Что такое коромысловый двигатель

Усилия от кулачков распределительного вала передается непосредственно клапанам или штангам через толкатели, которые воспринимают боковые нагрузки от кулачков и разгружают детали ГРМ. При работе толкатели клапанов следуют по контуру или профилю кулачков распределительного вала, тем самым обеспечивая преобразование вращения кулачка в возвратно-поступательное движение клапанного механизма.
Боковая поверхность толкателя изнашивается из-за трения в направляющих, а торцевые поверхности – под действием контактных напряжений, создаваемых кулачком распределительного вала и наконечником штанги либо пяткой стержня клапана.

Для обеспечения подвижного контакта со штангой в толкателях выполняется сферическое гнездо радиусом r₁ на 0,2…0,3 мм больше радиуса головки штанги r₂ (рис. 1, г).

В зависимости от схемы привода применяют толкатели различных конструкций. Наибольшее распространение получили грибковые толкатели с плоской или сферической опорной поверхностью; цилиндрические толкатели со сферической или роликовой опорной поверхностью; рычажные выпуклые или роликовые толкатели.

Для обеспечения равномерного изнашивания опорной поверхности толкателя обеспечивают его вращение вокруг своей оси путем смещения продольной оси толкателя относительно оси симметрии кулачка (рис. 1, б). С этой же целью опорная поверхность толкателя выполняется сферической, а опорная поверхность кулачка – концентрической с углом наклона образующей к оси вала 7’…15′.

Толкатели старых конструкций, в большинстве своем, имеют плоскую или выпуклую контактную поверхность, по которой скользит кулачок. Однако, в ряде конструкций толкателей используется ролик, перекатывающийся по поверхности кулачка (рис. 1, д). Роликовые толкатели используют в двигателях главным образом для снижения потерь на трение в клапанном механизме (эффект от снижения потерь достигает 8%). Снижение затрат на трение увеличивает экономичность двигателей и оправдывает повышение стоимости производства толкателей такой конструкции.

Роликовый цилиндрический толкатель обеспечивает меньшее изнашивание кулачка распределительного вала, чем грибковый или цилиндрический толкатель со сферической опорной поверхностью. Однако изнашивание боковых поверхностей роликового толкателя больше, так как такой толкатель не может вращаться вокруг своей оси, и боковые нагрузки всегда воспринимаются одними и теми же сопрягаемыми поверхностями.

Для предотвращения от поворачивания вокруг оси роликовые толкатели должны быть закреплены с помощью специальных держателей, удерживающих ролики в одной плоскости с кулачками распределительного вала. При поломке держателя роликовый толкатель получает свободу вращения вокруг своей оси, при этом разрушается как сам толкатель, так и распределительный вал.

Рычажные толкатели (рис. 1, ж), установленные на одной общей оси, не имеют направляющих, и, следовательно, трение скольжения в них отсутствует.

Общим недостатком роликовых толкателей является сложность конструкции и большая масса подвижных деталей, которая у рычажно-выпуклого толкателя несколько меньше.

Цилиндрические толкатели устанавливаются в направляющих, которые выполняются обычно в блок-картере.

Наличие зазоров в механизме газораспределения приводит к ударам движущихся деталей и ускорению их изнашивания.
Для устранения этого недостатка могут применяться так называемые гидравлические толкатели (гидрокомпенсаторы) (рис. 1, з), работающие без зазора.
Принцип действия конструкции, показанной на рисунке, заключается в следующем: штанга привода клапана упирается в головку 2 плунжера 3, расположенного внутри корпуса толкателя. Плунжер постоянно прижат пружиной 5 к штанге, а его внутренняя полость сообщается с масляной магистралью, и при открытом пластинчатом клапане 4 давление в ней равно давлению в масляной магистрали, которое создается насосом смазочной системы двигателя.

В начале подъема толкателя давление под плунжером резко увеличивается, что вызывает закрытие клапана 4, и усилие передается на штангу. Такие толкатели требуют для работы только чистое масло с высоким индексом вязкости.

Для изготовления толкателей используются специальные чугуны и стали. В чугунных толкателях опорная поверхность отбеливается, в стальных ее закаливают токами высокой частоты, наплавляют легированным отбеленным чугуном. Боковые и внутренние поверхности толкателей цементируют и закаливают. Ролики в роликовых и качающихся рычажных толкателях выполняются из шарикоподшипниковой стали, а втулки роликов – из бронзы.

При замене распределительного вала толкатели желательно поменять на новые. Если предполагается повторно использовать толкатели, бывшие в употреблении, то, вынимая их из двигателя, нужно обязательно помечать, из каких направляющих они вынимаются и после ремонта устанавливать их в те же направляющие. Такие (бывшие в употреблении) толкатели должны быть тщательно очищены и осмотрены; в случае обнаружения выработки на роликах или (в зависимости от конструкции) вогнутости на поверхности днища — толкатель полежит замене.

Примечания

1. Lever: World Invention Summary (англ.). Дата обращения 6 мая 2010. Архивировано 23 августа 2011 года.
2. Вахламов В.К., Шатров М.Г., Юрчевский А.А.
   Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя. — М.: «Академия», 2003. — С. 197. — 816 с.
3. ↑ 1234
   Коромысла клапанов ГРМ ДВС
   (неопр.)
   .
   Железный конь. Портал о сельхозтехнике
   .
4. Вахламов В.К., Шатров М.Г., Юрчевский А.А.
   Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя.. — М: «Академия», 2003. — С. 199—200. — 816 с.
5. ↑ 12
   Газораспределительный механизм. Роликовые рычаги
   (неопр.)
   .
   Системы современного автомобиля
   .
6. Десмодромный механизм (неопр.)
   .
   Системы современного автомобиля
   .
7. Регулировка зазоров в клапанах ГРМ (неопр.)
   .
   https://www.trans-service.org
   .
8. ↑ 12
   Гидрокомпенсаторы зазоров — устройство и принцип работы, рис.2 в
   (неопр.)
   .
   https://bymotors.info
   .
9. Система смазки автомобиля (неопр.)
   .
   Ремонт автомобилей
   .
10. Разработан ФГУП «НАМИ».
    ГОСТ Р 53812-2010. Двигатели автомобильные. Толкатели клапанов. Технические требования и методы испытаний. — Дата введения 2010-09-15.
11. Лабораторные рычажные весы (неопр.)
    .
    kilogramus.ru
    .
12. Механические промышленные весы (неопр.)
    .
    kilogramus.ru
    .
13. Сергей Апресов.
    Сердце времени: Механика вечности. От билянца к маятнику
    (неопр.)
    .
    Популярная механика
    (20 апреля 2007).
14. Артоболевский И. И.
    Теория механизмов. — М.: Наука, 1965. — 776 с.
15. Восстановление коромысел и осей коромысел. Основные дефекты. (неопр.)
    .
    https://ustroistvo-avtomobilya.ru
    .
16. Буров А.Л.
    Тепловые двигатели. — МГИУ, 2008. — С. 212—213. — 224 с. — ISBN ISBN 978-5-2760-1604-7.
17. Газораспределительный механизм судовых дизелей (неопр.)
    .
    https://mirmarine.net
    .

Вопросы выбора, ремонта и замены осей коромысел

Как и многие другие детали, оси коромысел зачастую проектируются индивидуально под конкретный модельный ряд или даже модификацию двигателя, что накладывает ограничения на выбор этих деталей. Поэтому для замены необходимо подбирать только те оси, которые рекомендованы самим производителем двигателя — так есть гарантии, что новые детали встанут на свое место и будут нормально работать.

Отдельно нужно заметить, что даже разные модификации одного мотора нередко комплектуются разными по конструкции и характеристикам осями коромысел. Например, некоторые отечественные силовые агрегаты под бензин разных марок оснащаются неодинаковыми по конструкции и габаритам ГБЦ, поэтому и оси коромысел у них могут отличаться (комплектоваться разными по высоте стойками, коромыслами и т.д.). Это следует учитывать при покупке запчастей и ремонте.

Ось коромысел необходимо демонтировать и устанавливать только в соответствии с указаниями инструкции по ремонту и ТО транспортного средства. Дело в том, что для нормальной работы оси и предотвращения поломок ее крепеж (болты или гайки шпилек) необходимо затягивать в правильной последовательности и с определенным усилием. А после монтажа обязательно необходимо выполнить регулировку температурного зазора между коромыслами и клапанами.

В процессе эксплуатации автомобиля ось коромысел не требует специального обслуживания, необходимо лишь в соответствии с указаниями инструкции проверять натяг болтов/гаек и осматривать детали оси на предмет их целостности. Регулярное ТО и правильная эксплуатация транспортного средства гарантирует надежное функционирование оси коромысел и ГРМ в целом на всех режимах работы двигателя.

Капелька теории

Главное отличие рокеров для нивы «маде ин USSR» от «маде ин Россия» — это материал. По советской металлоклассификации и гостам, чугун делился на две большие категории. Чугун высшего качества, КЧ – ковкий чугун. И весь остальной, БЧ – белый чугун. Данные материалы отличались не только удельным весом, но и кристаллической структурой. Из КЧ делались станины для станков, блоки двигателей, корпуса редукторов. Из БЧ – гири, противовесы, крышки люков…..и другие важные детали ))) Как можно догадаться, старые рокера сделаны из КЧ, новые из БЧ ))) Ну поскольку в данном случае поделать ничего нельзя, перейдем к конкретике на данный момент.

Типы и применимость оси коромысел моторов ЗМЗ-402

Конструкция двигателя ЗМЗ-402 с 50-х годов мало изменилась, поэтому многие детали и узлы легко взаимозаменяемы между моторами разных годов выпуска и «поколений». В частности, во всех модификациях двигателей ЗМЗ-402.10, 4021.10, 4025 и 4026 применяется одинаковая ось коромысел (каталожный номер 24-1007098-40). Это относится и к отдельным деталям оси — коромыслам, стойкам, пружинам, крепежным элементам.

Однако здесь необходимо сказать, что другие детали ГРМ этих моторов заменить можно далеко не всегда. Дело в том, что модификации ЗМЗ-402 под разные типы топлива (72-й, 80-й и 92-й бензин) отличаются высотой блока цилиндров и ГБЦ, диаметром и длиной штанг клапанов, длиной штанг привода коромысел, типом толкателей и т.д.

Поэтому при необходимости замены оси коромысел любой из модификаций двигателя ЗМЗ-402 можно использовать ось в сборе указанной выше модели, либо отдельные компоненты этого узла. Но при необходимости ремонта газораспределительного механизма сначала необходимо уточнить каталожный номер деталей, и приобретать именно эти компоненты.

Назначение и принцип действия ГРМ

Газораспределительный механизм в двигателе внутреннего сгорания предназначается для своевременной подачи воздушно-топливной смеси или воздуха в цилиндры и выпуска оттуда отработанных газов. Работа механизма осуществляется за счет своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.

Рабочий процесс ГРМ основывается на синхронном движении распределительного и коленчатого вала, что обуславливает открытие и закрытие клапанов в нужный момент моторного цикла. Во время вращательного движения распредвала, кулачки надавливают на рычаги, а те на стержни клапанов, открывая их. Следующий поворот распредвала поворачивает кулачек, который занимает исходную позицию и закрывает клапан.

Коромысло в устном народном творчестве

О незатейливой утвари из дерева сложили интересные загадки:

• Двое плещутся, а средний — смотрит.
• Два братца собрались подраться, да руки коротки.
• Между двух озер по горам гнутый-перегнутый мостик лежит.

• Бабий ум, что ее коромысло: и кос, и гнут, и о двух концах.
• В коромысле мудрость рода.
• Любая нечисть коромысла убоится.
• Синей птицей взлетишь — в коромысло угодишь.
• Дым коромыслом, пыль столбом: то ли от тоски, то ли от веселья.
• Профессия не коромысло — плеч не оттянет.
• Всяк рождением обязан коромыслу.
• Коромысло космос знает.

Дни, когда воду носили в дом из колодцев или с реки, давно минули. И коромысло – предмет, позабытый многими из нас. А молодое поколение, возможно, и вовсе этого слова не слышало. Тем не менее, деревянная дуга со стальными крючками была некогда одним из главных элементов деревенского быта.