0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое цепная передача на двигателе

Автомобильный справочник

Цепная передача – это передача механической энергии между параллельными валами, осуществляемая с помощью двух колес — звездочек и охватывающей их цепи. Цепная передача, как и ременная передача, принадлежит к числу передач с гибкой связью. Здесь гибким звеном является цепь, входящая в зацепление с зубьями звездочек. Вот о том, какой бывает цепная передача, мы и поговорим в этой статье.

Для управления клапанами механизма газора­спределения служат распределительные валы. Они открывают и закрывают клапаны через тол­катели или коромысла. На современных двига­телях с верхним расположением клапанов и рас­положением распределительных валов в головке цилиндров привод распределительных валов осу­ществляется при помощи ременной или цепной передачи, в то время как распределительные валы нижнего расположения (в блоке цилиндров) соединяются с ведущей шестерней коленчатого вала посредством зубчатой передачи.

Наиболее важными критериями выбора типа привода являются стоимость, занимаемое пространство, легкость технического обслужи­вания, срок службы и уровень шума. Цепная передача имеет большое преимущество по сравнению с ременными передачами. Оно заключается в том, что цепная передача не требуют технического обслуживания на протяжении всего срока службы двигателя. Зубчатые ремни требуют перио­дической регулировки натяжения или замены.

На современных двигателях привод распредели­тельного вала часто служит также для привода других устройств. Такими устройствами являются масляный насос и топливный насос (см. рис. «Цепной привод механизма газораспределения» ). Поскольку как коленчатый, так и распределительный валы вращаются неравномерно и подвержены кру­тильным колебаниям, привод испытывает крайне сложные динамические напряжения. Кроме того, момент сопротивления топливного насоса высокого давления испытывает очень большие периодические колебания. Это создает дополнительные возмущения, воздействующие на цепную передачу привода механизма газора­спределения.

Содержание

Ц. п. универсальны, просты и экономичны. По сравнению с зубчатыми передачами (См. Зубчатая передача) они менее чувствительны к неточностям расположения валов, ударным нагрузкам, допускают практически неограниченные межцентровые расстояния, обеспечивают более простую компоновку, большую подвижность валов друг относительно друга. В сравнении с ремёнными передачами (См. Ремённая передача) они характеризуются следующими достоинствами: отсутствие проскальзывания и постоянство среднего передаточного отношения; отсутствие предварительного натяжения и связанных с ним дополнительных нагрузок на валы и подшипники; передача большой мощности как при высоких, так и при низких скоростях; сохранение удовлетворительной работоспособности при высоких и низких температурах; приспособление к любым изменениям конструкции удалением или добавлением звеньев.

  • большая прочность стальной цепи по сравнению с ремнем позволяет передать цепью большие нагрузки с постоянным передаточным числом и при значительно меньшем межосевом расстоянии (передача более компактна);
  • возможность передачи движения одной цепью нескольким звездочкам;
  • по сравнению с зубчатыми передачами — возможность передачи вращательного движения на большие расстояния (до 7 м);
  • сравнительно высокий КПД (>> 0,9 ÷ 0,98);
  • отсутствие скольжения;
  • малые силы, действующие на валы, так как нет необходимости в большом начальном натяжении;
  • возможность легкой замены цепи.
  • растяжение цепи со временем;
  • сравнительно высокая стоимость цепей;
  • невозможность использования передачи при реверсировании без остановки;
  • передачи требуют установки на картерах;
  • сложность подвода смазочного материала к шарнирам цепи;
  • скорость движения цепи, особенно при малых числах зубьев звездочек, не постоянна, что вызывает колебания передаточного отношения.
Читать еще:  Что такое коллектор асинхронного двигателя

Ц. п. применяются в с.-х. машинах, велосипедах, мотоциклах, автомобилях, строительно-дорожных машинах, в нефтяном оборудовании и т. д. Преимущественное распространение имеют открытые Ц. п., работающие без смазки, или с периодической ручной смазкой, с однорядными втулочно-роликовыми цепями, непосредственно встроенные в машины.

Преимущества цепи ГРМ

Цепной привод на газораспределительном механизме используется давно и вовсе не является пережитком прошлого, как ошибочно полагают неопытные автолюбители. Решение используется и сегодня, причем такими гигантами автомобилестроения, как BMW, Toyota, Mitsubishi и многими другими. Причиной тому служат следующие преимущества:

  • Прочность. Цепь исключительно редко получает механические повреждения;
  • Износостойкость. При должном уходе ресурс цепи ГРМ составляет от 100 до 200 тысяч километров пробега;
  • На ресурс цепи не влияют низкие или высокие температуры;
  • Цепь под нагрузкой не растягивается (растяжение цепи происходит, но лишь со временем, по мере выработки ресурса);
  • Устойчивость к локальным резким перегрузкам;

Классификация

Основная классификация цепных передач проводится по признаку использованной цепи. Выделяют:

  • Роликовые. Контакт звена и шестерни осуществляется посредством ролика, одновременно скрепляющего звенья.
  • Втулочные. Контакт идет посредством втулки, вращающейся вокруг ролика. Такое решение повышает ресурс цепного привода, но одновременно растут его вес и себестоимость.
  • Зубчатые. Набираются из шарнирно сочлененных пластин, на внутренней стороне которых имеются профилированные впадины под зубья.

