Устройство и принцип работы газораспределительного механизма ЗИЛ-130

В двигателях внутреннего сгорания своевременный впуск в цилиндрысвежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов обеспечиваетсягазораспределительным механизмом.

На двигателе ЗиЛ-130 установлен газораспределительный механизм сверхним расположением клапанов.

Газораспределительный механизм состоит из распределительныхшестерен, распределительного вала, толкателей, штанг, коромысел с деталямикрепления, клапанов, пружин с деталями крепления и направляющих втулокклапанов.

Распределительный вал расположен между правым и левым рядамицилиндров.

При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкательи поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает нарегулировочный винт во внутреннем плече коромысла, которое, провертываясьна своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открываетотверстие впускного или выпускного канала в головке цилиндров. Врассматриваемых двигателях распределительный вал действует на толкателиправого и левого рядов цилиндров.

Газораспределительный механизм с верхним расположением клапановдает возможность улучшить форму камеры сгорания, наполнение цилиндров иусловия сгорания рабочей смеси. Лучшая форма камеры сгорания позволяетповысить также степень сжатия, мощность и экономичность двигателя.

Рис. 1 — Газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов

Распределительный вал служит для открытия клапанов вопределенной последовательности в соответствии с порядком работыдвигателя.

Распределительные валы отливают из специального чугуна илиотковывают из стали. Устанавливают его в отверстия стенок и ребрахкартера. Для этой цели на валу имеются цилиндрические шлифованные опорныешейки. Для уменьшения трения между шейками вала и опорами в отверстиязапрессовывают втулки, внутренняя поверхность которых покрытаантифрикционным слоем.

На валу, помимо опорных шеек, имеются кулачки — по два на каждыйцилиндр, шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и эксцентрик для привода топливного насоса.

От переднего торца распределительных валов двигателя ЗИЛ-130приводится в действие датчик пневмоцентробежного ограничителя частотывращения коленчатого вала двигателя. Трущиеся поверхностираспределительного вала для уменьшения износа подвергнуты закалке спомощью нагрева током высокой частоты.

Привод распределительного вала от коленчатого вала осуществляетсяпри помощи шестеренчатой передачи. Для этой цели на переднем торцеколенчатого вала насажена стальная шестерня, а на переднем концераспределительного вала — чугунная шестерня. Распределительная шестерняот провертывания на валу удерживается шпонкой и закрепляется шайбой иболтом, завернутым в торец вала. Обе распределительные шестерни имеюткосые зубья, вызывающие при вращении вала его осевое смещение.

Для предупреждения осевого смещения вала при работе двигателя междушестерней и передней опорной шейкой вала установлен фланец, которыйзакреплен двумя болтами к передней стенке блока цилиндров.

Рис. 2 — Устройство для ограничения осевого смещения распределительного вала

Внутри фланца на носке вала установлено распорное кольцо, толщина которогонесколько больше толщины фланца, в результате чего достигается небольшоеосевое смещение распределительного вала. В четырехтактных двигателяхрабочий процесс происходит за четыре хода поршня или два оборотаколенчатого вала, т. е. за это время должны последовательно открытьсявпускные и выпускные клапаны каждого цилиндра, а это возможно если числооборотов распределительного вала будет в 2 раза меньше числа оборотовколенчатого вала, поэтому диаметр шестерни, установленной нараспределительном валу, делают в 2 раза большим, чем диаметр шестерниколенчатого вала.

Клапаны в цилиндрах двигателя должны открываться и закрываться взависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. Притакте впуска, когда поршень двигается от в. м. т. к н. м. т., впускнойклапан должен быть открыт, а при такте сжатия, расширения (рабочего хода)и выпуска закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, на шестерняхгазораспределительного механизма делают метки: на зубе шестерни коленчатого вала и между двумя зубьями шестерни распределительного вала. При сборке двигателя эти метки должны совпадать.

Рис. 3 — Совмещение меток распределительных шестерен

Толкатели предназначены для передачи усилия от кулачковраспределительного вала к штангам.

Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам и выполнены ввиде стальных стержней с закаленными наконечниками (ЗИЛ-130) или дюралюминиевых трубок с запрессованными с обеих сторон сферическими стальными наконечниками. Наконечники упираются с одной стороны в углубление толкателя, а с другой ― в сферическую поверхность регулировочного болта коромысла.

Коромысла передают усилие от штанги к клапану. Изготовляют их изстали в виде двуплечего рычага, посаженного на ось. В отверстие коромысладля уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. Полая осьзакреплена в стойках на головке цилиндров. От продольного перемещениякоромысло удерживается сферической пружиной. На двигателях ЗИЛ-130коромысла не равноплечие. В короткое плечо завернут регулировочный винт сконтргайкой, упирающийся в сферическую поверхность наконечника штанги.

Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстийвпускных и выпускных каналов в зависимости от положения поршней в цилиндреи от порядка работы двигателя.

В двигателе ЗиЛ-130 впускные и выпускные каналы выполнены вголовках цилиндров и заканчиваются вставными гнездами из жаропрочногочугуна.

Рис. 4 — Клапан и детали крепления

Клапан состоит из головки и стержня. Головка имеет узкую,скошенную под углом 45 или 30° кромку (рабочая поверхность), называемуюфаской. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла, для чего этиповерхности взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеютнеодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючейсмесью диаметр головки впускного клапана делают большим, чем диаметрвыпускного. В связи с тем, что клапаны во время работы двигателя неодинаково нагреваются (выпускной клапан, омывается горячими отработавшими газами, нагревается больше), изготавливаются они из разного материала: впускные клапаны ― из хромистой, выпускные ― из сильхромовой жароупорной стали. Для увеличения срока службы выпускных клапанов двигателя ЗИЛ-130 на их рабочую поверхность наплавлен жароупорной сплав, стержни изготовлены пустотелыми и имеют натриевое наполнение, способствующее лучшему отводу тепла от головки клапана к его стержню.

Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержни клапанов помещены в чугунных или металлокерамических направляющих втулок. Втулки запрессовывают в головки цилиндров и стопорят замочными кольцами.

Клапан прижимается к седлу цилиндрической стальной пружине, которая имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения её вибрации. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой ― в опорную шайбу. Опорная шайба удерживается на стержне клапана двумя коническими сухарями, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана.

Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя в опорных шайбах установлены резиновые кольца или на стержни клапанов надеты резиновые колпачки. Для равномерного нагрева и износа клапана желательно, чтобы при работе двигателя он поворачивается.

Рис. 5 — Устройство для поворота выпускного клапана двигателя ЗИЛ-130

В двигателе ЗИЛ-130 выпускные клапаны имеют механизм поворота. Он состоит из неподвижного корпуса, в наклонных канавках которого расположены шарики с возвратными пружинами, дисковой пружины и опорной шайбой с замочным кольцом. Механизм установлен на направляющей втулке клапана в углублении головки цилиндров.

Клапанная пружина упирается в опорную шайбу. Когда клапан закрыт и давление клапанной пружины невелико, дисковая пружина выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечик корпуса.

При этом шарики при помощи пружин отжаты в канавках в крайнее положение.

При открытии клапана давление клапанной пружины возрастает, выпрямляя через опорную шайбу дисковую пружину. При этом внутренний край пружины отходит от заплечика корпуса и пружина клапана, опираясь на шарики, передаёт на них всё давление, вследствие чего шарики перемещаются в углубление канавок корпуса, вызывая поворот дисковой пружины и вместе с ней опорной шайбы клапанной пружины и клапана. Когда клапан закрывается, все детали возвращаются в исходное положение.

Опережение открытия и запаздывание закрытия клапанов. При описании рабочего процесса четырёхтактного двигателя указывалось, что открытие и закрытие клапанов происходят в моменты прихода поршня в мёртвые точки. Однако в связи со значительной частотой вращения коленчатого вала период времени, отводимый на впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов, невелик, наполнение и очистка цилиндров затруднены.

Для получения наибольшей мощности необходимо как можно лучше заполнять цилиндры горючей смесью и отчищать их от продуктов сгорания. С этой целью впускной клапан открывается до прихода поршня в в.м.т. в конце такта выпуска, т.е. с опережением в пределах 10 . 31º поворота коленчатого вала, а закрывается после прихода поршня в н.м.т. в начале такта сжатия, т.е. с запаздыванием в 46 . 83º.

Продолжительность открытия впускного клапана составляет 236 . 294º поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси или воздуха. Поступление смеси или воздуха до прихода поршня в в.м.т. в конце такта выпуска и после н.м.т. начала такта сжатия происходит за счёт инерционного напора во впускном трубопроводе из-за часто повторяющихся тактов в цилиндрах.

Выпускной клапан открывается за 50 . 67º до прихода поршня в н.м.т. в конце такта горение ― расширение и закрывается после прихода поршня в в.м.т. такта выпуска на 10 . 47º. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240 . 294º поворота коленчатого вала. Выпускной клапан открывается раньше, так как давление в конце такта расширения невелико и оно используется для очистки цилиндров.

После прохождения поршнем в.м.т. отработавшие газы будут продолжать выходить по инерции.

Моменты открытия и закрытия клапанов относительных мёртвых точек, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.

Рис. 6 — Фаза газораспределения

На рисунке приведена диаграмма фазы газораспределения, на которой видно, что в двигателе бывают моменты (в конце такта выпуска и начале такте впуска), когда оба клапана открыты. В это время происходит продувка цилиндров свежим зарядом горючей смеси или воздуха для лучшей отчистки их от продуктов сгорания. Этот период носит название ― перекрытие клапанов.

рис. 7

Регулировка клапанов ЗИЛ 130 — 4 правила

Регулировка клапанов двигателя на автомобиле Зил 130 как и на других двигателях требует знания четырех основных правил

Содержание статьи:

1. Расположение цилиндров Зил 130
2. Установка ВМТ в момент сжатия
3. Регулировка клапанов Зил 130
4. Порядок работы цилиндров двигателя ЗИЛ 130
5. Проворачивание коленчатого вала
6. Регулировка клапанов зил 130 за два оборота

1. Где находится первый цилиндр. Потому что все видимые метки на шкивах соответствуют положению поршня первого цилиндра в верхней мертвой точке(ВМТ).
2. В каком положении коленчатого вала поршень первого цилиндра находится в ВМТ именно в такте сжатия. В этом положении впускной и выпускной клапаны закрыты и регулируются тепловые зазоры клапанов.
3. Необходимо знать порядок работы цилиндров конкретного двигателя. То есть какой следующий цилиндр вступит в работу. Чтобы провернуть коленчатый вал и начать регулировку следующего по порядку цилиндра.
4. Необходимо знать на какой угол необходимо провернуть коленчатый вал чтобы подвести поршень следующего цилиндра в ВМТ в такте сжатия

Эти четыре правила применимы ко всем четырех тактным двигателям внутреннего сгорания. Хорошо освоив эти моменты можно регулировать клапана не прибегая к помощи специалистов.

Расположение цилиндров Зил 130

Первый цилиндр на автомобиле ЗИЛ 130 находится с правой стороны по ходу движения автомобиля. На схеме обозначена нумерация всех цилиндров. Она потребуется далее для того чтобы знать где находится каждый последующий цилиндр. Для регулировки клапанов согласно порядка их работы.

Установка ВМТ в момент сжатия

Проблема возникает когда именно поршень становится в правильное положение для регулировки клапанов первого цилиндра. Поршень должен находиться в ВМТ именно в такте сжатия. На шкиве коленчатого вала имеется метка. Её требуется совместить с обозначение ВМТ на шкале.

Действительно поршень первого цилиндра встанет в ВМТ. Но то что он будет находится в такте сжатия необходимо убедится. Потому что за полный цикл работы двигателя от первого до восьмого цилиндра. Поршень становится два раза в ВМТ. Нас интересует только одно его положение. Это положение можно определить несколькими способами.

• Если двигатель находится в рабочем состоянии на автомобиле. Можно снять наконечник со свечного провода идущего на первый цилиндр. И проворачивать коленчатый вал при включённом зажигании. В момент проскакивания искры между прводом и массой. Следует подвести метку на шкиву с обозначением ВМТ на шкале. Искра проскочит до того как поршень подойдет к верхней мертвой точке. И установив метки поршень встанет в нужное положение.
• Можно вывернуть свечу первого цилиндра и заткнуть свечное отверстие бумажной пробкой. При проворачивании коленчатого вала пробка выстрелит. Останется только совместить метку на шкиву и обозначением ВМТ на шкале. Можно просто заткнуть отверстие пальцем. Когда из под него начнет выходить воздух останется совместить метки. Это говорит о том что в цилиндре образуется компрессия. Начинается сжатие. Следовательно клапана полностью закрыты.
• Визуально положение ВМТ определяется по коромыслам. В положении сжатия когда поршень подходит к ВМТ коромысла не подвижны. Клапана закрыты. Во втором положении когда поршень подходит к ВМТ один клапан закрывается. Второй после прохождения ВМТ начинает сразу открывается. В случае когда клапана неподвижны остается совместить метки.

После того как поршень первого цилиндра встал в правильное положение требуется регулировать клапана первого цилиндра.

Регулировка клапанов Зил 130

Для егулировки капанов требуется ослабить стопорные гайки регулировочного винта. Между клапаном и коромыслом устанавливается щуп толщиной 0,25 или 0,3 мм. Если устанавливается щуп 0,25 мм. То при закручивании регулировочного винта. Коромысло зажимает щуп. Щуп при этом должен двигаться с небольшим усилие. В случае установки щуптолщиной 0,3мм усилие должно быть более сильным. Щуп движется но коромысло не должно давить на клапан иначе он откроется и регулировка будет не правильная. Регулировка клапанов на автомобиле ЗИЛ 130 предусматривает одинаковые зазоры на впускных и выпускных клапанах. После регулировки необходимо затянуть стопорные гайки. При этом нельзя допустить проворачивание регулировочного винта. Поэтому при затяжке его необходимо придерживать отверткой.

Порядок работы цилиндров двигателя ЗИЛ 130

Для регулировки последующих клапанов следует знать порядок работы цилинлров. Он следующий

То есть после регулировки первого цилиндра следует регулировать клапана 5 цилиндра, затем 4 и так далее по порядку.

Проворачивание коленчатого вала

Для того чтобы поочередно по порядку подводить поршня цилиндров в ВМТ требуется проворачивать коленчатый вал каждый раз на один и тот же угол. Этот угол составляет

90 градусов.

Чтобы не ошибиться. можно нанести самостоятельно разметку на шкиве

И проворачивать колен вал по своим меткам

Можно просто вывернуть все свечи и подводить поршня каждого цилиндра в ВМТ на ощупь при помощи отвертки.

Выглядеть проворачивание следующим образом. Клапана первого цилиндра отрегулированы при совмещении метки на шкиве и шкале. Далее проворачивается коленвал по часовой стрелке на 90 градусов и регулируются клапана 5 цилиндра. Затем проворачивается колен вал на 90 градусов. Регулируются клапана 4 цилиндра и так до 8 цилиндра. Согласно порядка работы цилиндров. Понять почему коленчатый вал проворачивается на 90 градусов можно просто.

За один цикл работы двигателя с первого по восьмой цилиндр коленчатый вал проворачивается два раза. Распредвал при этом совершает один оборот. Два оборота коленвала составляют 720 градусов два раза по 360. Цилиндров в работе 8. Значит делим 720 на 8 получаем 90 градусов.

Если бы цилиндров было 6 то 720 делим на 6 получается 120 градусов, четырех цилиндровые двигатели для регулировки клапанов проворачиваю на 180 градусов.

Регулировка клапанов зил 130 за два оборота

Отрегулировать клапана можно быстрее всего за два оборота коленчатого вала.

Первый оборот делается для того чтобы совместит метку на шкиву с обозначение ВМТ на шкале в такте сжатия первого цилиндра. Как у же было описано. В этом положении регулируются клапана следующих цилиндров:

Впускного и выпускного 1 цилиндра

Выпускного 2 цилиндра

Впускного 3 цилиндра

Выпускного 4 цилиндра

Выпускного 5 цилиндра

Впускного 7 цилиндра

Впускного 8 цилиндра

Остальные клапана регулируются после того как коленчатый вал провернуть на один оборот 360 градусов. При этом метка на шкиву и обозначение ВМТ на шкале снова должны быть совмещены.

Схематично это будет выглядеть следующим образом

Регулировка клапанов на двигателе автомобиля Зил 130 аналогична регулировке клапанов на ГАЗ 53. Тот же принцип регулировки клапанов Камаз и клапанов на двигателе ЯМЗ 238. Различие в методах регулировки. Каждый двигатель имеет конструктивные особенности. Которые позволяют делать регулировку более удобно. Но основной принцип одинаков для всех V- образных восьми цилиндровых двигателей