Классификация, устройство и принцип работы ГРМ двигателя. Из чего состоит грм

Толкатели используются для передачи энергии от толкателя к ножницам. Толкатели могут иметь форму полых цилиндрических стержней со стальными выступами.

Содержание

Газораспределительный механизм (ГРМ): устройство, назначение и принцип работы

Сложный механизм синхронизации (зубчатый ремень) является сердцем всех трансмиссий и ключевым компонентом двигателей внутреннего сгорания. Функция механизма ГРМ заключается в управлении впускными и выпускными клапанами двигателя. В такте впуска открывается впускной клапан, и смесь воздуха и топлива или воздуха (в случае дизельных двигателей) поступает в камеру сгорания. На стороне выхлопа открывается выпускной клапан, чтобы выпустить воздух из камеры сгорания.

Механизм синхронизации состоит из следующих элементов

Распределительный вал, изготовленный из чугуна или стали, отвечает за открытие и закрытие клапана ГРМ во время работы цилиндра. Он крепится к картеру или головке блока цилиндров, которая закрыта крышкой шестерни ГРМ. При вращении вала на цилиндрическом валу приводятся в действие клапаны. Кулачки распределительного вала воздействуют на клапаны. Каждый клапан приводится в действие отдельным кулачком.
Заглушки также изготавливаются из чугуна или стали. Их задача — передавать энергию от распределительного вала к клапану.
Впускные и выпускные клапаны. Их задача — подавать в камеру сгорания воздушную смесь и удалять отработавшие газы. Клапаны имеют стержни с плоской головкой. Основное различие между впускными и выпускными клапанами заключается в диаметре головки клапана. Входное отверстие изготовлено из хромированной стали, а выходное — из жаропрочной стали. Шток клапана выполнен в виде цилиндра с необходимыми пазами для удержания пружины. Клапан перемещается только в направлении кольца. Для предотвращения попадания масла в камеру сгорания цилиндра установлены уплотнения. Он изготовлен из маслостойкой резины. Каждый клапан оснащен внутренней и внешней пружиной и снабжен шайбой и диском.
Стержни. Необходим для передачи энергии от движителя к рычагу ножниц.
Движение зубчатой передачи. Передает и перемещает вращение коленчатого вала на распределительный вал, который движется с половинной скоростью коленчатого вала. Распределительный вал делает один оборот на каждые два оборота коленчатого вала. Это рабочий цикл, и клапаны открываются одновременно.

Это общая схема конструкции системы синхронизации и механизма синхронизации. Следующий шаг — понять внутреннее функционирование системы синхронизации.

Работа газораспределительного механизма

Система хронометража разделена на четыре фазы.

Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
Сжатие.
Мощность.
Удаление выхлопных газов из камеры сгорания цилиндра.

Более подробно рассмотрим принцип работы газораспределительного механизма.

Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленчатого вала, который передает свое усилие поршню, начинающему свое движение с так называемой точки TDC (дальше этой точки поршень не поднимается). NFT (соответственно, это точка, в которой поршень не падает). Во время этого движения поршня одновременно открываются впускные клапаны, и воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. После впрыска нужного количества топливно-воздушной смеси клапаны закрываются. Коленчатый вал поворачивается на 180° от своего исходного положения.
Сжатие. Когда поршень достигает точки TDC, он продолжает свое движение. Когда воздушная смесь сжимается в цилиндре, она меняет направление на TDC. Когда поршень достигает наивысшей точки, фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает движение и вращается на 360°. На этом фаза сжатия завершена.
Инсульт. Когда поршень находится в высшей точке цилиндра, воздушно-каучуковая смесь воспламеняется свечой зажигания. В этот момент достигается максимальный момент сжатия. Затем плунжер начинает двигаться вниз. Газы, образующиеся при сгорании смеси воздуха и топлива, начинают оказывать большее давление на поршень. Это движение — удар. Когда поршень достигает пробивного отверстия, фаза корня завершается.
Плунжер перемещается в верхнюю часть цилиндра. Поршень перемещается в высшую точку цилиндра, и все это достигается за счет усилия вала синхронизации коленчатого вала. В результате открывается выпускной клапан, и поршень начинает освобождать камеру сгорания цилиндра от газов, образующихся после сгорания воздушной горючей смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения наивысшей точки и освобождения от газа. Поршень начинает движение вниз. Когда поршень достигает своей высшей точки, рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания завершается, и коленчатый вал совершает поворот на 720° от своего исходного положения.

Клапаны в системе ГРМ синхронизированы с коленчатым валом двигателя для точной работы клапанов.

Неисправности ГРМ

Основными ошибками в системе хронометража являются

Снижение компрессии и разрыв трубопроводов. Обычно это происходит после загрязнения, коррозии или прогорания поверхностей клапанов из-за несоответствия импортных и выпускных клапанов. На это могут влиять и другие факторы, например, деформация головки цилиндра, поломка пружин, износ пружин, задевание вала клапана за втулку клапана или полное отсутствие пространства между запорным рычагом и клапаном.
Снижение мощности, удары двигателя и металлические удары. Эти симптомы возникают из-за того, что впускные и выпускные клапаны открываются не полностью, не позволяя части воздушно-каучуковой смеси попасть в камеру сгорания цилиндра. В результате возникает большой тепловой зазор или повреждение противовеса, что приводит к сбоям и неправильной работе клапана.
Механический износ компонентов, таких как водила коленчатого вала, зубья распределительного вала и плохая центровка распределительного вала. Механический износ компонентов обычно происходит, когда двигатель работает в критических пределах в течение длительного времени.
Зубчатые ремни с собственным гарантийным сроком, цепи, которые отключаются после длительного использования и постоянного воздействия нагрузки, водители цепей и зубчатые ремни также могут привести к повреждению двигателя.

Замена цепи ГРМ в таких случаях не является редкостью, но поврежденные компоненты ГРМ также можно отремонтировать.

Несмотря на многочисленные преимущества, системы ременного привода имеют и свои недостатки. Срок их службы в несколько раз меньше, чем у цепей, что приводит к частой замене. В случае повреждения ремня может потребоваться ремонт всего двигателя.

Классификация, устройство и принцип работы ГРМ двигателя

Механизм синхронизации (синхронизатор) — это компонент или набор компонентов, обеспечивающий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя в определенное время. Основной функцией механизма ГРМ является проталкивание воздушно-топливной смеси (в зависимости от типа двигателя) в камеру сгорания и своевременный выпуск продуктов сгорания. Для реализации этого проекта работает ряд механизмов, некоторые из которых управляются электроникой.

В современных двигателях механизм синхронизации расположен в головке блока цилиндров двигателя. Он состоит из следующих основных элементов

Цепь или ремень
Вал-шестерня
Идлер (идлер), устройство
направляющий шкив — направляющий шкив — натяжитель (натяжной ролик) — направляющий шкив — направляющий шкив.

Клапаны имеют специальный угол скоса и плотно входят в отверстие в головке цилиндра. Эта область называется сиденьем. Помимо самого клапана, в механизме имеются дополнительные компоненты, которые обеспечивают правильную работу.

Источник. Вдавливание клапана в исходное положение.
Прорезиненные колпачки. Это специальные прокладки, которые блокируют поток масла через шток клапана в камеру сгорания.
Втулка для отвертки. Они устанавливаются на корпус головки цилиндра и обеспечивают точное перемещение клапана.
Подшипниковые поверхности. С их помощью пружины соединяются со стержнем клапана.

Принцип работы

Сложно проверить работу механизма синхронизации независимо от цикла работы двигателя. В конце концов, его основная функция — открывать и закрывать клапаны в нужное время в течение определенного периода времени. В результате впускной клапан открывается во впускном тракте, а выпускной клапан открывается в выпускном тракте. Другими словами, он фактически должен реализовать рассчитанное время работы клапанов.

С технической точки зрения это работает следующим образом.

Коленчатый вал передает крутящий момент на распределительный вал через привод.
Кулачок распределительного вала толкает плунжер или рычаг распределительного вала.
Кулачок перемещается по камере сгорания, открывая путь свежему грузу и выхлопным газам.
Когда кулачок находится в активной фазе, клапаны втягиваются под действием пружин.

Распределительный вал также делает два оборота за полный цикл, и в зависимости от порядка работы клапаны в каждом цилиндре открываются поочередно. Это означает, например, что при схеме работы 1-3-4-2 впускной клапан первого цилиндра и выпускной клапан четвертого цилиндра открываются одновременно. Второй и третий клапаны закрываются.

Классификация или типы ГРМ

Настройки фаз газораспределения двигателя могут отличаться. Рассмотрим следующие классификации

Положение распределительного вала.

Существует два типа положения распределительного вала.

В нижнем положении распределительный вал находится в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Мощность от распределительного вала передается на москитные рычаги через пластины, поэтому используются специальные штанги. Это длинные стержни, соединяющие нижнюю вилку с верхним рычагом. Самая низкая планировка не считается лучшей, но имеет свои преимущества. В частности, распределительный вал более прочно соединен с коленчатым валом. Этот тип устройства не используется в современных двигателях.

В верхнем положении распределительный вал расположен в головке цилиндра (головке блока цилиндров) непосредственно над клапанами. В таком положении клапаны могут приводиться в действие различными способами с помощью присосок, москитов или рычагов. Эта конструкция проще, безопаснее и компактнее. Более широко используется положение распределительного вала.

Количество распределительных валов

Рядные двигатели могут быть оснащены одним или двумя распределительными валами. Двигатели с одним распределительным валом называются SOHC (Single Overhead Camshaft), а с двумя распределительными валами — DOHC (Double Overhead Camshaft). Один распределительный вал отвечает за открытие впускных клапанов, а другой — за открытие выпускных клапанов. V-образные двигатели имеют четыре распределительных вала, по два на каждый цилиндр.

バルブの数

Количество клапанов на цилиндр определяет форму распределительного вала и количество распредвалов в нем. Клапанов может быть два, три, четыре или пять.

Самый простой вариант — два клапана: один впускной и один выпускной. В двигателе с тремя клапанами два работают на впуск, а один — на выпуск. С четырьмя клапанами: два на впуске и два на выпуске. С пятью клапанами: три на впуске и два на выпуске. Чем больше клапанов во впуске, тем больше объем топливно-воздушной смеси, поступающей в камеру сгорания. Это увеличивает мощность и динамику двигателя. Размер камеры сгорания и форма распределительного вала позволяют использовать не более пяти. Наиболее распространена схема с четырьмя клапанами на цилиндр.

В соответствии с типом приводного устройства

Различают три типа привода распределительного вала:

Шестерня Это движение возможно только тогда, когда распределительный вал находится в самом нижнем положении в блоке цилиндров. Коленчатый и распределительный валы приводятся в движение зубчатым способом с помощью шестерен (зубчатых колес). Главное преимущество — надежность. При верхнем положении распределительного вала на головке блока цилиндров используются как цепные, так и ременные приводы.
Цепной привод. Этот привод считается более надежным. Однако при использовании цепи требуются особые условия. Для гашения вибрации установлены суппорты, а натяжение цепи регулируется с помощью натяжителей. В зависимости от количества осей можно использовать различные цепи.

Средний срок службы цепи составляет 150-200 тысяч километров.

Основной проблемой приводной цепи является натяжитель, направляющая шина цепи или обрыв цепи. Если цепь перетянута, она может проскакивать между зубьями во время работы, и синхронизация может быть неправильной.