Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:

Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.

Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.

Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.

Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.

Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.

Схема устройства ГРМ

Работа газораспределительного механизма

Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:

Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.

Сжатие.

Рабочий ход.

Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Принцип действия газораспределительного механизма.

Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.

Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.

Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания , когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.

Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Детали механизма газораспределения работают в условиях значительных ударных нагрузок, при высокой температуре и постоянном воздействии на клапаны газов, содержащих агрессивные компоненты и дающих нагаро-образование; подача смазки на трущиеся поверхности основных деталей механизма газораспределения весьма ограничена.

Износ и подгорание фаски клапана и его седла приводят к нарушению плотности посадки клапана на седло, а следовательно, к утечке газов при сжатии и особенно при расширении.

Износ стержня клапана по направляющей цилиндрической поверхности и направляющей втулки клапана дает перекос при посадке клапана на седло, в результате чего также наблюдается утечка газов.

Износ торцов стержня клапана, штанги, толкателя, а также бойка коромысла, изгиб штанги увеличивают зазор в передаточных деталях механизма газораспределения, что приводит к неполному открытию клапанов, ограничивает газообмен в цилиндрах и создает шум при работе двигателя.

В результате потери упругости пружин клапанов происходит неплотная посадка клапана на седло и самопроизвольное открытие клапанов.

Нарушение фаз газораспределения может быть следствием износа кулачков и шеек распределительного вала, зубьев распределительных шестерен.

Характерные последствия названных дефектов механизма газораспределения: уменьшение мощности, снижение экономичности и перегрев двигателя, а также повышенная шумность работы механизма газораспределения.

Чтобы обеспечить нормальную работу механизма газораспределения, требуется периодически проводить операции по его техническому обслуживанию. К основным операциям технического обслуживания механизма газораспределения относятся: проверка состояния деталей механизма газораспределения без снятия головки цилиндров (обследование деталей привода распределительного вала, передаточных деталей — толкателей, штанг, коромысел со стойками, пружин с деталями их крепления на клапанах, направляющих втулок и механизмов проворачивания клапанов); подтяжка крепления головок цилиндров; регулировка зазоров в клапанах и регулировка декомпрессионного механизма; проверка и регулировка осевых перемещений распределительного вала; проверка состояния фасок клапанов и их седел; очистка клапанов и стенок камеры сгорания от нагара; притирка клапанов к седлам при снятых головках цилиндров.

Обследование деталей механизма газораспределения рекомендуется проводить в последовательности, исключающей необоснованную разборку узлов двигателя и снятие ответственных деталей, при которых нарушается приработка сопряженных поверхностей и герметичность соединений.

Вначале проверяют состояние крепления пружин на клапанах, работу коромысел, штанг, толкателей, тепловой зазор в клапанах. В случае необходимости подтягивают крепления головок цилиндров и регулируют зазоры в клапанах.

Если эти операции не приводят к нормальной работе двигателя, то снимают головку цилиндров, очищают стенки камер сгорания и клапаны от нагара и приливают клапаны. Одновременно с этим проверяют состояние распределительных шестерен и регулируют цепной привод и осевые перемещения распределительного вала.

Регулировку теплового зазора в клапанах выполняют в такой последовательности.

1. Снимают детали, ограничивающие доступ к узлам регулировки зазора в клапанах (к регулировочным болтам толкателей или коромысел).

2. Полностью закрывают клапаны первого цилиндра, чтобы освободить передаточные детали для проверки и последующей регулировки теплового зазора. Для этого устанавливают поршень первого цилиндра в в. м. т. при такте сжатия. Такт сжатия в цилиндре определяют при медленном проворачивании коленчатого вала, или путем закрытия пальцем отверстия для свечи зажигания, или наблюдением за работой клапанов (перед сжатием откроется вначале выпускной, затем впускной клапан, после чего при сжатии оба клапана закроются).

Поршень первого цилиндра устанавливают в в. м. т. при помощи установочной шпильки на картере маховика или указателя в. м. т. на переднем конце коленчатого вала, а также другими способами.

Для облегчения проворачивания коленчатого вала дизеля при регулировке зазоров в клапанах декомпрессируют цилиндры путем включения декомпрессионного механизма или снятия форсунок.

3. Щупом проверяют зазор во впускном и выпускном клапанах первого цилиндра. При расположении клапанов в головке цилиндров зазоры проверяют между бойком коромысла и стержнем клапана или торцом стакана клапанной пружины. Если же клапаны расположены в блоке цилиндров, то зазоры проверяют между стержнем клапана и регулировочным болтом толкателя.

4. В случае необходимости дополнительно регулируют тепловой зазор в клапанах. Эту операцию выполняют при закрытом клапане (при свободном состоянии передаточных деталей) путем легкого зажима в регулируемом зазоре щупа необходимой толщины регулировочным болтом толкателя или коромысла.

5. После регулировки клапанов первого цилиндра регулируют тепловой зазор в клапанах остальных цилиндров. Для этого проворачивают коленчатый вал на угол, равный интервалу чередования рабочих ходов (одноименных тактов), проверяют и регулируют зазоры в клапанах очередного цилиндра в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя.

Регулировка декомпрессионного механизма у многих дизелей сводится к проверке правильности сборки и износа передаточных деталей.

В декомпрессионном механизме, изображенном на рисунке 31,6, после регулировки теплового зазора в соответствующем клапане проверяют также зазор между штангой декомпрессионного механизма и коромыслом отрегулированного клапана. При этом клапан по-прежнему должен оставаться закрытым, а зазор между клапаном и коромыслом оставаться неизменным. Зазор должен быть не менее 0,1…0,6 мм, что необходимо для полного отключения декомпрессионного механизма.

Декомпрессионный механизм с регулировочными болтами, показанный на рисунке 31, в, регулируют при закрытом состоянии клапана. Поворотом декомпрессионного валика ставят регулировочные болты в вертикальное положение (положение «Декомпрессионный механизм включен»). Отпускают контргайку и ввертывают болт до тех пор, пока головка этого болта не коснется коромысла, а боек коромысла — торца стержня закрытого клапана. От этого положения регулировочный болт 6 ввертывают еще на один оборот и стопорят контргайкой. При этом болт опустится вниз на шаг резьбы (1,0…1,25 мм) и на такую же величину откроется клапан.

После регулировки декомпрессионного механизма проверяют, не соприкасаются ли клапаны с поршнями при выключении компрессии (открытии клапанов де-компрессионным механизмом).

Осевые перемещения распределительного вала регулируют только в тех механизмах газораспределения, где эти перемещения ограничиваются упорным болтом. Допускаются осевые перемещения распределительного вала на 0,1…0,25 мм.

Регулировка выполняется так: отвертывают контргайку упорного болта, ввертывают болт до упора, затем отвертывают его на 1/4…1/8 оборота и стопорят контргайкой.

При ремонте и замене изношенных деталей механизма газораспределения производится разборка в следующем порядке:

1. Снять крышку механизма газораспределения;

2. Повернуть коленчатый вал пусковой рукояткой до совмещения меток на шестерне и корпусе распределительного вала;

3. Ослабить натяжение цепи;

4. Расконтрить стопорную шайбу под болтом, крепящим шестерню, отвернуть болт и снять шестерню вместе с валом;

5. Ослабить гайки упорного фланца распределительного вала, отвернуть гайки, крепящие корпус подшипников и снять его вместе с валом;

6. Снять рычаги, нажав на его конец, опирающийся на стержень клапана, повернуть его вокруг регулировочного болта;

7. Снять головку цилиндров, для чего необходимо слить охлаждающую жидкость, отсоединить провода от аккумуляторной батареи, свечей зажигания и от датчика указателя температуры охлаждающей жидкости. Отсоединить трос привода воздушной заслонки от карбюратора, вывернуть свечи зажигания. Отсоединить шланги от карбюратора, впускного трубопровода и от выпускного патрубка охлаждающей жидкости рубашки головки цилиндров. Отсоединить от выпускного коллектора защитный щиток стартера и приемную трубу глушителей;

8. Установить головку цилиндров на доску;

9. Отсоединить выпускной коллектор и впускной трубопровод с карбюратором;

10. Отсоединить выпускной патрубок охлаждающей трубкой;

11. Отсоединить патрубок отвода жидкости к отопителю;

12. Ослабить контргайки и вывернуть регулировочные болты и втулки;

13. Специальным приспособлением сжать пружины клапанов и освободить сухари;

14. Снять пружины клапанов с тарелками и опорными шайбами. Повернуть головку цилиндров и вынуть с нижней стороны все клапаны. Снять масло отражательные колпачки с направляющих втулок.

Газораспределительный механизм:

- износ толкателей;

- диаметры (износ) отверстий коромысел;

- диаметр (износ) оси коромысел;

- диаметр (износ) стержней клапанов;

- износ фасок клапанов

Привод распределительного вала:

- износ цепи (ремня) ГРМ;

- состояние подшипников роликов ремня;

- состояние (износ) зубьев звездочек (шкивов);

- состояние упорных поверхностей шкивов;

- состояние кожуха ремня;

- состояние натяжителя цепи (ремня) и успокоителей цепи.

При ремонте газораспределительного механизма производиться проверка седел клапанов, ремонт клапанов, направляющих втулок клапанов, маслоотражательных колпачков направляющих втулок, рычагов клапанов, пружин, прокладки головки цилиндров, герметичности головки цилиндров, проверка и ремонт распределительного овала, корпуса подшипников распределительного вала, цепи привода распределительного вала. На рабочих фасках седел клапанов не должно быть раковин, коррозии и повреждений. Небольшие повреждения устраняются как шлифованием вручную, так и с помощью шлифовальной машинки. Клапаны не должны быть деформированы, иметь трещин; при повреждениях клапан меняется.

При износе рабочей фаски клапана производится шлифовка на станке. Проверяется зазор между направляющими втулками и стержнями клапанов при измерении диаметра клапана и отверстия втулки. Максимально допустимый предельный зазор не должен превышать 0,15 мм. Если увеличенный зазор между направляющей втулкой и клапаном не может быть устранен заменой клапана, то меняются втулки клапанов, пользуясь оправкой. Запрессовывать втулки с надетым стопорным кольцом до упора кольца в плоскость головки цилиндров. После запрессовки развернуть отверстия в направляющих втулках развертками. Затем прошлифовать седло клапана и довести ширину рабочей фаски до нужных размеров.

У маслоотражательных колпачков не допускаются отслоение резины от арматуры. Трещины и износ рабочей кромки. При ремонте колпачки всегда заменяются новыми. Для напрессовки колпачков пользуются оправкой.На рабочих поверхностях рычагов, сопрягающихся со стержнем клапана, с кулачком распределительного вала и со сферическим концом регулировочного болта не допускаются задиры и риски. В противном случае рычаг меняется на новый. Если обнаружена деформация и повреждения на втулке регулировочного болта или на самом болте, то детали меняются. Пружины клапанов и рычагов должны иметь достаточную упругость. Не иметь трещин. Для этого проверяется деформация пружин под нагрузкой. Поверхности прокладки головки цилиндров не должны иметь повреждений. Должны быть ровными, без вмятин, трещин, вздутий и изломов. На окантовке отверстий не должно быть трещин. Прогаров и отслоений. Для проверки герметичности головки цилиндров внутрь головки нагнетается насосом вода под давлением 5 кгс/кв.см. В течение 2 минут не должно наблюдаться утечки воды из головки. При обнаружении трещин головка заваривается или меняется.

На опорных шейках распределительного вала не допускаются задиры, забоины, царапины, наволакивание алюминия от корпусов подшипников. На рабочих поверхностях кулачков не допускается износ свыше 0,5 мм, а также задиры и износ кулачков в виде их огранки. Проверить его радиальное биение. Для этого надо распределительный вал опорными шейками (крайними) установить на две призмы и индикатором замерить радиальное биение средних шеек. Оно не должно превышать 0,02 мм. Зазор между шейками распределительного вала не должен иметь никаких повреждений. Если имеются повреждения, то необходимо заменить корпус подшипников распределительного вала.

На роликах и щечках привода распределительного вала не допускаются сколы, трещины и другие повреждения. При работе двигателя цепь вытягивается. Она считается работоспособной, если натяжитель обеспечивает её натяжение, т.е. цепь вытянулась не более чем на 4 м. Вытяжка цепи проверяется на приспособлении, имеющем два ступенчатых ролика, на которые одевается цепь. С помощью противовеса цепь растягивается усилием 30 кгс. Вытяжка цепи определяется по расстоянию между осями роликов. Если цепь вытянулась до 499,5 мм, то её заменяют.

Установка зубчатых колес

1. Установить правую и левую задние (№ 2) крышки привода ГРМ. 2. Установить кронштейн натяжителя ремня.

3. Установить зубчатое колес коленчатого вала.

- Установить зубчатое колесо правого распределительного вала, - удерживать вал от проворачивания при помощи специального приспособления.

- Установить зубчатый шкив левого распределительного вала.

- Установить зубчатое колесо правого выпускного распределительного вала, - удерживать вал от проворачивания при помощи специального приспособления.

- Установить зубчатое колесо правого впускного распределительного вала. - Установить зубчатое колесо левого выпускного распределительного вала. Установка натяжителя ремня и промежуточных роликов

1. Установить натяжитель на свое штатное место, сдвинуть его вправо до упора и временно закрепить.

2. Установить натяжной ролик.

3. Установить промежуточный шкив.

4. На двигателях DOHC установить промежуточное зубчатое колесо № 2. газораспределительный ремонт неисправность механизм

Установка газораспределительного ремня

1. Помощи специального инструмента, развернуть зубчатые колеса коленчатого и обоих распределительных валов установочными метками вверх.

2. Добившись совмещения меток, нанесенных на тыльную сторону ремня с установочными метками, аккуратно надеть ремень на зубчатые колеса, - проследить за соблюдением первоначального направления вращения ремня. 3. Установить промежуточное зубчатое колесо № 2.

4. Установить промежуточный ролик.

5. Отпустить болты крепления натяжителя, сместить сборку последнего до упора влево, затем снова затяните болты.

6. Закончив установку ремня, снять крышки головки цилиндров и удостовериться в отсутствии воздуха в гидрокорректорах клапанных зазоров.

Произвести предварительную установку зубчатых колес:

- Добиться совмещения установочной метки зубчатого колеса коленчатого вала с ответной риской на крышке масляного насоса на блоке цилиндров;

- Добиться совмещения метки в виде одинарной полосы на зубчатом колесе правого выпускного распределительного вала с ответной риской на крышке привода ГРМ;

- Добиться совмещения метки в виде одинарной полосы на зубчатом колесе правого впускного распределительного вала с ответной риской на крышке ГРМ. Удостовериться в совмещении меток в виде двойной полосы зубчатых колес впускного и выпускного распределительных валов;

- Действуя в аналогичной манере, добиться совмещения установочных меток зубчатых колес левых распределительных валов;

- Проверить, чтобы зубчатые колеса всех валов были расположены как показано на иллюстрации.

1. Добившись совмещения меток, нанесенных на тыльную сторону ремня с установочными метками, надеть ремень на зубчатые колеса валов. Проследить за сохранением правильного направления вращения ремня.

2. Установить промежуточный ролик. Еще раз удостовериться в правильности совмещения всех меток.

3. Отпустить болты крепления натяжителя, сдвинуть последний влево до упора, затем вновь затянуть крепеж.

4. Еще раз удостовериться в правильности совмещения меток, затем извлечь стопорный стержень из корпуса натяжителя.

5. Закончив установку ремня, снять крышки головки цилиндров и удостовериться в отсутствии признаков попадания воздуха в гидрокорректоры клапанных зазоров.

Установка шкива коленчатого вала и крышек привода ГРМ

1. Установить центральную, левую и правую крышки привода ГРМ. 2. Установите шкив коленчатого вала.

3. Ввернуть крепежный и затянуть его с требуемым усилием.

4. Установить ремень привода генератора.

Притирку выполняют на специальных станках, которые полностью механизируют процесс и позволяют выполнять обработку всех клапанов одновременно. Для притирки применяют притирочную пасту или пасту ГОИ. Рекомендуется вначале притирку проводить более грубой пастой. Тонкая паста применяется для получения окончательной чистовой поверхности. Притирка должна обеспечивать плотное, герметичное соединение рабочих фасок клапана и седла, исключающее возможность проникновения газов. Притертые клапан и седло должны иметь по всей окружности фаски ровную матовую полоску «а» определенной ширины. Качество притирки проверяют прибором с помощью которого создают над клапаном избыточное давление воздуха 0,07 МПа. Давление устанавливают по манометру, и оно не должно заметно снижаться в течение одной минуты.

При ослаблении посадки седла клапана в гнезде его выпрессовывают, а отверстие растачивают для установки седла ремонтного размера. При выпрессовке применяют различные съемники.