Где находится распредвал в двигателе камаз
На двигателях применяются системы управления топливоподачей с механическими или электронными регуляторами (см. таблицу 1).
Применяемые в составе двигателей уровня Евро-2 механические регуляторы рядных ТНВД фирмы БОШ встроены в насос, органы управления ими показаны на рисунке 39.
ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
Двигатели КАМАЗ уровня Евро-3 оснащаются электронными системами управления двигателем (ЭСУД), где вместо традиционных ТНВД с механическим регулятором применяются:
- ТНВД фирмы БОШ типа 7100 с электронным регулятором;
ЭСУД предназначена для управления цикловой подачей топлива двигателя в зависимости от режимов работы двигателя, его температурного состояния, регулировочных характеристик и параметров окружающей среды. Система обеспечивает выполнение следующих функций:
- нормирование пусковой подачи топлива;
- коррекция цикловой подачи в зависимости от давления наддувочного воздуха;
- ограничение цикловой подачи топлива при достижении предельной температуры охлаждающей жидкости;
- управление реле блокировки стартера;
- ограничение максимальной скорости автомобиля;
- обеспечение аварийного останова двигателя;
- осуществление диагностических функций и передача диагностической информации через диагностический разъем по линии K-line и CAN;
- обеспечение взаимодействия с другими системами управления автомобиля;
- обеспечение аварийно-предупредительной сигнализации и защиты и др.
Полный перечень выполняемых ЭСУД функций определяется при проектировании изделия, на котором применен двигатель.
В состав ЭСУД входят:
- электронный блок управления (ЭБУ);
- жгуты проводов в комплекте с датчиками, переключателями и разъемами для подключения устройств диагностирования системы в условиях эксплуатации;
- исполнительные механизмы (привод рейки ТНВД, клапан аварийного останова двигателя).
Элементы ЭСУД и их предназначение на двигателях КАМАЗ с ТНВД типа Р7100.
Размещение элементов системы и прокладка моторного жгута проводов представлены на рисунке 44.
В системе используются следующие элементы:
Датчик частоты вращения распределительного вала устанавливается в специальное отверстие, выполненное в картере маховика. Для формирования сигналов датчика в качестве индуктора применяется специальное колесо с шестнадцатью пазами.
Электронный блок управления устанавливается в кабине автомобиля.
Исполнительными механизмами системы являются электромагнит перемещения рейки ТНВД и втягивающий электромагнит 24В клапана аварийного останова двигателя.
Электромагнит рейки ТНВД с датчиком положения служат для установки рейки ТНВД в положение, соответствующее заданному режиму работы двигателя. Конструкция и характеристики электромагнита обеспечивают высокую точность и быстродействие, обеспечивая регулирование двигателя в зависимости от условий работы.
Втягивающий электромагнит 24В клапана аварийного останова двигателя служит для прекращения подачи топлива в ТНВД при возникновении аварийных ситуаций (например, заклинивание рейки ТНВД, чрезмерное превышение частоты вращения коленчатого вала и т.д.). Устанавливается в специальный корпус клапана вместе с датчиком температуры топлива.
После включения зажигания тестируется лампа диагностики двигателя, в ходе которого она загорается на три секунды. Если лампа диагностики продолжает гореть, либо она загорается при работе двигателя, это означает, что в ЭСУД возникла неисправность и для ее устранения необходимо обратиться в сервисный центр. Информация о неисправностях хранится в ЭБУ и может быть прочитана либо при помощи диагностического прибора, либо при помощи лампы диагностики. После устранения неисправности лампа диагностики гаснет.
Рис. 44 - Установка жгута проводов:
1 - датчик частоты вращения коленчатого вала (основной), 2 - датчик частоты вращения распределительного вала (вспомогательный), 3 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 4 - датчик температуры топлива, 5 - датчик давления и температуры наддувочного воздуха, 6 - жгут системы управления двигателем, 7 - электромагнит рейки ТНВД, 8 - втягивающий электромагнит 24В клапана аварийного останова
Установленный в кабине изделия включатель режима диагностики имеет три положения - среднее (фиксированное), верхнее и нижнее (нефиксированные). В верхнем и нижнем положении электронный блок управления двигателем находится в режиме диагностики.
Диагностика двигателя проводится нажатием и удерживанием включателя в верхнем или нижнем нажатом положении более 2 секунд. После отпускания включателя лампа диагностики промигает блинк-код неисправности двигателя в виде нескольких длинных вспышек (первый знак блинк-кода) и нескольких коротких вспышек (второй знак блинк-кода).
При следующем нажатии на включатель лампа будет мигать блинк-код следующей неисправности. Таким образом, выводятся все неисправности, хранящиеся в электронном блоке. После вывода последней запомненной неисправности блок начинает заново выводить первую неисправность.
Для стирания выводимых лампой диагностики блинк-кодов неисправностей из памяти блока управления при нажатом включателе режима диагностики включите зажигание и после этого удерживайте включатель режима диагностики еще около 5 секунд.
Пример - при физической ошибке датчика температуры наддувочного воздуха (блинк-код 32) лампа диагностики промигает 3 длинные вспышки, пауза, 2 короткие вспышки.
Перечень возможных ошибок и неисправностей, их блин-коды и рекомендуемые действия при этом приведен в таблице 4
Механизм газораспределения этого двигателя состоит из распределительного вала 1 (рис. 14) с шестерней 17, толкателей 2 с направляющими 3, штанг 4, коромысел 6 с регулировочными винтами 5 и контргайками 7, впускных 14 и выпускных 15 клапанов с пружинами 10,11 и деталями их крепления, привода распределительного вала.
Рис.14. Механизм газораспределительный
Распределительный вал изготовлен из стали. Он имеет пять опорных шеек и шестнадцать кулачков, преобразующих вращательное движение вала в поступательное движение толкателей, штанги клапанов. Количество кулачков и их расположение соответствует числу клапанов и последовательности их открытия. Рабочие поверхности опорных шеек и кулачков цементированы и закалены токами высокой частоты. Профили у кулачков для впускных и выпускных неодинаковые, поверхности вершин кулачков скошены. Распределительный вал установлен в развале блока цилиндров на пяти подшипниках скольжения, представляющих собой стальные втулки, залитые антифрикционным сплавом. Задний подшипник установлен в опоре , которая крепится к блоку тремя болтами. На заднем конце вала при помощи шпонки закреплена прямозубая шестерня. От осевых смещений вал удерживается опорой, в которую с одной стороны упирается ступица шестерни , а с другой стороны - упорный бурт задней опорной шейки.
Толкатели передают усилие от кулачков распределительного вала к штангам. Цилиндрическая направляющая часть толкателя пустотелая, в ней имеются два отверстия для слива масла из внутренней полости. Этим маслом смазывается боковая поверхность толкателей и кулачки распределительного вала. Внутренняя поверхность толкателя заканчивается сферическим гнездом, куда упирается нижний конец штанги. Торцевая поверхность толкателя, сопряженная с кулачком, для повышения износостойкости наплавляется отбеленным чугуном и имеет тарельчатую форму.
Толкатели устанавливаются в чугунных направляющих, прикрепленных к блоку цилиндров. При работе двигателя толкатели постоянно вращаются вокруг своих осей, что обеспечивает их равномерный износ. Вращение толкателей достигается за счет сферической поверхности их тарелок и скошенных поверхностей кулачков распределительного вала. Штанги передают усилие от толкателей на коромысла, они изготовлены из стали, пустотелые, со вставными наконечниками. Нижний наконечник имеет выпуклую сферическую поверхность, верхний наконечник выполнен в виде сферической чашки. Для прохода смазки через штанги в наконечниках имеются отверстия.
Коромысла передают усилия от штанг клапанам, изготовлены из стали. Каждое коромысло представляет собой двухплечий рычаг, в отверстие которого запрессована бронзовая втулка. Носик длинного плеча коромысла закален до высокой твердости. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт с контргайкой для регулировки зазора между коромыслом и торцом стержня клапана.
Коромысла впускного и выпускного клапанов установлены па общей стойке, закрепленной на головке цилиндров двумя шпильками. Осевое перемещение коромысел ограничивается пластинчатым фиксатором, установленным под стойку. В стойке имеется отверстие для подвода масла к коромыслам.
Клапаны предназначены для открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Каждый цилиндр имеет один впускной и один выпускной клапаны. Оба клапана изготавливаются из жаропрочной стали. Клапан состоит из головки и стержня; головка имеет рабочую фаску, а стержень кольцевую проточку. Диаметр головки впускного клапана больше, чем у выпускного клапана, это улучшает наполнение цилиндра воздухом. Рабочая фаска головки выпускного клапана, работающего в условиях высоких температур, упрочнена износостойким и коррозионно-стойким сплавом стелитом.
Клапана перемещаются в металлопоперечных втулках, запрессованных в головку блока. Для лучшей приработки стержни клапанов перед сборкой покрываются графитом. На втулке впускного клапана устанавливается уплотнительная манжета для ограничения поступления масла в зазор между стержнем клапана и втулкой. К этим деталям посыпает масло, вытекающее из сопряжения коромысла с осью.
Клапанные пружины обеспечивают плотное закрытие клапанов, изготовлены из специальной пружинной стали. На каждый клапан устанавливается две цилиндрические пружины с противоположной навивкой. Одним торцом пружины опираются на головку через стальную шайбу и вторым - в упорную тарелку, которая упирается в коническую втулку, удерживаемую на клапане двумя конусными сухарями, Втулка имеет небольшую торцовую опорную поверхность, поэтому трение между втулкой и тарелкой незначительное. Вследствие этого клапан под воздействием вибраций имеет возможность проворачиваться относительно седла, чем повышается срок его службы.
Рис.15. Установка шестерен привода агрегатов: 1-шестерня ведущая;2,3-шестерни промежуточные;4-шестерня распределительного вала; 5-шестерня привода топливного насоса; 6-шестерня привода насоса усилительного механизма; 7-шестерня привода компрессора
Привод распределительного вала осуществляется от ведущей шестерни 1 (рис, 15), установленной на хвостовике коленчатого вала через блок промежуточных шестерен 2 и 3. Все шестерни стальные, штампованные с термообработанными прямыми зубьями. Блок шестерен вращается на сдвоенном коническом роликоподшипнике, установленном на оси, закрепленной на заднем торце блока цилиндров. От шестерни распределительного вала через шестерню 5 получает привод топливный насос высокого давления, а от шестерни 5 через шестерни 6 и 7 соответственно насос гидроусилителя рулевого привода и компрессор.
Фазами газораспределения называются продолжительность открытия впускных и выпускных клапанов, выраженных в углах поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Для лучшего наполнения цилиндров воздухом (или горючей смесью) впускные клапаны открываются до подхода поршня к ВМТ в такте впуска, т.е. с опережением, а закрываются с запозданием после прохождения поршнем НМТ в такте сжатия. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов выпускные также открываются до подхода поршня к НМТ в такте расширения, а закрываются после прохождения поршня ВМТ в такте впуска.
Рис.16. Диаграммы фаз газораспределения: а-фазы газораспределения двигателя ЗМЗ-66; б-фазы газораспределения двигателей ЗИЛ-131, ЗИЛ-130
Фазы газораспределения изображаются в виде круговых диаграмм у (рис. 16). Из диаграммы видно, что при работе двигателя возникают положения, при которых одновременно открыты впускные и выпускные клапаны; такое состояние называется перекрытием клапанов. Для рассматриваемого двигателя оно составляет 20° при положений поршня у ВМТ и 112 при положении поршня у НМТ.
Тепловой зазор между торцом клапана и коромыслом необходим для полного открытия и плотного закрытия клапана в горячем состоянии.
Величина этого зазора должна составлять на холодном двигателе для впускного клапана 0,25 . 0,30 мм, для выпускного 0,36 . 0,40мм.
При увеличенном зазоре клапан полностью не открывается, что ухудшает наполнение цилиндров свежим зарядом и затрудняет удаление отработавших газов. При недостаточном зазоре клапаны, нагреваясь, могут неплотно закрываться, что вызывает утечку газов и перегрев клапанов с возможностью прогара их фасок. Во всех случаях снижается мощность двигателя и возрастает расход топлива.
Регулировка теплового зазора производится с помощью регулировочного винта 5 (см.рис.14) с контргайкой 7.
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.
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 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.
Читайте также: