Распредвал камаз 740 схема

Обновлено: 24.01.2025

На двигателе установлен верхнеклапанный механизм газораспределения с нижним расположением распределительного вала.

· Блок шестерен КамАЗ

· Коромысла клапанов КамАЗ

· Пружины клапанов КамАЗ

· Распределительный вал КамАЗ

· Толкатели, штанга толкателя КамАЗ

Блок шестерен, расположенный на заднем торце блока двигателя, является приводом вала газораспределительного механизма, топливного насоса высокого давления, компрессора и насоса гидроусилителя рулевого управления автомобиля. Газораспределительный механизм приводится во вращение промежуточной шестерней 2, связанной с прямозубчатой шестерней 1, установленной с натягом на коленчатом валу. Блок промежуточных шестерен вращается на сдвоенном коническом роликоподшипнике. Ведомая шестерня 4 привода газораспределительного механизма установлена на шейку вала с натягом и находится в зацеплении с шестерней 5 привода топливного насоса. Сборка шестерен выполнена так, что метки находящихся в зацеплении шестерен (показано в кружочках) совмещены. Вал привода топливного насоса высокого давления — карданный, с, упругими элементами диафрагменного типа, компенсирующими несоосность установки вала топливного насоса и вала шестерни.

Рисунок 8. Блок распределительных шестерен КамАЗ: 1 — ведущая шестерня; 2 и 3 — промежуточные шестерни; 4 — шестерня распределительного вала; 5 — шестерня привода топливного насоса; 6 — шестерня привода насоса гидроусилителя рулевого управления; 7 — шестерня привода компрессора.

С шестерней 5 находятся в зацеплении установленные на валах шестерни 7 и 6 приводов компрессора и насоса гидроусилителя руля.

Клапаныизготовлены из жаропрочной стали. Каждый цилиндр имеет один впускной 9 и один выпускной 6 клапаны. Конструктивно исполнение впускного и выпускного клапанов одинаковое. Стержень клапана перед установкой графитируют. Угол рабочей фаски клапанов 91°. Диаметр тарелки впускного клапана 51,5 мм, выпускного 46,5 мм; высота подъема клапанов 13,5 мм. Клапаны перемещаются в изготовленных из металлокерамики направляющих втулках 4. Для предотвращения попадания масла в цилиндр по зазору стержень — втулка на втулке впускного клапана установлена манжета 12.

Привод клапановсостоит из толкателей, штанг, коромысел. Клапаны при работе двигателя проворачиваются.

Рисунок 9. Головка цилиндров с впускным и выпускным клапанами КамАЗ: 1 — опорное кольцо; 2 — седло впускного клапана; 3 — седло выпускного клапана; 4, 5 и 14 — втулки; 6 — выпускной клапан; 7 — тарелка; 8 — сухарь; 9 — впускной клапан; 10 и 11 пружины; 12 — манжета с пружиной; 13 — шайба.

Коромысла клапановстальные, штампованные двуплечие рычаги, у которых отношение большего плеча к меньшему составляет 1,55. Коромысла впускного и выпускного клапанов устанавливаются на общей стойке и фиксируются в осевом направлении пружинным фиксатором. Подшипниками коромысел служат бронзовые втулки. Стойки коромысел фиксируют двумя штифтами и крепят на головке цилиндра двумя шпильками.

Рисунок 10. Коромысло клапана КамАЗ в сборе: 1 – регулировочный винт; 2 – гайка; 3 – коромысло; 4 – втулка.

Пружины клапановвинтовые (по две на каждый клапан) с различным направлением навивки. Диаметр проволоки: наружной пружины 4,8 мм, внутренней 3,5 мм. Предварительно устанавливаемое усилие пружин 36 кгс, суммарное рабочее — 83 кгс. Нижними концами пружины опираются через стальную шайбу 13 на головку блока, верхними — на тарелку 7 клапана. Тарелка в свою очередь опирается на стальную втулку 5, которая соединяется со стержнем клапана двумя конусными сухарями 8. Во время работы двигателя под действием вибрации клапан проворачивается относительно седла.

Распределительный валстальной; поверхностный слой кулачков цементирован, а опорные шейки подвергнуты термообработке ТВЧ. Он установлен в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные залитые антифрикционным сплавом втулки. Профиль кулачков безударный, неодинаковый для впускных и выпускных кулачков. На задний конец распределительного вала напрессована прямозубая шестерня 3. Распределительный вал приводится во вращение промежуточными шестернями, связанными с шестерней коленчатого вала. Шестерни имеют на торцах метки, которые используют при сборке для обеспечения заданных фаз газораспределения. Шестерни ,стальные, штампованные с термообработанными зубьями. Осевому перемещению вала препятствует корпус 2 подшипника задней опоры, который крепится к блоку цилиндров тремя болтами.

Рисунок 11. Распределительный вал КамАЗ в сборе: 1 — распределительный вал; 2 — корпус подшипника; 3 — распределительная шестерня; 4 — шпонка.

Толкатели тарельчатого типа с цилиндрической направляющей частью, изготовлены из стали с последующей наплавкой на поверхность тарелки отбеленного чугуна.

Рисунок 12. Толкатель КамАЗ: 1 — наплавка.

Направляющие толкателей,изготовленные из серого чугуна, съемные, что обеспечивает технологичность и ремонтоспособность блока. На двигатель устанавливают четыре направляющих, в которых размещены четыре толкателя. Каждая направляющая зафиксирована двумя штифтами и прикреплена к блоку двигателя двумя болтами. Болты зафиксированы стопорными шайбами.

