Назначение устройство и принцип работы ГРМ: описание, характеристики

Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

Система ГРМ двигателя с нижним распределительным валом показана на рисунке 5. Имеются два зубчатых привода на цилиндре и один на верхнем клапане.

Устройство имеет распределительный вал 1, привод распределительного вала, толкатели 9, шток 8, регулировочные винты 7, коромысло 6 и толкатели коромысла.

Стальной распределительный вал является кованым. Он имеет пять подшипниковых шеек 13, а также распределители впуска и зажигания, кулачки 15 и эксцентрики привода топливного насоса 14. На стальных биметаллических проволочных кольцах с внутренним покрытием из свинцового баббита вал установлен в блоке двигателя.

Через текстолитовую цепь 10 приводится в движение распределительный вал. Он входит в зацепление с ведущей стальной шестерней 11 коленчатого вала. Для минимизации шума и обеспечения плавной работы две шестерни выполнены с косозубыми зубьями.

Передаточное число зубчатого привода 1:2 (в два раза больше), чем ведущего, то есть отношение числа зубьев на ведущей и ведомой частях к числу зубьев на ведомой части. Распределительный вал должен вращаться дважды за каждый оборот, чтобы полностью закрыть клапаны каждого цилиндра.

Назначение толкателей 9 заключается в передаче усилия от кулачков распределительного вала к штокам 8. Они изготавливаются из стали, на концах которых для уменьшения износа используется чугун, подвергнутый отбеливанию.

Толкатели передают усилие на коромысла 5 через штанги 8. Они имеют стальные полосы, врезанные в концы их алюминиевой конструкции.

Назначение коромысел 5 заключается в передаче усилия от штанг к клапанам. Стальные коромысла с неравной длиной рычагов используются для уменьшения высоты подъема толкателей и штоков. На полом валу 6, закрепленном внутри головки цилиндра, расположены коромысла.

Используются два клапана из жаропрочной легированной стали. Диаметр выпускного клапана меньше диаметра впускного клапана.

Стальные пружины составляют четыре пружины. Втулки 16, шайбы 17 и 19 и втулки 20 составляют крепежные детали. Резиновые маслоотражательные колпачки 18 впускных клапанов предотвращают утечку масла через промежутки между направляющими и штоками.

Клапанная группа грм

Привод клапанов — следующий важнейший компонент системы ГРМ. Начнем с самого важного. В современных двигателях распределительные валы практически никогда не соприкасаются с клапанами. Это происходит из-за теплового расширения стержня клапана при нагревании и сужения при охлаждении.

В этом месте устройство, передающее усилие от распределительного вала к разжимному рычагу, соприкасается со стержнем клапана. Если между кулачком и клапаном нет прямого соединения, то регулировка температурного зазора невозможна.

Чтобы избежать этого, используются специальные устройства. Какие модели предлагаются? В других случаях используются коромысла (иногда по два на кулачок), регулировочный эксцентрик и иногда специальные рычаги.

В других случаях используются специализированные толкатели (также известные как чашечные или цилиндрические); дисковые толкатели встречаются крайне редко. Мы не будем вдаваться в подробности замысловатых схем. В качестве примера можно привести гидравлические цилиндры, используемые вместо коромысел.

Клапаны — это все, что осталось. Они имеют вход и выход, о которых уже говорилось.

Клапан имеет поверхность, стержень (шток), выемку на боковой стороне для бампера и поверхность. Коромысло, гидроцилиндр или толкатель — все они непосредственно воздействуют на кулачок распределительного вала, когда клапан открывается.

Возвратная пружина возвращает клапан в исходное положение при вращении кулачка распределительного вала, а фаска плотно прилегает к седлу. Чтобы гарантировать правильное положение штоков, в состав компонентов клапанной группы также входят направляющие.

Все эти детали могут выйти из строя по ряду причин. В результате, как минимум, изменяется синхронизация клапанов, что снижает производительность силового агрегата. В худшем случае, как уже было сказано, клапаны и поршни выходят из синхронизации. В результате этих проблем могут произойти поломки компонентов смежных систем.

Большинство компонентов клапанной группы не подлежат ремонту; вместо этого их необходимо заменять при износе или деформации. Услуги по ремонту клапанной группы вы можете найти в разделе каталога «Автоцентры» и «СТО» на нашем сайте (Москва).

В статье неоднократно обсуждается необходимость ремонта после поломок, но при этом упускается важнейший элемент. Для того чтобы помочь предотвратить неисправности, ремень ГРМ должен работать правильно.

Существует множество требований. Это касается правильной установки цепи или ремня, а также регулировки температурного зазора клапанов.

Классификация грм

В настоящее время в автомобильных двигателях используются различные типы зубчатых колес, разработанные на основе характеристик более ранних моделей.

Четыре основных различия в классификации GRM

1. В месте распределительного вала:

– верхнее расположение ГРМ;

– нижнее расположение ГРМ;

2. Количество распределительных валов у человека

Используется термин «единый верхний распредвал» (SOHC).

     — двараспредвала (DOHC — Double OverHead Camshaft);

3. По числу клапанов – 2, 3, 4, 5;

4. Элементы привода распределительного вала:

Цепной привод от коленчатого вала;

Шестеренчатый привод от коленчатого вала;

Ременной привод коленчатого вала.

Это относится к верхнему распределительному валу благодаря его простой конструкции и эффективной работе. В этом типе механизма ГРМ толкатели используются для открытия и закрытия клапанов.

Назначение и принцип работы

Двигатель внутреннего сгорания приводится в движение четырьмя тактами, которые преобразуют тепловую энергию, выделяющуюся при сгорании ДВС (топливно-воздушной смеси), в механическую работу. Клапаны и поршни в цилиндрах меняются синхронно относительно друг друга (в определенном порядке), то есть движутся строго в одном направлении.

Определенный тип стартера вместе с создаваемым им механическим усилием заставляет поршни совершать возвратно-поступательные движения; по этой причине данная группа также известна как шатунно-поршневая группа.

Здесь мы подходим к сути нашего расследования: что заставляет клапаны двигаться. Чтобы заставить клапаны двигаться, конструкторы придумали систему деталей, которые могут взаимодействовать друг с другом. Название этой системы — тайминг.

Впускные и выпускные клапаны должны открываться попеременно (или иногда одновременно) или перекрывать друг друга в определенном порядке.

Поэтому работа группы клапанов (впускных и выпускных клапанов) обеспечивается системой узлов и деталей, известной как ремень ГРМ. Движение поршней всегда должно быть приурочено к кнопке синхронизации клапанной группы.

Это делается для того, чтобы избежать столкновения между поршнями и клапанами (что может произойти, если они рассинхронизированы).

Как он функционирует? Работа коленчатого вала, а точнее, коленчатого вала, оказывает значительное влияние на работу привода ГРМ. Привод ГРМ — это общая характеристика двигателей внутреннего сгорания. Он передает определенное усилие и крутящий момент (в некоторых конструкциях — одновременно) от коленчатого вала к распределительному валу.

Другими словами, привод получает усилие от вращающегося коленчатого вала. Он взаимодействует с составными частями клапанной группы, которые перемещают клапаны (как впускные, так и выпускные). Существуют и другие теории и прототипы, но все они связаны с выходом из строя одного или нескольких роликов, а не только шестерни ГРМ (нескольких валов).

Резюме. Для поддержания двигателя в рабочем состоянии требуется синхронизация. Взаимодействие между деталями механизма ГРМ составляет основу принципа его работы. Назначение каждого компонента ГРМ более подробно описано ниже.

Общее устройство клапанного грм

Давайте объединим данные теперь, когда все основные элементы системы ГРМ определены. Коленчатый вал — первая из основных деталей механизма ГРМ.

• Привод, образующий механическое соединение между коленчатым валом и соответствующим распределительным валом (иногда несколькими)
• Распределительный вал (иногда несколько, полностью зависит от компоновки двигателя внутреннего сгорания и общего количества клапанов);
• Клапанный механизм (состоит из клапанов (один или несколько впускных клапанов, а также выпускных клапанов), часто со специальными устройствами для обеспечения прямого взаимодействия с распределительным валом; прямое соединение между распределительным валом и впускным и выпускным клапанными механизмами почти никогда не используется, а только косвенные механизмы)
• Корпус (это часть двигателя, которая

Современные двигатели и их механизмы ГРМ иногда оснащаются дополнительными узлами. В некоторых силовых агрегатах они есть, а в других — нет. Перечислим некоторые из типичных компонентов, с которыми мы сталкиваемся.

Датчики положения распределительного вала (ДПРВ), также известные как ДПМ, отвечают за вычисление углового положения механизма ГРМ. Современные двигатели содержат 99 процентов таких датчиков).

Кроме того, можно устанавливать детали от различных систем. В то время как одни системы отключают цилиндры, другие предлагают переменную фазу газораспределения. Раньше они были разными, но теперь это гидрокомпенсаторы (и иногда другие).

Существует всего несколько основных вариантов, и было бы практически невозможно обсудить их все в одной статье. В этой ситуации каждый двигатель можно рассматривать независимо. основы всех компонентов в целом.

Привод распределительного вала

Изображение 3. Характеристики привода распределительного вала (рис. 3) Зубчатый шкив 4 коленчатого вала прикреплен к ремню 5, который приводит в движение распределительный вал. С помощью этого ремня зубчатый шкив 8 вращается приводным валом масляного насоса.

Резиновый ремень имеет зубцы и армирован стекловолокном. Зубья ремня имеют трапециевидную форму. Ремень натягивается с помощью натяжного ролика 3, который закреплен на кронштейне 6. При ослабленных болтах 2, удерживающих кронштейн на месте, пружина 7 регулирует натяжение ремня при выключенном двигателе. Для герметизации привода распределительного вала используются три пластиковые крышки.

Привод и распределительный вал 2 с двумя корпусами подшипников 1 составляют механизм ГРМ двигателя, показанный на рисунке 4.

Распределительный вал имеет пять опор и изготовлен из чугуна. Эксцентрик для привода топливного насоса расположен на задней части вала 2. Корпуса подшипников 1 распределительного вала изготовлены из алюминия. В переднем корпусе их два, а во втором корпусе — два.

Имеется четыре стальных цилиндрических толкателя клапанов. Они передают усилия от кулачков распределительного вала на клапаны. На верхней части толкателей расположено гнездо для установки регулировочной шайбы. Стальные плоские регулировочные шайбы 3 расположены на расстоянии 0,05 мм друг от друга.

В данном случае шайбы сшиты вместе для изменения теплового зазора на распредвале. Клапаны 7 (впускной, выпускной) изготавливаются по-разному и имеют разную конструкцию. Диаметр головки впускного клапана больше, чем выпускного.

Корпус прибора из нержавеющей стали с серебром-никелем-молибденом. Выпускной клапан изготовлен из двух частей, которые композитно сварены между собой. Шток клапана изготовлен из нержавеющей стали, а головка клапана — из жаропрочной хромоникельмарганцевой стали. Чугунные направляющие втулки 6 клапана запрессованы и удерживаются на месте стопорными кольцами.

Клапан притягивается к седлу и удерживается там пружинами 5 (внутренней и внешней). Они останавливают резонансные колебания деталей.

Распределительный вал приводится в движение ремнем 12, который проходит от коленчатого вала к установленному на нем зубчатому шкиву 11. С его помощью также вращается зубчатый шкив 9 насоса охлаждающей жидкости. Резиновый зубчатый ремень армирован стекловолокном.

Форма зубьев ремня — полукруглая. Ролик 10, вращающийся вокруг эксцентриковой оси 13 в головке цилиндра, натягивает ремень. Натяжение ремня изменяется при повороте эксцентриковой оси относительно шпильки.

При вращении распределительного вала кулачок пролетает непосредственно под толкателем 4 и шайбой 3. Толкатель воздействует на стержень клапана 7, преодолевая сопротивление пружин 5, и открывает его. При следующем повороте толкатель попадает под кулачок, и под действием пружин возвращается в исходное положение.

Работа газораспределительного механизма

Четыре фазы составляют энергию газораспределительной системы.

1. Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
2. Сжатие.
3. Рабочий цикл.
4. Удаление газа из камеры сгорания цилиндра.

Каким принципом руководствуется механизм распределения газа?

1. Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленчатого вала, который передает свое усилие поршню, который начинает двигаться от так называемого ТМТ (то есть точки, выше которой поршень не движется вверх) до НМТ (то есть точки, ниже которой поршень, соответственно, не движется вниз). Во время этого движения поршня одновременно открывается впускной клапан, и воздушно-топливная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. После впрыска нужного количества воздушно-топливной смеси клапан закрывается. Коленчатый вал поворачивается на 180 градусов относительно своего исходного положения.
2. Сжатие. Достигнув НТМ, поршень продолжает движение. Изменяя направление в TDC, воздушно-топливная смесь затем сжимается в цилиндре. Когда поршень достигает высшей точки, фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движение и поворачивается на 360 градусов. Таким образом, этап сжатия завершен.
3. Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечой зажигания, когда поршень находится в самой верхней точке цилиндра. В этот момент достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к самой нижней точке цилиндра, так как на него действует огромное давление газов, образующихся при сгорании топливно-воздушной смеси. Это движение является рабочим ходом. Когда поршень опускается до НМТ, фаза рабочего хода считается завершенной.
4. Удаление газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень перемещается в высшую точку цилиндра, все это происходит под действием силы, оказываемой коленчатым валом двигателя. При этом открывается выпускной клапан, и поршень начинает очищать камеру сгорания цилиндра от газов, образовавшихся после сгорания воздушно-топливной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения наивысшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает движение вниз. Когда поршень достигает НТМ, рабочая фаза выпуска газов из камеры сгорания цилиндра считается завершенной, и коленчатый вал совершает поворот на 720 градусов от своего исходного положения.

Точное совпадение фаз газораспределения клапанов с коленчатым валом двигателя.

Распределительный вал

Коленчатый и распределительный валы соединены (или это соединение прямое) приводом ГРМ. Примерная схема, при которой на серийных двигателях распределительный вал отсутствует, не будет приниматься во внимание.

Некоторые детали промежуточных клапанов приводятся в действие распределительным валом. Вначале мы разберем принцип работы. Распределительный вал состоит из двух основных частей.

Вторая — кулачки, которые работают с компонентами клапанной группы (на каждый клапан приходится два или более). Форма кулачков различна, и это имеет большое значение.

Давайте поговорим о принципе работы. Распределительный вал вращается и взаимодействует с определенными компонентами или механизмами впуска и выпуска, когда коленчатый вал вращается и передает на него крутящий момент либо напрямую, либо через привод ГРМ.

Это обтекаемая иллюстрация. Вы должны знать расположение распределительного вала и количество распределительных валов. Начните с этого, пожалуйста. В автомобилях иногда встречаются двигатели с верхним распредвалом.

Почему вы используете слово «это»? Распределительный вал расположен отдельно или сверху головки блока цилиндров. В днищах цилиндров находятся клапаны. Схема OHC такова. Существуют различные схемы распределительных валов. Существуют две фундаментальные конструкции. Вторая — схема SOHC с одним распределительным валом на каждый клапан.

Один вал находится на впускных клапанах, а второй — на выпускных. Другие схемы практически не применяются. Количество рядов цилиндров обычно определяет количество распределительных валов. Существует один ряд с R-образным расположением, и два ряда с углом 10-20 градусов между цилиндрами расположены рядом.

Они имеют два распределительных вала и один ГЦ. Также используется V-образная конструкция. Два ряда цилиндров с углом наклона 60, 90 и 45 градусов. Также присутствует уникальная W-образная компоновка (два VR объединены в один блок).

Теперь перейдем к экзотике. Раньше они использовались довольно часто, но сейчас практически не используются. вертикальный компонент, в котором распределительный вал расположен между коленчатым и опорным валом. Как мы уже упоминали, он имеет нижневальный распределительный вал.

Но все не так просто, как кажется. Приведенная выше схема предполагает верхнеклапанную конфигурацию. Рядом с коленчатым валом в нижней части находится распределительный вал. Кроме того, присутствуют клапаны головки блока цилиндров. связь между штоком и промежуточными компонентами клапанной группы, такими как рокеры с регулировочными шайбами (которые могут быть внешними или наружными).

А теперь исторический экскурс. Схема SV использовалась много лет назад — примерно 70-80 лет назад. В нижней части вертикального блока цилиндров находятся коленчатый и распределительный валы. Однако клапанов больше не видно. Они находятся в корпусе блока и под цилиндрами;

O HC имеет прямое соединение между клапанами и распредвалом, но снизу. Если вы приобретаете ГАЗ-М-20, который носил гордое название «Победа», он будет поставляться с оригинальной комплектацией двигателя, точно такой, как показано на рисунке.

Сотрудники ГИБДД заверили нас, что сообщат нам о противоположных двигателях. [2] Все схемы горизонтальных блоков называются «боксерами», или горизонтально-оппозитными силовыми агрегатами. угол 180° между двумя рядами цилиндров.

При выборе распределительного вала следует обратить внимание на способ крепления. Распределительные валы могут быть установлены на станине и закреплены болтами, если речь идет о традиционном верхнем расположении.

Следующее. Распределительный вал имеет собственные пары трения, а утечек масла можно избежать, используя сальники распределительного вала. Датчики уже упоминались; хотя они имеют разнообразное применение, преобладают приложения Холла. По сути, это части двигателя.

Сталь и чугун — два разных типа материалов, используемых при изготовлении распределительных валов, как и различные технологии производства.

Износ, механическая деформация и другие факторы могут привести к неисправности распределительных валов. Несоответствие клапанов, поршней и нарушение текущего фаз газораспределения.

При парном использовании распредвала также возникают сбои. Здесь показаны постели и подшипники. И, в частности, сальник, что приводит к утечке контура и утечке масла в цилиндры или непосредственно в них.

Многие детали, такие как распределительный вал, не подлежат ремонту, однако их можно восстановить. Выберите автосервис в Казани, где распредвал будет осмотрен и отремонтирован.

Ременной привод грм

Самый популярный привод — ременной привод ГРМ. Для продления срока службы зубчатого ремня также добавляется зубчатый ремень. Схема привода показана ниже. На распределительном и коленчатом валах используются шкивы или зубчатые колеса.

Благодаря натяжению ремней на них создается устойчивое соединение, и определенный крутящий момент напрямую передается от коленчатого вала к распределительному валу. Коленчатый вал, его звездочка или шкив и ремень вращаются вместе.

Если используется клиновой или многоручьевой ремень, возможны два варианта: звездочки на ремнях используются в качестве шкивов. Это следует учитывать при замене зубчатого ремня в зависимости от профиля зубьев.

Ремень ГРМ, помимо самого ремня, также состоит из роликов (двух типов, первый — поддерживающий, второй — натяжной). Проще говоря, позиционирование — положение ремня относительно других деталей ремня ГРМ и кассеты — является обязанностью опорных роликов.

Десинхронизация клапанов и поршней возникает из-за проблем с цепными и ременными приводами. Разрыв ремня ГРМ, когда поршни движутся, а клапаны остаются на месте, может привести к наибольшим повреждениям.

Поршни могут погнуться или получить повреждения, если в клапанах отсутствуют цековки. Все это в первую очередь является результатом износа. В результате высока вероятность поломок, разрывов и разрывов. Ремень ГРМ может деформироваться по разным причинам, помимо повреждения и износа.

Что следует делать? Каждый производитель автомобилей указывает необходимость проверки привода ремня ГРМ во время планового технического обслуживания, а также сроки замены ремня в зависимости от этого события. Вам необходимо зайти на сайт www.newlogan.ru и выбрать автосервис в Казани, где можно пройти техническое обслуживание.

Возможна и более значительная, но внеплановая замена. Далее выберите на нашем портале автосалон, где вы можете приобрести ремень ГРМ. Один совет: Предпочтительнее приобрести комплект ремня и заменить натяжитель и опорные ролики.

Небольшое отступление Выше была упущена одна важная, крайне важная деталь. В некоторых двигателях внутреннего сгорания привод ГРМ используется для работы некоторых навесных агрегатов сопрягаемых систем в дополнение к передаче крутящего момента между валами (распредвалом и коленвалом).

В традиционной схеме привод ГРМ также управляет водяным насосом системы охлаждения, смазкой масла и рядом других устройств. Водяной насос иногда может выполнять двойную функцию.

