Ход урока.
Ход занятия
Занятие 4: Устройство и работа газораспределительного механизма
Проведения занятия по эксплуатации автомобильной техники
Тема 2: Газораспределительный механизм
Учебные цели: Практическое изучение расположения, устройства и действия газораспределительного механизма
Руководства и пособия: Военные-Авто.рф Военная автомобильная техника: ЗиЛ 131 и КамАЗ 4310
Материальное обеспечение: автомобиль ЗИЛ 131 и КамАЗ 4310, плакаты по проведению контрольного осмотра
| Учебные вопросы и время | Действие руководителя занятий | Действия обучаемых |
| Вступительная часть (10 мин.) | Проверить наличие личного состава, внешний вид и готовность к занятию; объявить тему, цель и учебные вопросы: Практическое изучение расположения, устройства и действия компрессора и тормозного крана | Личный состав в одношереножном строю. |
| Основная часть Устройство компрессора и тормозного крана (75 мин.) | Газораспределительный механизм служит для открытия и закрытия клапанов, обеспечивая наполнение цилиндров двигателя горючей смесью (карбюраторные двигатели) или воздухом (дизели), выпуск отработавших газов и надежную изоляцию камеры сгорания от окружающей среды во время тактов сжатия и рабочего хода. Или можно сказать, что механизм газораспределения служит для пуска в цилиндры горючей смеси и выпуск отработавших газов в соответствии с протеканием рабочего процесса в каждом цилиндре двигателя. Для этого клапаны в определенный момент открывают и закрывают впускные и выпускные каналы головки цилиндров, которые сообщают цилиндры двигателя с впускными и выпускными трубопроводами. Четырехтактные автомобильные двигатели имеют клапанные механизмы газораспределения, в которых впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов происходит при помощи впускных и выпускных клапанов. В зависимости от расположения клапанов различают механизмы газораспределения с нижними клапанами, расположенными в блоке цилиндров, и с верхними (подвесными) клапанами, размещенными в головке блока. При размещении клапанов в головке блока камера сгорания имеет наиболее рациональную форму и меньшую площадь поверхности теплоотдачи, что благоприятно отражается на рабочем цикле: улучшается наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом; удобнее регулировать клапаны.
Механизм газораспределения (рис.1) состоит из впускных и выпускных клапанов с пружинами, передаточных деталей от распределительного вала к клапанам, распределительного вала и шестерни. Он работает следующим образом. Коленчатый вал с помощью шестерен вращает распределительный вал 14, каждый кулачок которого, набегая на толкатель 13, поднимает его вместе со штангой 12. Последняя поднимает один конец коромысла 7, а другой движется вниз и давит на клапан 3, опуская его и сжимая пружины 6 клапана.
Рис.1 Схема механизма газораспределения.
Когда кулачок распределительного вала сходит с толкателя, штанга и толкатель опускаются, а клапан, садясь в седло, под действием пружин, плотно закрывает отверстие канала. Для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов и заполнения их свежим воздухом или горючей смесью клапаны открыты дольше, чем в простейшем двигателе. От степени наполнения цилиндров свежим зарядом и очистки их от отработавших газов во многом зависит мощность двигателя. В изучаемых двигателях используют механизм газораспределения с верхним расположением клапанов и нижним расположением коленчатого вала. Нижний распределительный вал таких двигателей, установленный в развале блока, является общим для клапанов правого и левого ряда цилиндров.
Фазы газораспределения
При рассмотрении рабочих циклов двигателей условно было принято, что открытие и закрытие клапанов происходит в момент нахождения поршня соответствен в ВМТ или НТМ. В действительности моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положениями поршней в мертвых точках. Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значительным, опережением или запаздыванием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров чистым воздухом(дизели) или горючей смесью(карбюраторные двигатели) и лучшей очистки от отработавших газов. Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах угла поворота коленчатого вала по отношению к соответствующим мертвым точкам, называют фазами газораспределения и изображают в виде круговых диаграмм(рис.2)
Рис.2 Диаграмма фаз газораспределения
а) – общая четырехтактного; б) – ЗиЛ – 131; в) – КамАЗ-740.
Общая круговая диаграмма показывает, что в определенный период времени одновременно открыты впускной и выпускной клапаны. Угловой интервал ?+? вращения коленчатого вала, при котором оба клапана открыты, называется перекрытием клапанов, которое необходимо для своевременной и качественной очистки цилиндров от продуктов сгорания.
С этой целью впускной клапан открывается до прихода поршня в ВМТ в конце такта выпуска с опережением (ЗиЛ – 131 –31о; КамАЗ – 740 – 10о) поворота коленчатого вала, а закрывается после прихода поршня в НМТ, в начале такта сжатия т.е. с запаздыванием (ЗиЛ – 131 – 83о КамАЗ – 740 – 46о). Продолжительность открытия впускного клапана составляет ЗиЛ – 131 – 294о;КамАЗ – 740 – 236о поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндр горючей смеси или воздуха. Поступление смеси или воздуха до прихода поршня в ВМТ в конце такта выпуска и после прихода в НМТ начала такта сжатия, происходит за счет инерционного напора во впускном трубопроводе из-за часто повторяющихся тактов в цилиндрах. Выпускной клапан открывается за 67о ЗиЛ – 131 и 66о КамАЗ – 740 до прихода поршня в НМТ в конце такта горения – расширения и закрывается после прихода поршня в ВМТ такта выпуска на 47о ЗиЛ – 131, 10о КамАЗ – 740. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет ЗиЛ – 131 – 294о; КамАЗ – 740 – 256о. Выпускной клапан открывается раньше, так как давление в конце такта расширения невелико и оно используется для очистки цилиндров от продуктов сгорания. После прохождения ВМТ отработавшие газы будут продолжать выходить по инерции. С увеличением частоты вращения коленчатого вала(быстроходные двигатели) фазы газораспределения расширяются, так как поршни перемещаются быстрее и остается меньше времени на наполнение цилиндров чистым воздухом или горючей смесью.
Увеличение мощности двигателя достигается увеличением размеров и количества цилиндров и улучшением конструкции двигателя. Плавность и равномерность работы многоцилиндровых двигателей обеспечивается чередованием рабочих тактов в различных цилиндрах через определенный угол поворота коленчатого вала двигателя. Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах называется порядком работы двигателя. Порядок работы зависит от расположения шатунных шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала. В восьмицилиндровых V – образных двигателях принят порядок работы цилиндров: 1 – 5 – 4 – 2 – 6 – 3 – 7 – 8 В результате такого перекрытия рабочих тактов в различных цилиндрах, восьмицилиндровые V – образных двигатели работают очень плавно.
| Под руководством руководителя занятия Используя Тои ИЭ – ЗИЛ 131, КамАЗ 4310 и плакаты выполняют изучение компрессора и тормозного крана. |
| Заключительная часть (5 мин.) | подводит итог занятия; объявляет оценки; отвечаю на вопросы ; | Личный состав в одношереножном строю. |
Руководитель занятия студент А.Глухов
28 ноября 2011г.