Чайнов Н.Д. - Конструирование двигателей внутреннего сгорания (1037884), страница 62
Текст из файла (страница 62)
При отсутствии втулки температура клапана уменьшается на 30–120 °С, но поверхность расточкиголовки цилиндра подвергается изнашиванию.При работе двигателя для обеспечения равномерного изнашивания седла, фаски головки и стержня целесообразно вращение клапана вокруг его оси. Для этого в местеопирания пружины на головку ци298Рис. 8.16. Механизм вращения клапаналиндров устанавливают опорныйроликовый подшипник (рис. 8.16).В крупных среднеоборотных, атакже малооборотных стационарных и судовых двигателях клапаныустанавливают во вставных охлаждаемых корпусах (рис.
8.17). Дляпредупреждениявысокотемпературной коррозии выпускных клапанов применяют наплавки из тверРис. 8.17. Выпускной клапан среднеоборотного двигателядых сплавов на посадочной поверхности их головок. Защитное покрытие наносят иногда и на нижнююповерхность выпускного клапана.Равномерность изнашивания клапанов повышается благодаря вращению клапанов с помощью специальных устройств: механических(например, типа ротокап), пропеллера, напрессованного на стерженьвыпускного клапана, на которыйвоздействует поток отходящих газови др. Следует отметить, что при наличии вставных корпусов уменьшаются площади проходных сечений,а при их отсутствии расширяютсявозможности оптимизации параметров газового потока на выходе.Пружины клапанов. Они обеспечивают посадку и удержание клапана в седле в закрытом состоянии, атакже замкнутость звеньев механизма газораспределения (см.
рис. 8.6)при работе двигателя.Для предотвращения отрыва клапана и деталей его привода от поверхности кулачка при изменениинаправления сил инерции и возникновения дополнительных ударныхнагрузок пружины клапанов должныобладать значительной упругостью,что при небольших размерах пружины вызывает высокие напряжения вней. Переменные нагрузки, а такжеповышенная температура (до 200 °С)ухудшают условия работы пружин.Наибольшее распространение находят цилиндрические пружины(рис. 8.18) с пятью – десятью рабочими витками. В пружинах с меньшимчислом витков при полном открытииклапана возникают недопустимыенапряжения. При бËльшем числе рабочих витков характеристика пружинболее пологая, однако в этом случаевозможны резонансные колебаниявитков, что недопустимо вследствиерезкого возрастания напряжений иобразования наклепа при ударных299Рис.
8.18. Пружина клапанакасаниях витков, приводящих к поломкам пружин. Для уменьшенияамплитуд собственных колебанийпружины выполняют с неравномерным шагом навивки, устанавливаютгасители колебаний или используютконические пружины.Опорные витки пружин сошлифовывают по плоскости, перпендикулярной оси пружины и составляющей около 270° окружности.Число нерабочих витков должнобыть не менее двух для обеспечения опоры шлифованных участковповерхности витков на соседниевитки.Для уменьшения размеров пружин, снижения напряжений и получения необходимой характеристики иногда на каждый клапан устанавливают две пружины.
Приэтом пружины выполняют с навивкой разного направления или с разным шагом, что предотвращает попадание витков сломанной пружины в витки соседней.Тарелка пружины должна центрировать пружину относительно клапана и при малой массе обладать достаточной жесткостью. Под неподвижный конец пружины необходимоподкладывать опорные центрирующие тарелки, предотвращающие изнашивание более мягких поверхностей корпусных деталей.Пружины выполняют из стальной проволоки, диаметр которой dзависит от усилий, создаваемыхпружиной, и определяется при расчете пружины. При установке двухпружин усилие наружной пружинысоставляет 60–70 % суммарногоусилия обеих пружин. Диаметры dсрнаружной и внутренней пружин взависимости от диаметра клапана dсоставляют соответственно (0,72–0,90)d и (0,50–0,75)d.Для изготовления пружин применяют стали марок 65А, 65ГА, а такжелегированные стали, например,50ХФА.
Для повышения сопротивления усталости пружины обдуваютстальной дробью, а для защиты откоррозии пружины оксидируют, покрывают лаками, эмалями, цинкоми кадмием. Тарелки и другие деталисоединения клапана с пружиной изготовляют из углеродистых и низколегированных улучшенных сталей.Распределительные валы. Распределительный вал управляет процессами газообмена, обеспечивая с помощью кулачков своевременное открытие и закрытие клапанов.В быстроходных автомобильных итракторных двигателях, а также в двигателях специального назначения кулачки выполняются как одно целое сраспределительным валом (рис.
8.19).Рис. 8.19. Распределительный вал автомобильного двигателя300Рис. 8.20. Распределительный вал малооборотного судовогодвигателяВ крупных стационарных и судовыхдвигателях распределительные валывыполняют составными (рис. 8.20), акулачки в виде отдельных кулачковых шайб устанавливают на прессовой посадке с помощью нагрева дотемпературы приблизительно 200 °С.Отдельные секции составного валасоединяются между собой полумуфтами, также напрессованными навал, с помощью калиброванных болтов. Снятие и разворот кулачковыхшайб и полумуфт производят с помощью гидроприспособлений при давлении масла около 83,5 МПа.
Съемные кулачковые шайбы изготовляютковкой. Поверхность профиля обрабатывают по копирам с последующейтермической и термохимической обработкой. При закреплении шайб нараспределительном валу необходимообеспечить не только их неподвижность, но и правильное угловое положение.Распределительный вал вращаетсяв опорах – подшипниках, которые,как правило, являются подшипниками скольжения. Конструкции опорраспределительных валов отличаютсябольшим разнообразием.
В автомобильных двигателях с верхним расположением распределительного валаприменяют разъемные опоры в головке цилиндров, а также в отдельном корпусе распределительного вала, и неразъемные отдельные опоры,устанавливаемые на головке или выполняемые как одно целое с головкой. В этом случае при использовании силумина для головки цилиндровимеет место удачное сочетание материалов в подшипниковой паре распределительного вала, выполненногоиз стали или чугуна. Зазор в подшипниках распределительного вала составляет в этом случае 0,06–0,08 мм.В ряде двигателей, в том числе с чугунными головками, в опорах распределительного вала используюттонкостенные вкладыши. Такая конструкция обеспечивает при изнашивании или повреждении под301шипников замену лишь отдельныхвкладышей. Если распределительныйвал вставляют в неразъемные подшипниковые гнезда с торца двигателя, то на шейки вала устанавливаютразъемные подшипники или шейкивала выполняют такого диаметра,чтобы кулачки и другие элементы вала проходили через подшипниковыегнезда.В крупных малооборотных двухтактных двигателях распределительный вал устанавливают на подвесных подшипниках.
Последниекрепят к корпусам приводов топливных насосов и выпускных клапанов с помощью болтов и гаек.Число опорных подшипников распределительных валов вследствиебольших сосредоточенных нагрузокна кулачки и относительно небольшойизгибной жесткости валов превышает,как правило, на единицу число цилиндров рядного двигателя. Соотношения размеров элементов распределительных валов даны в табл. 8.2.Распределительные валы удерживаются от перемещения в продольном направлении упорными подшипниками, которые целесообразнорасполагать около привода вала, таккак при этом различные температурные удлинения коленчатого и распределительного валов и корпусадвигателя, особенно в случае установки косозубых шестерен, не будутоказывать влияния на фазы газораспределения, а при цепном приводедополнительно нагружать цепи извездочки.
Осевой зазор более 0,4–0,5 мм ухудшает работу двигателя.Существуют различные способы осевого фиксирования распределительного вала. При неразъемных опорахосевое фиксирование можно осуществлять с помощью фланца вала,упирающегося в торец опоры, а также стержнемупором.
Последний, закрепляемый с помощью резьбы наконце распределительного вала, упирается в специальную крышку, установленную на головке (корпусе) двигателя. Для осевого фиксирования8.2. Параметры элементов распределительного вала различных двигателейТип двигателяДиаметрраспределительного вала dканала вала dкСтационарный и судовой(0,20–0,60)D–Быстроходный стационарныйи судовой(0,15–0,20)D(0,50–0,70)dБыстроходный форсированный с наддувом(0,20–0,28)D(0,50–0,70)dАвтомобильный и тракторный(0,15–0,20)D–П р и м е ч а н и е.
Для всех приведенных двигателей начальный диаметр кулачковой шайбы dн = (1,01–1,05)d, ширина кулачковой шайбы b = (0,15–0,40)dн и диаметр ролика толкателя dp = (0,30–0,50)dн.302распределительного вала часто применяют каленые стальные скобы, закрепляемые болтами на головке цилиндров или корпусе двигателя.Фиксирование в осевом направленииможно также осуществлять двумясъемными упорными фланцами, устанавливаемыми в проточки распределительного вала и одной из опор наголовке цилиндров.От распределительного вала частоосуществляется привод распределителя зажигания, а также масляногонасоса и других агрегатов двигателя.К опорам распределительного валапод давлением подается смазка.
Более предпочтителен индивидуальный подвод смазки к каждой опоре.При подаче масла к одной из опорраспределительный вал выполняютполым со смазочными отверстиями,соединяющими центральный каналс опорными шейками. Подача маслак подшипникам распределительноговала возможна с помощью трубок,соединяющих опоры друг с другом ицентральной масляной магистралью.Заметного улучшения экологических и экономических показателейтранспортных двигателей можно добиться с помощью регулированияфаз газораспределения и высотыподъема клапанов на различных режимах работы двигателя. С этой целью применяются специальные устройства, имеющие исполнительныемеханизмы, действующие по командеот электронного блока управлениядвигателем. При этом могут регулироваться только фазы газораспределения, только высота подъема клапанов или одновременно оба параметраработы механизма газораспределения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