Кроме того, при замене ремня ГРМ лучше использовать комплект ремня ГРМ с опорными и натяжными роликами, звездочками или шкивом. На некоторых двигателях, особенно отечественных (в том числе отечественных) производителей, он заедает. Поэтому предпочтительнее его заменить.

Цепной привод грм

Цепной тип привода системы ГРМ имеет цепь, прикрепленную к валу. На распределительном и коленчатом валах установлены зубчатые шестерни, также известные как звездочки. Цепь закреплена.

Основная идея заключается в том, что коленчатый вал и звездочка, на которой он закреплен, вращаются. Цепь участвует в этом процессе; взаимодействуя с компонентами привода клапанов, она обеспечивает вращение звездочки распределительного вала.

Втулочные цепи, роликовые цепи и зубчатые цепи — это все типы цепей. Кроме того, существуют различия в количестве рядов: однорядные цепи, имеющие только один ряд, в настоящее время в моде, но многие роликовые цепи по-прежнему имеют до четырех рядов в целом.

Поломка вспомогательных компонентов (звездочек, натяжителей) или самой цепи является основной проблемой. В результате нарушается взаимосвязь между клапанами и поршнями, что может привести к серьезным неисправностям.

Цепи с одной ветвью могут обрываться. Если обрыв (разрыв) одной ветви не приводит к серьезным последствиям, то хронометраж и кассета, по крайней мере, вышли из строя.

В зависимости от индивидуальных характеристик двигателя. Порванная цепь имеет высокий момент инерции, что в некоторых двигателях может привести к тому, что навесное оборудование разорвется пополам, пока водитель не подхватит его. Лучше всего не заглядывать под капот, если у вас слабое сердце.

В связи с этим состояние цепного привода ГРМ всегда должно проверяться во время технического обслуживания (это, несомненно, сложно и иногда требует разборки всего двигателя), и если цепь однорядная, то можно с уверенностью сказать, что это так.

При обнаружении неисправности поврежденные компоненты цепного привода заменяются. Существует только одно руководство, или рекомендация. При необходимости замены цепи привода ГРМ предпочтительно приобрести ремонтный комплект и заменить все компоненты сразу.

Во-первых, это менее затратно. Кроме того, это более дорогостоящая процедура, чем капитальный ремонт двигателя. Затем, в отдельных случаях, вам придется покупать новый блок двигателя или заменять двигатель.

Посетите newlogan.ru в Казани, выберите механика и запишитесь на техническое обслуживание заранее! Помните, что эра «неразрывной» цепи ГРМ навсегда закончилась.

Шестеренчатый привод

Хотя зубчатый привод используется нечасто, в данном случае повреждать, по сути, нечего. На распределительном валу установлены зубчатые шестерни, между которыми находятся промежуточные шестерни.

Прямо сейчас. Еще одно отступление, пожалуйста. Поскольку коленчатый и распределительный валы разделены большим расстоянием, компоненты привода ГРМ имеют определенное значение. Рассмотрим традиционный двигатель с вертикально расположенными цилиндрами. Коленчатый вал вставлен в блок цилиндров под углом, а распределительный вал расположен сверху. Ниже мы рассмотрим горизонтально-оппозитные двигатели.

Цепь с верхним валом — так называется эта цепь. В связи с этим требуется цепной, ременный или шестеренчатый привод. Однако до развода и раздела имущества они уживались рядом с двумя шестернями в блоке цилиндров, как типичная супружеская пара. Нижний вал — это термин, используемый для обозначения OHV.

Другими словами, зубчатый привод использовался с самого начала и был чрезвычайно надежным. В механизме верхнего вала впервые появились промежуточные шестерни с прямыми витками, но эта система имеет гораздо более высокую надежность, чем цепной или ременный механизм.

Недостатки такого плана, а также наше понимание характеристик и условий эксплуатации современных автомобилей, сделали его бесполезным. Однако с ним все еще можно столкнуться. Например, Nissan использует подобную стратегию для своей линейки двигателей TD, а Toyota ранее использовала двигатели BLJ или AXE.

Это редкие, единичные случаи. Мы имеем в виду износ и механическое повреждение, когда шестерня ломается, зубья также могут сломаться.