Кроме того, по числу насаженных на вал зубчатых колес и, соответственно, числу параллельных рядов в одном звене, различают такие виды, как:

  • однорядные;
  • двухрядные;
  • многорядные.

Увеличение числа шестерен используется для повышения мощности либо для уменьшения габаритов изделия.

Немного о передачах

В газораспределительных механизмах встречается несколько типов передач . К несчастью, без приводных устройств никак не обойтись – именно они отвечают за синхронизацию коленчатого вала с распределительным валом. В ГРМ для синхронизации могут использовать следующие передачи:

  1. Шестеренчатая;
  2. Цепная;
  3. Ременная.

Шестеренчатая передача появилась раньше всех остальных. Она весьма надежна и имеет долгий срок службы. К тому же, она почти не нуждается в обслуживании . От шестеренчатого привода отказались в силу того, что он низкооборотен, издает много шума и имеет не слишком впечатляющие массогабаритные характеристики. В газораспределительных механизмах большинства современных автомобилях шестеренчатая передача не используется. Впрочем, на некоторых морально устаревших двигателях ее еще можно увидеть – в дизельных TD от концерна Nissan , например.

Цепная передача выгодно отличается от шестеренчатой – она легче, тише и проще в обслуживании (если оно требуется). В тандеме с цепью работает также звездочки, успокоитель и гидронатяжитель. Получается относительно несложная, но вместе с тем надежная система. Подобная передача активно применялась в автопроме вплоть до 90-х годов , после чего ее вытеснила ременная передача, а затем цепи снова были признаны наиболее надежным решением для приводов и они снова вошли в обиход.

Порядка 10-15 лет основной передачей была ременная. Механизм ГРМ с ремнем включает в себя один или несколько ремней, один или несколько роликов, а также натяжитель и некоторые другие элементы. По сути, это та же система, что и у цепного привода, а основное ее отличие в габаритах деталей и, собственно, наличии ремня / ремней. Ременной механизм может похвастать очень низкой шумностью работы. К тому же, в свое время ременной привод отлично подходил в V-образным, двураспредвальным и оппозитным моторам. Да и если автомобиль имел, к примеру, турбонаддув, ременная передача отлично вписывалась в конструкцию ГРМ. Основные недостатки ремней кроются в их невысокой механической прочности, низкой защищенности от воздействия химически агрессивных сред (моторное масло химически агрессивно) и перепадов температур. Принято считать, что сегодня цепной привод вытеснил ременной.

Читать еще:  Что такое двигатель опель фронтера

Классификация цепей

По назначению:

  • приводные цепи
  • тяговые цепи
  • грузовые цепи.

В некоторых механизмах грузоподъёмные цепи, например, цепная таль с ручным приводом, играют роль приводных цепей.

По конструкции различают приводные цепи:

  • роликовые,
  • втулочные,
  • зубчатые,
  • фасоннозвенные.

Роликовые приводные цепи

Зацепление цепи со звездочкой происходит через свободно вращающийся закаленный ролик, который, поворачиваясь на втулке, перекатывается по зубу звездочки, образуя шарнир скольжения. Такая конструкция позволяет выровнять давление зуба на втулку и уменьшить изнашивание как втулки, так и зуба.

Пластины очерчены контуром, напоминающим цифру 8 и обеспечивающим равную прочность пластины во всех сечениях.
Роликовые цепи имеют широкое распространение. Их применяют при скоростях v ≤ 15 м/сек.

Приводные роликовые цепи выпускают по ГОСТ 13568-75. Различают:

  • однорядные нормальные (ПР),
  • однорядные длиннозвенные облегченные (ПРД),
  • однорядные усиленные (ПРУ),
  • двухрядные (2ПР),
  • трехрядные (ЗПР),
  • четырехрядные (4ПР),
  • с изогнутыми пластинками (ПРИ).

Из роликовых однорядных цепей наиболее распространены нормальные ПР. Длиннозвенные облегченные цепи ПРД изготовляют с пониженной разрушающей нагрузкой; допускаемая скорость для них до 3 м/сек.
Усиленные цепи ПРУ изготовляют повышенной прочности и точности; их применяют при больших и переменных нагрузках, а также при высоких скоростях.

Многорядные цепи позволяют увеличивать нагрузку пропорционально числу рядов, поэтому их применяют при передаче больших мощностей. Роликовые цепи с изогнутыми пластинами повышенной податливости применяют при динамических нагрузках (ударах, частых реверсах и т. д.) .

Рис. 2 — Однорядные и двухрядные роликовые цепи

Втулочные приводные цепи

Втулочные приводные цепи по конструкции подобны роликовым, но не имеют роликов, что удешевляет цепь, уменьшает ее массу, но существенно увеличивает износ втулок цепи и зубьев звездочек.

Втулочная однорядная цепь (см. рис. 3) состоит из внутренних пластин, напрессованных на втулки, свободно вращающиеся на валиках, на которых напрессованы наружные пластины.
В зависимости от передаваемой мощности приводные втулочные цепи изготовляют однорядными (ПВ) и двухрядными (2ПВ).
Эти цепи просты по конструкции, имеют небольшую массу и наиболее дешевы, но менее износоустойчивы, поэтому применение их ограничивают небольшими скоростями, обычно до 10 м/сек.

Втулочные и роликовые цепи изготовляют однорядными и многорядными с числом рядов 2, 3, 4 и более. Многорядная цепь с меньшим шагом t позволяет заменить однорядную с большим шагом и тем самым уменьшить диаметры звездочек, снизить динамические нагрузки в передаче.
Многорядные цепи могут работать при существенно больших скоростях движения цепи. Нагрузочная способность цепи возрастает почти прямо пропорционально числу рядов.

Читать еще:  Что такое фен на дизельных двигателях

Соединение концов цепи при четном числе ее звеньев производят соединительным звеном, при нечетном – менее прочным переходным звеном с изогнутыми пластинами. Поэтому применяют цепи с четным числом звеньев.

Однорядные и двухрядные втулочные цепи типа ПВ выпускают по ГОСТ 13568-75.

Рис. 3 — Однорядные и двухрядные втулочные цепи типа ПВ

Тяговые пластинчатые цепи

Тяговые пластинчатые цепи (втулочные и роликовые) выпускают по ГОСТ 588-81; этот ГОСТ распространяется на тяговые пластинчатые втулочные, роликовые и катковые цепи (с гладкими катками и подшипниками скольжения), применяемые в подъемно-транспортных машинах и других механизмах.

Приводные зубчатые цепи

Приводные зубчатые цепи выпускают по ГОСТ 13552-81. Эти цепи работают плавно, с небольшим шумом, обеспечивают высокую кинематическую точность передачи вследствие равномерного изменения шага в процессе работы, обладают повышенной надежностью. Зубчатые цепи состоят из набора пластин зубообразной формы, шарнирно соединенных между собой. Число пластин определяет ширина цепи, которая зависит от передаваемой мощности. Рабочими гранями пластин являются плоскости зубьев, расположенные под углом 60°, которыми каждое звено цепи садится на два зуба звездочки. Благодаря этой особенности зубчатые цепи обладают минимально возможным шагом и поэтому допускают более высокие скорости.
Для устранения бокового спадания цепи со звездочки применяют направляющие пластины, расположенные по середине цепи или по бокам ее. Зубчатые цепи по сравнению с другими работают более плавно, с меньшим шумом, лучше воспринимают ударную нагрузку, но тяжелее и дороже.

Рис. 4 — Зубчатая цепь

Фасоннозвенные цепи

Фасоннозвенные цепи различают двух типов:

  • крючковые;
  • штыревые.

Крючковая цепь состоит из звеньев одинаковой формы, отлитых из ковкого чугуна или штампованных из полосовой стали 30Г без дополнительных деталей.
Сборку и разборку этой цепи осуществляют путем взаимного наклона звеньев на угол 60°.

В штыревой цепи литые звенья из ковкого чугуна соединяются зашплинтованными стальными (из стали Ст3) штырями.

Фасоннозвенные цепи применяют при передаче небольших мощностей, при малых скоростях (крючковая — до 3 м/сек, штыревая — до 4 м/сек) , обычно в условиях несовершенной смазки и защиты.
Звенья фасоннозвенных цепей не обрабатывают. Благодаря небольшой стоимости и легкости ремонта фасоннозвенные цепи широко применяют в сельскохозяйственных машинах.

носить

Предел износа приводных цепей часто устанавливается при удлинении цепи около 2%. Неровный и небезопасный ход более удлиненных цепей уже нельзя компенсировать даже с помощью натяжных элементов.

При равномерном износе упора звездочки всех зубьев, количества звеньев и зубьев должны быть относительно простыми , возьмите не тот же самый болт в одни и те же зазоры зубьев. Однако можно утверждать, что звездочки с четным числом зубьев подвержены меньшему износу, если можно гарантировать, что внутренние и внешние звенья цепи после разборки снова будут опираться на одни и те же зубья. В отличие от расстояния между пальцами цепи на внешнем звене, расстояние между пальцами на внутреннем звене не изменяется, несмотря на увеличивающийся износ. При соблюдении вышеуказанных условий повышенный износ будет происходить только на каждом втором зубе.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector