условиях высоких температур, и как следствие – повышенный износ контактирующих поверхностей. Износ втулки проявляется в виде отклонения от номинального диаметра. Износ бойка в виде изменения формы его сферической поверхности, а также появления трещин.
коромысло поверхность трение износ
Во время работы двигателя, коромысло клапана подвергается постоянным циклическим инерционным нагрузкам. Нагрузка на рабочие поверхности коромысла находится в прямой зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Коромысло давит на клапан и заставляет его с большим ускорением начинать движение. Всё это приводит к значительному росту инерционных нагрузок.
Инерционные нагрузки достигают своего максимального значения в момент нажатия на клапан и момент возврата в исходное состояние.
Обеспечение наиболее выгодного режима заполнения цилиндра горючей смесью, а также выпуска отработавших газов определяет необходимость быстрого открытия и закрытия впускного клапана, а значит и движения коромысла с большими скоростями.
Величина скорости движения коромысла находится в прямой зависимости от изменения числа оборотов двигателя и достигает наибольшего значения при максимальных оборотах. В среднемчислоциклов коромысла около 40000 раз/час.
Коромысло клапанов работает в относительно мягких температурных условиях. Его температура не превышает 100 °C и мало меняется при работе.
Нормальная работа коромысла предполагает наличие жидкостного и полужидкостного трений в сопрягаемых элементах. Поэтому среда, в которой работает коромысло, в основном зависит от качества смазывающего масла. При изношенных клапанах и их втулках через образовавшиеся зазоры возможен прорыв отработавших газов. В данных условиях значительно ухудшаются условия работы коромысла за счёт негативного воздействия на смазочное масло и материалы сопрягаемых деталей отработавших газов.
Если перемещающиеся поверхности разделены смазочной пленкой толщиной не менее какой-то определенной для данных условий величины, то внутри смазочной пленки возникает жидкостное трение. При этом свойства масла, находящегося в виде пленки между твердыми поверхностями, не будут отличаться от его свойств в более толстых слоях.
Жидкостное трение является наиболее выгодным видом трения, так как при этом поверхности трения полностью разделяются жидкостью, что обеспечивает минимальное трение, а следовательно, и минимальное выделение тепла и незначительный износ.
Характерной особенностью гидродинамического режима смазки является способность к саморегулированию в определенных пределах: с повышением скорости возрастает сила трения и увеличивается тепловыделение, но с повышением температуры масла снижается его вязкость. Следовательно, сила трения и температура масляного слоя стабилизируются.
В идеальном случае (при совершенном гидродинамическом режиме) износ поверхностей равен нулю, так как контакт металлических поверхностей отсутствует и внешнее трение заменено внутренним трением между слоями масла.
При полужидкостном трении поверхности деталей местами контактируются непосредственно или через граничные слои смазки. Здесь отсутствует типичная для гидродинамического режима автоматичность регулирования температур и силы трения. Незначительные колебания нагрузки в этой области могут вызвать переход к граничному трению.
При нормальной работе коромысла присутствуют жидкостное и полужидкостное трения.
С увеличением числа оборотов коленчатого вала растёт температура масла. При повышении температуры масла происходит уменьшение его вязкости. При уменьшении вязкости масла происходит переход в сопрягаемых деталях от жидкостного к полужидкостному трению.
Сухое трение в рассмотренных сопряжениях возникает при отсутствии смазки на их поверхностях. При нормальной эксплуатации это маловероятно.
Износ рабочих поверхностей коромысла является результатом процессов механических изнашиваний.
Для втулки коромысла характерно абразивное (следствие режущего действия твёрдых частиц, находящихся между поверхностями трения) изнашивание и пластические деформации (перемещение поверхностных слоёв антифрикционного материала в направлении скольжения под действием значительных нагрузок с изменением размера деталей без потери их веса).
Для бойка характерны пластические деформации и хрупкое разрушение. Хрупкое разрушение состоит в том, что поверхностный слой материала одной из сопряжённых деталей в результате трения и наклёпа становится хрупким и разрушается, обнажая лежащий под ним менее хрупкий материал.
Износ отверстия во втулке коромысла определяется измерительным инструментом типа – штангенциркуль, отклонение от номинального диаметра не должен превышать 0,12 мм. Износ бойка коромысла определяется исходя из уменьшения радиуса сферы, а также его деформации.
Закономерность изнашивания рабочих поверхностей коромысла во времени приведена на рис. 2.
Рис. 2. Закономерность изнашивания рабочих поверхностей коромысла во времени
I – приработка; II – нормальный износ; III – форсированный износ
По оси абсцисс отложено время t работы сопряжения, по оси ординат – износ коромысла. Тангенс угла a определяет скорость изнашивания, τ – время нормальной работы.
На кривой износа обнаруживаются три участка, соответствующие трём стадиям износа. Первая стадия – это начальный износ, наблюдаемый при приработке вкладышей. Здесь трущиеся детали приспосабливаются к выполнению функции, скорость изменения микронеровностей постоянно уменьшается.
Вторая стадия является режимом установившегося, нормального износа. Здесь характерно постоянство рельефа микронеровностей. На этой стадии происходит плавное увеличение зазоров без качественных изменений характера работы сопряжения. Скорость изнашивания близка к постоянной.
На третьей стадии возникают качественные изменения процесса изнашивания. Его скорость увеличивается из-за ударных нагрузок, изменения теплового режима и условий смазки. Происходит рост микронеровностой, возникает схватывание, характерное молекулярно-механическое изнашивание. Дальнейшая эксплуатация становится опасной.
Износ рабочих поверхностей коромысла приводит к нарушению фаз газораспределения, падению мощности двигателя, увеличению расхода топлива.
3.1 Производственные меры
Надёжная работа коромысел клапанов обеспечивается технологическими и конструктивными мероприятиями, из которых основными являются:
1) применение более совершенных материалов;
2) изготовление коромысел неравноплечими;
3) применение бронзовых втулок;
4) закалка ТВЧ бойка коромысла.
3.2 Ремонтные меры
Изношенные втулки заменяют новыми или растачивают до ремонтного размера.
Изношенный боёк восстанавливают зачисткой алмазным бруском.
3.3 Эксплуатационные меры
− соблюдение температурных режимов работы двигателя;
− использование качественного и соответствующего требованиям завода изготовителя моторного масла.
− соблюдение нормативов периодичности ТО.
Знание основных причин изменения технического состояния важно как для совершенствования конструкции автомобилей, так и для выбора наиболее эффективных мероприятий по предупреждению неисправностей в эксплуатации.
Знание закономерностей распределения нагрузки обеспечивает выбор оптимальной формы коромысла. Заданные свойства жёсткости, упругости, прочности определяют выбор материала, из которого оно изготовляется. Изучение физико-химических процессов, происходящих на рабочих поверхностях коромысла, даёт возможность наиболее рационального выбора используемых сортов масла. Знание причин изменения технического состояния обеспечивает своевременное техническое обслуживание (замена фильтров и масла).
1. Автомобильные двигатели. Под. ред. М.С. Ховаха. М., А22 «Машиностроение», 1977. 591 с.
2. Автомобильный двигатель ЗИЛ-130. Под. ред. А.М. Кригера. М., «Машиностроение», 1973. 264 с.
3. Демьянов Л.А., Сарафанов С.К. Пути повышения надёжности и долговечности автотракторных двигателей. М., Военное издательство, 1967. 152 с.
4. Караев Г. Долговечность и технология ремонта двигателя ЗИЛ-130. Обзор. Душанбе, 1971. 48 с.
5. Методичекие указания к курсовой работе по курсу «Техническое состояние автомобиля» для студентов специальности 1505 «Автомобильное хозяйство» дневного, вечернего, заочного обучения. 2001. 30 с.
www.ronl.ru