Штанги толкателей стальные, пустотелые, со вставными наконечниками 1 и 3.

Рисунок 13. Штанга толкателя КамАЗ: 1 – верхний наконечник; 2 – стержень; 3 – нижний наконечник.

Механизм газораспределения (рисунок 19) предназначен для обеспечения впуска в цилиндры свежего воздушного заряда и выпуска из них отработавших газов. Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в определенных положениях поршня, что обеспечивается совмещением меток на шестернях привода агрегатов при их монтаже.

Рисунок 19. Механизм газораспределения
1 – головка цилиндра; 2 – втулка направляющая; 3 – шайба пружин клапана; 4, 5 – пружины клапана; 6 – манжета клапана; 7 – шайба; 8 – болт крепления головки; 9 – тарелка пружин; 10 – втулка тарелки пружин; 11 – сухарь клапана; 12 – болт крепления крышки; 13 – шайба; 14 – шайба виброизоляционная; 15 – крышка головки цилиндра; 16 – коромысло клапана; 17 – стойка коромысел; 18 – прокладка крышки; 19 – штанга; 20 – ввертыш крепления впускного коллектора; 21 – ввертыш крепления водяной трубы; 22 – прокладка уплотнительная; 23 – толкатель; 24 – распредвал; 25 – выпускной клапан; 26 – седло выпускное; 27 – гильза цилиндра; 28 – кольцо газового стыка; 29 – блок цилиндров; А – тепловой зазор

Механизм газораспределения – верхнеклапанный с нижним расположением распределительного вала. Кулачки распределительного вала 24 в соответствии с фазами газораспределения приводят в действие толкатели 23. Штанги 19 сообщают качательное движение коромыслам 16, а они, преодолевая сопротивление пружин 4 и 5, открывают клапаны 25. Закрываются клапаны под действием силы сжатых пружин.

Рисунок 20. Распределительный вал
1 – распределительный вал; 2 – корпус подшипника; 3 – шестерня; 4 – шпонка.

Распределительный вал

Распределительный вал (рисунок 20) стальной, кулачки и опорные шейки подвергнуты термообработке ТВЧ; устанавливается в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом. Диаметр втулок на 6 мм больше по сравнению со втулками двигателя 740.10.

Распределительный вал увеличенной размерности, измененными фазами газораспределения и ходом клапанов по сравнению с распределительным валом двигателя 740.10. На задний конец распределительного вала напрессована прямозубая шестерня 3. Привод распределительного вала осуществляется от шестерни коленчатого вала через промежуточные шестерни. Для обеспечения заданных фаз газораспределения, шестерни при сборке устанавливаются по меткам выбитым на их торцах (см. рисунок 7). Шестерни стальные, штампованные с термо-обработанными зубьями. От осевого перемещения вал фиксируется корпусом 2 (рисунок 20) подшипника задней опоры, который крепится к блоку цилиндров гремя болтами. Посадочный диаметр корпуса подшипника задней опоры больше по сравнению с корпусом подшипника двигателя 740.10.

Установка корпуса подшипника задней опоры двигателя 740.10 недопустима, так как приведет к аварийному снижению давления масла в системе и преждевременному выходу из строя двигателя.

Клапаны

Клапаны 25 (рисунок 19) из жаропрочной стали. Угол рабочей фаски клапанов 90°. Диаметр тарелки впускного клапана 51,6 мм, выпускного 46,6 мм, высота подъема впускного клапана – 14,2 мм, выпускного – 13,7 мм. Геометрия тарелок впускных и выпускных клапанов обеспечивает соответствующие газодинамические параметры впуска-выпуска газов и поэтому замена клапанов на клапана двигателя 740.10 не рекомендуется.

Клапаны перемещаются в направляющих втулках, изготовленных из металлокерамики. Для предотвращения попадания масла в цилиндр, на направляющие клапанов устанавливаются резиновые уплотнительные манжеты.

Толкатели 23 (рисунок 19) тарельчатого типа с профилированной направляющей частью, (в переходный период возможно цилиндрической). Изготовлены из стали с последующей наплавкой поверхности тарелки отбеленным чугуном. Толкатель подвергнут химико-термической обработке.

Направляющие толкателей прилитые к блоку цилиндров. В переходный период возможна установка привертных направляющих толкателей (с подрезкой болтов и резьбовых бобышек направляющей), как на двигателе 740.10. В этом случае установка направляющей толкателей двигателя 740.10 без специальной подрезки не допускается.

Штанги

Штанги 19 (рисунок 19) толкателей стальные, пустотелые, с запрессованными наконечниками. Штанги на 3 мм короче штанг двигателя 740.10 и с ними невзаимозаменяемы.

Коромысла

Коромысла 16 (рисунок 19) клапанов стальные, штампованные, представляют собой двуплечий рычаг, у которого отношение большого плеча к меньшему составляет 1,55. Коромысла впускного и выпускного клапанов устанавливаются на общей стойке и фиксируются в осевом направлении пружинным фиксатором. Коромысла клапанов в отличие от коромысел двигателя 740.10 не имеют бронзовой втулки, вследствие чего с ними не взаимозаменяемы.

Стойка

Стойка 17 (рисунок 19) коромысел чугунная, цапфы подвергнуты термической обработке ТВЧ. Диаметр цапф на 2 мм больше по сравнению с цапфами стойки коромысел двигателя 740.10.

Пружины

Пружины 4 и 5 (рисунок 19) клапанов винтовые, устанавливаются по две на каждый клапан. Пружины имеют различные направления навивки. Диаметр проволоки наружной пружины – 4,8 мм, внутренней- 3,5 мм. Предварительно устанавливаемое усилие пружин 355 Н, суммарное рабочее 821 Н. Пружины взаимозаменяемы с пружинами двигателя 740.10.

Порядок регулировки зазоров между носиками коромысел и клапанами описан в разделе “Техническое обслуживание”.

Головки цилиндров

Головки цилиндров 1 (рисунок 19) отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава, для охлаждения имеют полость сообщающуюся с полостью охлаждения блока. Днище головки усилено за счет увеличения толщины в зоне выпускного канала и дополнительного ребра по сравнению с головкой цилиндра двигателя 740.10.

Каждая головка цилиндра устанавливается на два установочных штифта, запрессованные в блок цилиндров, и крепится четырьмя болтами из легированной стали. Один из установочных штифтов одновременно служит втулкой для подачи масла на смазку коромысел клапанов. Втулка уплотнена резиновыми кольцами. В головке увеличено отверстие слива моторного масла из-под клапанной крышки в штанговую полость.

Окна впускного и выпускного каналов расположены на противоположных сторонах головки цилиндров. Впускной канал имеет тангенциальный профиль для обеспечения оптимального вращательного движения воздушного заряда, определяющего параметры рабочего процесса двигателя и токсичность отработавших газов, поэтому замена на головки цилиндров 740.1003014-20 не допускается.

В головку запрессованы чугунные седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов. Седла клапанов имеют увеличенный натяг в посадке по сравнению с седлами двигателя 740.10 и фиксируются острой кромкой. Выпускные седла и клапан профилированы для обеспечения меньшего сопротивления выпуску отработавших газов.

Применение выпускного клапана двигателя 740.10 не рекомендуется.

Стык “головка цилиндров – гильза” (газовый стык) – беспрокладочный (рисунок 21). В расточенную канавку на нижней плоскости головки запрессовано стальное уплотнительное кольцо 3. Посредством этого кольца головка цилиндра устанавливается на бурт гильзы. Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей уплотнительного кольца и гильзы цилиндра 5. Свинцовистое покрытие на поверхности кольца газового стыка дополнительно повышает герметичность за счет компенсации микронеровностей уплотняемых поверхностей. Для уменьшения вредных объемов в газовом стыке установлена фторопластовая прокладка-заполнитель 4. Прокладка-заполнитель фиксируется на кольце газового стыка за счет обратного конуса и посадки ее с натягом по выступающему пояску. Применение прокладки-заполнителя снижает удельный расход топлива и дымность отработавших газов.

Прокладка-заполнитель разового применения.

Рисунок 21. Газовый стык
1 – головка цилиндра; 2 – кольцо уплотнительное перепуска охлаждающей жидкости; 3 – кольцо газового стыка; 4 – прокладка-заполнитель; 5 – гильза цилиндра; 6 – кольцо уплотнительное; 7 – прокладка уплотнительная; 8 – блок цилиндров; 9 – экран.

Для уплотнения перепускных каналов охлаждающей жидкости в отверстия днища головки установлены уплотнительные кольца 2 из силиконовой резины.

Пространство между головкой и блоком, отверстия стока моторного масла и штанговые отверстия уплотнены прокладкой головки цилиндра 7 (рисунок 20) из термостойкой резины. На прокладке дополнительно выполнены уплотнительные бурт втулки подачи масла и канавка слива масла в штанговые отверстия.

При сборке двигателя болты крепления головки цилиндра следует затягивать в три приема в последовательности указанной на рисунке 22.

Величина момента затяжки должна быть:

– первый прием – 39…49 Н м (4…5 кгс м);

– второй прием – 98… 127 Н м (10… 13 кгс м);

– третий прием — 186. . .206 Н м (19. ..21 кгс м) предельное значение.

Перед ввертыванием резьбу болтов смазать тонким слоем графитовой смазки.

После затяжки болтов необходимо отрегулировать зазоры между клапанами и коромыслами. Зазор необходим для обеспечения герметичной посадки клапана на седло при тепловом расширении деталей во время работы двигателя.

Увеличение или уменьшение тепловых зазоров отрицательно сказывается на работе механизма газораспределения и двигателя в целом. При слишком больших зазорах растут ударные нагрузки и увеличивается износ деталей привода клапанов. При очень малых зазорах и их отсутствии не обеспечивается герметичность камеры сгорания, двигатель теряет компрессию и не развивает полной мощности. Клапаны перегреваются, что может повлечь за собой прогар фасок. При отсутствии зазора появляются задиры на тарелке толкателя и рабочей поверхности кулачка распредвала.

Клапанный механизм закрыт алюминиевой крышкой 15 (рисунок 19). Для шумоизоляции и уплотнения стыка крышка – головка цилиндра применены резиновая уплотнительная прокладка 18 и виброизоляционная шайба 14.

Болты крепления крышек головок цилиндров затянуть крутящим моментом 12,7. ..17,6 Н м (1,3… 1,8 кгс м).

Рисунок 22. Последовательность затяжки болтов крепления головки цилиндра

Механизм газораспределения дизеля КАМАЗ 740.11-240, 740.13-260, 740.14-300

Механизм газораспределения предназначен для обеспечения впуска в цилиндры свежего воздушного заряда и выпуска из них отработавших газов

Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в определенных положениях поршня, что обеспечивается совмещением меток на шестернях привода агрегатов при их монтаже.

