1 - шкала;
2 - неподвижная опора;
3, 4 - направляющие стержни;
5 - измеряемая пружина;
6 - шарнир;
7, 8 - рычаги;
9 - тарированный груз;
10 - подвижная опора
Механизм газораспределения в автомобильном двигателе предназначен для впуска в цилиндры свежей горючей смеси и для выпуска отработавших газов и должен обеспечивать наилучшие условия наполнения и очистки цилиндров, надежную работу двигателя на всех скоростных и нагрузочных режимах, высокую износостойкость и долговечность деталей, входящих в его конструкцию.
Впускной и выпускной клапаны двигателя работают в тяжелых условиях. Поэтому они должны быть прочными и износостойкими.Головка впускного клапана во время работы периодически омывается сравнительно холодным потоком свежей горючей смеси, в связи с чем нагревается не выше 300-400° С. Это дало возможность при изготовлении клапанов увеличенного диаметра для форсированного двигателя выполнить их с углом фаски 30° вместо 45°.
Такая фаска хотя и снижает общую жесткость клапана, но обеспечивает большую величину площади его проходного сечения при относительно малой высоте подъема.Кроме того, при изготовлении указанного клапана из впускного клапана двигателя ГАЗ-24 * появляется возможность использовать хорошо выраженную тюльпанообразность последнего. По сравнению с плоскими тюльпанообразные головки клапана имеют лучшую обтекаемость со стороны входа потока смеси и несколько улучшают процесс вихреобразования в цилиндре благодаря тому, что за клапаном возникает движение потока воздуха, повторяющее геометрическую форму впадины в его головке. Масса впускного клапана увеличенного размера оказалась меньше (67 г), чем масса стандартного клапана (75 г).
* Для двигателя М-412 и из клапана мотоцикла ЭСО-500 для двигателя ВАЗ (Прим. авт.).Опробованная ширина фаски 0,8-1,0мм хорошо себя зарекомендовала на двигателях ВАЗ, а герметичность при этом сохраняется несколько дольше.
Клапанные пружины занимают особое место в работе всего механизма газораспределения. К ним предъявляются следующие требования: обеспечение плотной посадки клапана в периоды его закрытия и предотвращение самопроизвольного открытия клапанов;обеспечение кинематической связи клапана с кулачком распределительного вала на практически допустимом скоростном режиме; отсутствие вибраций на рабочих режимах.
При подготовке двигателей к соревнованиям на АЗЛК и Уфимском моторостроительном заводе считают необходимым повысить жесткость клапанных пружин на 15-20%, так как в режиме 6500-7000 об/мин в двигателе появляются перебои, связанные с нарушением четкости работы клапанного механизма.На УМЗ это делается подбором более жестких пружин (наружной и внутренней) из числа стандартных, а на АЗЛК при сборке головки цилиндров под клапанные пружины подкладывают шайбы высотой 1,5-1,6 мм *.
* Это можно делать и на двигателе ВАЗ (Прим. авт.).В своей практике мы также используем шайбы.
|
Рис. 38. Приспособление для проверки клапанных пружин: 1 - шкала; 2 - неподвижная опора; 3, 4 - направляющие стержни; 5 - измеряемая пружина; 6 - шарнир; 7, 8 - рычаги; 9 - тарированный груз; 10 - подвижная опора |
Кроме того, имея достаточный выбор из старых и новых пружин, подбираем их так, чтобы суммарное усилие каждой пары (наружной и внутренней) пружин было одинаковым во всем комплекте.
Делается это на простом приспособлении (рис. 38) замером деформации пружины в миллиметрах при одинаковой нагрузке (5 кг). Считаем, что подбор пружин с одинаковой жесткостью не менее важен, чем подгонка по массе шатунов, поршней, клапанов и других деталей двигателя, совершающих возвратно-поступательное движение.Повышение жесткости клапанных пружин преследует одну цель: снизить влияние сил инерции, которые зависят в первую очередь от массы деталей механизма газораспределения.
В двигателе М-412 применяются коромысла из прочного чугуна. Несмотря на их массивность при больших оборотах встречаются случаи поломки коромысел.Для ответственных всесоюзных и международных соревнований применялись коромысла из титаново-магниевого сплава. Такие коромысла являются составными- наконечник, работающий в контакте с кулачком распределительного вала, и резьбовая часть по-прежнему выполнены из чугуна и запрессованы в посадочные места. Именно это и явилось слабым местом нестандартных коромысел. По-видимому, из-за разных коэффициентов линейного расширения, а также ударного характера нагрузок, посадка запрессованного наконечника ослабевает. Положение в некоторой степени исправляет дополнительное крепление наконечника штифтом. Тем не менее срок службы таких коромысел весьма невелик: они используются для самых ответственных соревнований всего один-два раза в год.
В 1972 г. на УМЗ была изготовлена опытная партия стальных коромысел. Они при сравнительно малом весе достаточно прочны. Поэтому, не боясь поломки двигателя, можно развивать обороты до 7000-7500 об/мин. Но имеется и существенный недостаток. Пара "чугунный кулачок распределительного вала - стальное коромысло" работает с повышенным трением и, следовательно, перегревом в месте контакта. В результате появляются значительные износные выработки на кулачке и наконечнике коромысла. Смазывающий и охлаждающий эффект моторного масла при существующей системе смазки оказывается недостаточным. На рис. 39 показана измененная система смазки, которая позволила интенсифицировать подачу масла непосредственно в место контакта кулачка с коромыслом. Срок службы стальных коромысел стал не меньше, чем чугунных. Эту систему смазки можно использовать и при стандартных чугунных коромыслах, так как на практике, хотя и редко, бывают надиры на кулачках и наконечниках коромысел 4-го всасывающего клапана. Переделка системы смазки сводится к сверловке отверстий в головке блока и в осях коромысел и перекрытию (можно мягкими заклепками) отверстий для смазки коромысел в средней шейке распределительного вала.