Механизм газораспределения - верхнеклапанный с нижним расположением распределительного вала.

Кулачки распределительного вала 24 в соответствии с фазами газораспределения приводят в действие толкатели 23. Штанги 18 сообщают качательное движение коромыслам 16, а они, преодолевая сопротивление пружин 7 и 8, открывают клапаны 25. Закрываются клапаны под действием силы сжатия пружин.

Распределительный вал стальной, кулачки и опорные шейки подвергнуты термообработке ТВЧ; устанавливается в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом.

Диаметр втулок на 6 мм больше по сравнению со втулками двигателя мод. 740.10.

Распределительный вал увеличенной размерности, измененными фазами газораспределения и ходом клапанов по сравнению с распредвалом двигателя мод. 740.10.

На задний конец распределительного вала напрессована прямозубая шестерня 3.

Привод распределительного вала осуществляется от шестерни коленчатого вала через промежуточные шестерни.

Шестерни стальные, штампованные с термообработанными зубьями.

Для обеспечения заданных фаз газораспределения шестерни при сборке устанавливаются по меткам, выбитым на торцах (см. статью "Техническая характеристика двигателя КАМАЗ 740.11-240").

От осевого перемещения вал фиксируется корпусом 2 подшипника задней опоры, который крепится к блоку цилиндров тремя болтами.

Посадочный диаметр корпуса подшипника задней опоры больше по сравнению с корпусом подшипника двигателя мод. 740.10.

Установка корпуса подшипника задней опоры распределительного вала двигателя мод. 740.10 не допустима, так как приведет к аварийному снижению давления масла в системе и преждевременному выходу из строя двигателя.

Клапаны из жаропрочной стали.

Угол рабочей фаски клапанов 90°. Диаметр тарелки впускного клапана 51,6 мм, выпускного - 46,6 мм, высота подъема впускного клапана - 14,2 мм, выпускного - 13,7 мм.

Геометрия тарелок впускных и выпускных клапанов обеспечивают соответствующие газодинамические параметры впуска-выпуска газов и поэтому их замена на клапаны двигателя мод. 740.10 не рекомендуется.

Клапаны перемещаются в направляющих втулках изготовленных из металлокерамики.

Для предотвращения попадания масла в цилиндр и снижения его расхода на угар, на направляющих клапанов устанавливаются резиновые уплотнительные манжеты.

Толкатели тарельчатого типа с профилированной направляющей частью, изготовлены из стали с последующей наплавкой поверхности тарелки отбеленным чугуном.

Толкатель подвергнут химико-термической обработке.

Коромысла клапанов стальные, штампованные, представляют собой двуплечий рычаг, у которого отношение большого плеча к меньшему составляет 1.55.

Коромысла впускного и выпускного клапанов устанавливаются на общей стойке и фиксируются в осевом направлении пружинным фиксатором.

Коромысла клапанов двигателя 740.11-240. в отличие от коромысел двигателя мод. 740.10, не имеют бронзовой втулки.

Направляющие толкателей отлиты заодно с блоком цилиндров.

Штанги толкателей стальные, пустотелые с запрессованными наконечниками. Штанги на 3 мм короче штанг двигателя мод. 740.10 и не взаимозаменяемы с ними.

Стойка коромысел чугунная, её цапфы подвергнуты термической обработке ТВЧ.

Диаметр цапф на 2 мм больше по сравнению с цапфами стойки коромысел двигателя мод. 740.10.

Пружины клапанов винтовые, устанавливаются по две на каждый клапан.

Пружины имеют различные направления навивки. Диаметр проволоки наружной пружины 4,8 мм, внутренний - 3,5 мм.

Предварительно устанавливаемое усилие пружин 355 Н, суммарное рабочее - 821 Н. Пружины взаимозаменяемы с пружинами двигателя мод. 740.10.

Порядок регулировки зазоров между носиками коромысел и клапанами описан в разделе "Техническое обслуживание".

Головки цилиндров 1 (рис.1) отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава. Головка цилиндра имеет полость охлаждения, сообщающуюся с полостью охлаждения блока.

Для усиления днища головки увеличена ее толщина в зоне выпускного канала и выполнено дополнительное ребро по сравнению с головкой цилиндра двигателя мод. 740.10.

Каждая головка цилиндров устанавливается на два установочных штифта, запрессованные в блок цилиндров, и крепится четырьмя болтами из легированной стали.

Один из установочных штифтов одновременно служит втулкой для подачи масла на смазку коромысел клапанов. Втулка уплотнена резиновыми кольцами.

В головке, по сравнению с головкой двигателя 740.10, увеличено отверстие слива моторного масла из-под клапанной крышки в штанговую полость.

Окна впускного и выпускного каналов расположены на противоположных сторонах головки цилиндров.

Впускной канал имеет тангенциальный профиль для обеспечения оптимального вращательного движения воздушного заряда, определяющего параметры рабочего процесса и экологические показатели двигателя, поэтому замена на головки цилиндров двигателя мод. 740.10 не допускается.

В головку запрессованы чугунные седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов.

Седла клапанов имеют увеличенный натяг в посадке по сравнению с седлами двигателя мод. 740.10, и фиксируются острой кромкой.

Выпускное седло и клапан профилированы для обеспечения меньшего сопротивления выпуску отработавших газов.

Применение выпускного клапана мод. 740.10 не рекомендуется.

Стык "головка цилиндра - гильза" (газовый стык) - беспрокладочный (рис. Газовый стык).

В расточенную канавку на нижней плоскости головки запрессовано стальное уплотнительное кольцо 3. Посредством этого кольца головка цилиндра устанавливается на бурт гильзы.

Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей уплотнительного кольца и гильзы цилиндра 5.

Уплотнительное кольцо дополнительно имеет свинцовистое покрытие для компенсации микронеровностей уплотняемых поверхностей.

Для уменьшения вредных объемов в газовом стыке установлена фторопластовая прокладка - заполнитель 4.

Прокладка - заполнитель фиксируется на выступающем пояске кольца газового стыка за счет обратного конуса с натягом.

Применение прокладки заполнителя снижает удельный расход топлива и дымность отработавших газов. Прокладка-заполнитель разового применения.

Пространство между головкой и блоком, отверстия стока моторного масла и отверстия прохода штанг уплотнены прокладкой 7 головки цилиндра из термостойкой резины.

При сборке двигателя болты крепления головки цилиндра следует затягивать в три приема в порядке возрастания номеров, указанном на рис. 5

Величины моментов затяжки должны быть:

Перед ввертыванием смазать резьбу болтов слоем графитовой смазки.

После затяжки болтов необходимо отрегулировать зазоры между клапанами и коромыслами (регулировка зазоров клапанов описана в статье - Общие сведения о техническом обслуживании двигателя Камаз.

Клапанный механизм закрыт алюминиевой крышкой 15 (см. рис. 1). Для шумоизоляции и уплотнения стыка крышка - головка цилиндра применены виброизоляционная шайба 14 и резиновая уплотнительная прокладка 19.

Болты крепления крышек головок цилиндров затянуть с крутящим моментом 12,7-17,6 Нм (1,3-1,8 кгс.м).

Основные неисправности механизма газораспределения

Отклонения в работе механизма газораспределения при естественном износе деталей вызывают ухудшение динамики механизма, способствуют ускоренному износу сопряжений. Из общего числа отказов всех систем двигателя 25-27 % приходится на ГРМ.

Основными неисправностями двигателя, обуславливаемые неисправностями ГРМ, могут быть следующие:

- уменьшение мощности двигателя, увеличение расхода топлива и масла;
- повышение дымности отработавших газов;
- уменьшение давления масла в системе двигателя при температуре выше 0° С;
- неустойчивая работа двигателя на холостом ходу;
- работа двигателя с перебоями или перегревом;
- подтекания жидкости в соединениях системы охлаждения.

Признаками неисправностей ГРМ являются стуки в головке цилиндра.

Звонкий стук в головке цилиндра вызывается стуком клапанов о коромысла из-за большого теплового зазора между клапаном и носком коромысла.

Глухой металлический стук на холостом ходу и усиление его при подаче топлива являются признаком поломки клапанных пружин или заедании клапанов.

Неплотная посадка клапана на седло возникает при отсутствии или уменьшении теплового зазора между носком коромысла и клапаном, а так же при нарушении несущей способности неподвижного соединения головка цилиндров – седло клапана.

При неплотной посадке клапана на седло на отдельных участках между клапаном и седлом образуются зазоры.

Раскалённые газы под давлением и с большой скоростью проходят в образовавшиеся щели, поэтому поверхности фаски в этом месте интенсивно коррозируют, ухудшается прилегание фаски к седлу.

На поверхности фаски накапливаются продукты сгорания, вследствие чего нарушается герметичность соединения.

Анализ характерных повреждений клапанов и их сёдел показывает, что примерно 90% всех повреждений возникает при нарушении герметичности соединения седло – клапан.

При увеличении теплового зазора уменьшается высота подъёма клапанов, вследствие чего ухудшается наполнение и очистка цилиндров, растут ударные нагрузки и износ деталей ГРМ.

При очень маленьких тепловых зазорах, в результате сгорания или износа рабочих фасок клапана или седла клапана, не обеспечивается герметичность камеры сгорания, двигатель теряет компрессию, перегревается и не развивает полной мощности.

Наиболее часто встречающиеся неисправности ГРМ следующие:

– преждевременный износ посадочных поверхностей седла и клапана; износ направляющей втулки клапана;
– нарушение стабильности посадки в сопряжении седло клапана - головка цилиндров;
– деформация головки цилиндров;
– деформация седла и стержня клапана;
– деформация тарелки клапана; обрыв стержня клапана и коррозия; износ отверстий под толкатели;
– износ втулок распределительного вала; износ кулачков распределительного вала; износ коромысел клапанов.

Перед выполнением технических обслуживаний необходим индивидуальный контроль состояния ГРМ, позволяющий при помощи специального оборудования, без разборки двигателя заблаговременно выявить указанные выше скрытые неисправности и определить перечень профилактических и ремонтных воздействий.

Оценивать техническое состояние ГРМ следует по диагностическим параметрам, а определить необходимость выполнения операций обслуживания и ремонта – по предельным значениям этих параметров.

Характерный дефект штанг: ослабление посадки наконечников и погнутость стержня штанги.

Характерными дефектами клапанов являются износ рабочих фасок, погнутость стержня, облом тарелки клапана, износ торца клапана

Характерными дефектами толкателей являются износ тарелки, раковины на рабочей поверхности, износ стержня

Механизм газораспределения управляет своевременным впуском в цилиндры воздушного заряда и удалением из них отработавших газов; состоит из клапанов с пружинами, распределительного (кулачкового) вала с шестернями и деталей, которые передают движение от вала клапанам

Коленчатый вал через шестерни вращает распределительный вал 1.

Выступ кулачка вала поднимает толкатель 2 вместе со штангой 4, коромысло 6 поворачивается на оси и опускает клапан 17, сжимая его пружины 13 и 14.

При дальнейшем повороте вала выступ кулачка выходит из-под толкателя, давление на клапан прекращается и он под действием сжатых пружин поднимается во втулке, плотно закрывая отверстие головки цилиндра.

За один рабочий цикл четырехтактного двигателя, т. е. за два оборота коленчатого вала, клапаны должны открывать и закрыть отверстия головки цилиндров только один раз. При этом распределительный вал делает один оборот.

Мощность двигателя зависит от наполнения цилиндров свежим зарядом воздуха степени очистки их от отработавших газов.

Чтобы воздуха поступало в цилиндры больше, впускной клапан открывается с опережением, т. е. до прихода поршня в м. т.

Наполнение цилиндра начинается т от всасывающего действия поршня, а под влиянием инерционного напора во впускном трубопроводе, который создается вследствие часто повторяющихся тактов.

Закрывается впускной клапан с забыванием, т. е. после прихода поршня в в.м. т., потому что воздух продолжает поступать в цилиндр по инерции и давление в нем еще ниже атмосферного.

Выпускной клапан открывается тоже с опережением, т. е. до окончания такта рабочего хода, и часть газов, находящихся под небольшим давлением, выбрасывается из цилиндра.

Это снижает противодавление оставшихся в нем газов, уменьшая затрату мощности на их выталкивание.

Закрывается выпускной клапан с запаздыванием, т. е. после в. м. т., обеспечивая лучшую очистку камеры сгорания от отработавших газов.

В какой-то момент оба клапана оказываются одновременно приоткрытыми.

Наступает так называемое перекрытие клапанов, при котором выходящие из цилиндра газы способствуют подсасыванию воздуха в цилиндр, увеличивая его наполнение.

Продолжительность открытого положения клапанов, выраженную в градусах поворота коленчатого вала, называют фазами газораспределения.

На рис. 1 приведена диаграмма таких фаз, из которой видно, при каком положении шатунной шейки относительно мертвых точек открываются и закрываются клапаны.

Диаграмма фаз обеспечивается формой и взаимным положением кулачков распределительного вала, а также определенным зазором между стержнями клапанов и носиками коромысел.

Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала через шестерни привода агрегатов. Установка шестерен привода распределительного вала и агрегатов показана на рис. 2.

Распределительный вал стальной, рабочая поверхность его кулачков и опорных шеек цементирована и закалена токами высокой частоты.

Профиль кулачков неодинаковый для впускных и выпускных клапанов.

Распределительный вал установлен в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом.

На задний конец распределительного вала насажена прямозубая шестерня.

От осевого перемещения распределительный вал фиксируется подшипником задней опоры, установленным в корпусе.

В торцы корпуса упираются с одной стороны ступица шестерни, с другой — упорный бурт задней опорной шейки вала.

Корпус подшипника прикреплен к стенке блока цилиндров тремя болтами.

Толкатели клапанов стальные, пустотелые, тарельчатого типа с цилиндрической направляющей частью.

Для повышения работоспособности пары кулачок — толкатель торец тарелки толкателя наплавлен отбеленным чугуном.

Торец толкателя, контактирующий со штангой, заканчивается сферическим гнездом для упора нижнего конца штанги.

Толкатели клапанов устанавливаются в направляющих, прикрепленных к блоку цилиндров болтами.

Штанги толкателей пустотелые с запрессованными наконечниками. Нижний наконечник имеет выпуклую сферическую поверхность, верхний — выполнен в виде сферической чашечки для упора регулировочнoro винта коромысла.

Коромысла клапанов представляют собой стальные кованые двуплечие рычаги запрессованными бронзовыми втулками.

Носик коромысла длинного плеча закален до высокой твердости. Для уменьшения хода толкателя и штанги, а также снижения сил инерции коромысла выполнены неравноплечими.

В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт с контргайкой для установления требуемого зазора между коромыслом и торцом стержня клапана.

Коромысла впускного и выпускного клапанов установлены консольно на осях, выполненных заодно со стойками коромысел.

Стойки зафиксированы штифтами и скреплены на головке шпильками. К каждому коромыслу через отверстие в стойке вводится смазка.

Подшипниками коромысел служат бронзовые втулки.

Клапаны изготовлены из жаропрочной стали. Каждый цилиндр имеет один впускной и один выпускной клапаны.

Стержни клапанов перемешаются в металлокерамических направляющих втулках, запрессованных в головку цилиндра. Для улучшения приработки стержни клапанов перед сборкой покрывают графитом.

Смазываются стержни маслом, которое вытекает из сопряжений коромысел с осями и разбрызгивается клапанными пружинами.

Для лучшего наполнения цилиндров свежим воздухом диаметр тарелки впускного клапана больше, чем диаметр тарелки выпускного.

Каждый клапан имеет две цилиндрические пружины с равномерным шагом и противоположной навивкой, что обеспечивает высокую резонансную характеристику клапанному механизму.

Различное направление витков наружной и внутренней пружин при поломке одной из них исключает попадание ее витков между витками другой.

Нижними торцами пружины опираются на головку цилиндра через стальную шайбу, верхними — в упорную тарелку.

Последняя упирается в коническую втулку, которая соединена со стержнем клапана двумя конусными сухарями.

Разъемное соединение втулка — тарелка имеет небольшое трение при относительном перемещении, что дает возможность пружинам при их сжатии проворачивать клапаны относительно седел (так как пружина при сжатии несколько скручивается).

Этим достигаются равномерное изнашивание рабочих поверхностей и одинаковый нагрев клапанов при работе.

Техническое обслуживание механизма газораспределения

Основными работами при техническом обслуживании кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов являются проверка и при необходимости регулирование зазоров между клапанами и коромыслами, а также прослушивание работающего двигателя для обнаружения стуков и замена изношенных или поломанных деталей.

Зазор в клапанном механизме должен гарантировать плотное прилегание клапана к седлу при удлинении стержня от нагревания и в случае осадки головки в седле из-за изнашивания фасок.

Регулирование зазоров клапанов смотрим в статье "Как отрегулировать зазоры клапанов Камаз".

В процессе эксплуатации нормальная работа газораспределительного механизма может быть нарушена, так как горячие газы разрушают посадочные поверхности тарелок клапанов и их седел, на головках клапанов отлагается нагар.

Это приводит к нарушению плотности прилегания клапана к седлу, в результате чего возможны утечки газа и перегрев клапана.

Постепенно изнашиваются трущиеся поверхности деталей механизма, нарушается зазор между клапанами и коромыслами. Это приводит к изменению фаз газораспределения.

Наиболее заметный внешний признак неисправности механизма — стуки в зоне расположения клапанов, распределительных шестерен и распределительного вала.

В процессе эксплуатации двигателя детали кривошипно-шатунного механизма работают надежно и не требуют периодического технического обслуживания.

В результате нарушения правил эксплуатации или небрежной сборки возможны неисправности в работе механизма и (или) преждевременное изнашивание его деталей.

Признак увеличенного износа деталей цилиндропоршневои группы или залегания поршневых колец — это повышенный расход картерного масла на угар, дымный выпуск и интенсивный выход газов из сапуна.

Состояние подшипников коленчатого вала (зазоры) характеризуется давлением масла в главной магистрали.

Если оно падает, необходимо проверить исправность манометра, фильтров, клапанов, масляного насоса и подводящих трубопроводов.

Убедившись в исправности перечисленных элементов, вскрывают коренные и шатунные подшипники и определяют состояние трущихся поверхностей шеек и вкладышей.

Стуки при работе двигателя прослушиваются на разных частотах вращения коленчатого вала с помощью светоскопа.

Причина их возникновения определяется по некоторым характерным оттенкам стуков в соответствующих участках их прослушивания.

Механизм газораспределении (рис. Механизм газораспределения ) предназначен для обеспечения впуска в цилиндры свежего воздушного заряда и выпуска из них отработавших газов. Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются в определенных положениях поршня, что обеспечивается совмещением меток на шестернях привода агрегатов при их монтаже.

Механизм газораспределения: 1 - головка цилиндра; 2 - втулка направляющая; 3 - шайба пружин клапана; 4, 5 - пружины клапана: 6 - манжета клапана; 7 - шайба; 8 - болт крепления головки: 9 - тарелка пружин; 10 - втулка тарелки пружин; 11 - сухарь клапана; 12 - болт крепления крышки; 13 - шайба; 14 - шайба виброизоляционная; 15 - крышка головки цилиндра; 16 - коромысло клапана; 17 - стойка коромысел; 18 - прокладка крышки; 19 - штанга; 20 - ввертыш крепления впускного коллектора: 21 - ввертыш крепления водяной трубы; 22 - прокладка уплотнительная: 23 - толкатель; 24 - распредвал: 25 - выпускной клапан; 26 - седло выпускное; 27 - гильза цилиндра; 28 - кольцо газового стыка; 29 - блок цилиндров: А - тепловой зазор.

Механизм газораспределения - верхнеклапанный с нижним расположением распределительного вала. Кулачки распределительного вала 24 в соответствии с фазами газораспределения приводят в действие толкатели 23. Штанги 18 сообщают качательное движение коромыслам 16, а они, преодолевая сопротивление пружин 7 и 8, открывают клапаны 25. Закрываются клапаны под действием силы сжатия пружин.

Распределительный вал (рис. Распределительный вал в сборе ) стальной, кулачки и опорные шейки подвергнуты термообработке ТВЧ; устанавливается в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом.

Распределительный вал: 1 - распределительный вал; 2 - корпус подшипника; 3 - шестерня; 4 - шпонка.

Диаметр втулок на 6 мм больше по сравнению со втулками двигателя мод. 740.10. Распределительный вал увеличенной размерности, измененными фазами газораспределения и ходом клапанов по сравнению с распредвалом двигателя мод. 740.10. На задний конец распределительного вала напрессована прямозубая шестерня 3. Привод распределительного вала осуществляется от шестерни коленчатого вала через промежуточные шестерни. Шестерни стальные, штампованные с термообработанными зубьями. Для обеспечения заданных фаз газораспределения шестерни при сборке устанавливаются по меткам, выбитым на торцах (см. раздел "Привод агрегатов"). От осевого перемещения вал фиксируется корпусом 2 подшипника задней опоры, который крепится к блоку цилиндров тремя болтами. Посадочный диаметр корпуса подшипника задней опоры больше по сравнению с корпусом подшипника двигателя мод. 740.10. Установка корпуса подшипника задней опоры распределительного вала двигателя мод. 740.10 не допустима, так как приведет к аварийному снижению давления масла в системе и преждевременному выходу из строя двигателя.

Клапаны из жаропрочной стали. Угол рабочей фаски клапанов 90°. Диаметр тарелки впускного клапана 51,6 мм, выпускного - 46,6 мм, высота подъема впускного клапана - 14,2 мм, выпускного - 13,7 мм. Геометрия тарелок впускных и выпускных клапанов обеспечивают соответствующие газодинамические параметры впуска-выпуска газов и поэтому их замена на клапаны двигателя мод. 740.10 не рекомендуется.

Клапаны перемещаются в направляющих втулках изготовленных из металлокерамики. Для предотвращения попадания масла в цилиндр и снижения его расхода на угар, на направляющих клапанов устанавливаются резиновые уплотнительные манжеты.

Толкатели тарельчатого типа с профилированной направляющей частью, изготовлены из стали с последующей наплавкой поверхности тарелки отбеленным чугуном. Толкатель подвергнут химико-термической обработке.

Коромысла клапанов стальные, штампованные, представляют собой двуплечий рычаг, у которого отношение большого плеча к меньшему составляет 1.55. Коромысла впускного и выпускного клапанов устанавливаются на общей стойке и фиксируются в осевом направлении пружинным фиксатором. Коромысла клапанов двигателя 740.1 1-240, в отличие от коромысел двигателя мод. 740.10, не имеют бронзовой втулки.

Направляющие толкателей отлиты заодно с блоком цилиндров.

Стойка коромысел чугунная, её цапфы подвергнуты термической обработке ТВЧ. Диаметр цапф на 2 мм больше по сравнению с цапфами стойки коромысел двигателя мод. 740.10.

Пружины клапанов винтовые, устанавливаются по две на каждый клапан. Пружины имеют различные направления навивки. Диаметр проволоки наружной пружины 4,8 мм, внутренний - 3,5 мм. Предварительно устанавливаемое усилие пружин 355 Н, суммарное рабочее - 821 Н. Пружины взаимозаменяемы с пружинами двигателя мод. 740.10.

Головки цилиндров 1 (рис. Механизм газораспределения ) отдельные на каждый цилиндр, изготовлены из алюминиевого сплава. Головка цилиндра имеет полость охлаждения, сообщающуюся с полостью охлаждения блока.

Каждая головка цилиндров устанавливается на два установочных штифта, запрессованные в блок цилиндров, и крепится четырьмя болтами из легированной стали. Один из установочных штифтов одновременно служит втулкой для подачи масла на смазку коромысел клапанов. Втулка уплотнена резиновыми кольцами. В головке, по сравнению с головкой двигателя 740.10, увеличено отверстие слива моторного масла из-под клапанной крышки в штанговую полость. Окна впускного и выпускного каналов расположены на противоположных сторонах головки цилиндров. Впускной канал имеет тангенциальный профиль для обеспечения оптимального вращательного движения воздушного заряда, определяющего параметры рабочего процесса и экологические показатели двигателя, поэтому замена на головки цилиндров двигателя мод. 740.10 не допускается.

В головку запрессованы чугунные седла и металлокерамические направляющие втулки клапанов. Седла клапанов имеют увеличенный натяг в посадке по сравнению с седлами двигателя мод. 740.10, и фиксируются острой кромкой. Выпускное седло и клапан профилированы для обеспечения меньшего сопротивления выпуску отработавших газов.

Применение выпускного клапана мод. 740.10 не рекомендуется.

Стык "головка цилиндра - гильза" (газовый стык) - беспрокладочный (рис. Газовый стык ). В расточенную канавку на нижней плоскости головки запрессовано стальное уплотнительное кольцо 3. Посредством этого кольца головка цилиндра устанавливается на бурт гильзы. Герметичность уплотнения обеспечивается высокой точностью обработки сопрягаемых поверхностей уплотнительного кольца и гильзы цилиндра 5. Уплотнительное кольцо дополнительно имеет свинцовистое покрытие для компенсации микронеровностей уплотняемых поверхностей.

Газовый стык: 1 - головка цилиндра; 2 - кольцо уплотнительное перепуска охлаждающей жидкости; 3 - кольцо газового стыка; 4 - прокладка-заполнитель; 5 - гильза цилиндра; 6 - кольцо уплотнительное; 7 - прокладка уплотнительная; 8 - блок цилиндров; 9 - экран.

Для уменьшения вредных объемов в газовом стыке установлена фторопластовая прокладка - заполнитель 4. Прокладка - заполнитель фиксируется на выступающем пояске кольца газового стыка за счет обратного конуса с натягом. Применение прокладки заполнителя снижает удельный расход топлива и дымность отработавших газов. Прокладка-заполнитель разового применения.

При сборке двигателя болты крепления головки цилиндра следует затягивать в три приема в порядке возрастания номеров, указанном на рис. Последовательность Величины моментов затяжки должны быть:

1прием - до 39-49 Н.м (4-5 кгс.м);

3прием - до 186-206 Н.м (19-21 кгс.м).

Перед ввертыванием смазать резьбу болтов слоем графитовой смазки.

После затяжки болтов необходимо отрегулировать зазоры между клапанами и коромыслами. Клапанный механизм закрыт алюминиевой крышкой 15 (см. рис. Механизм газораспределения). Для шумоизоляции и уплотнения стыка крышка - головка цилиндра применены виброизоляционная шайба 14 и резиновая уплотнительная прокладка 19.

Болты крепления крышек головок цилиндров затянуть с крутящим моментом 12,7-17.6 Н.м (1,3-1,8 кгс.м).

Читайте также: