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

Что значит нижнеклапанный двигатель

Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм управления фазами газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

Состоит из распределительного вала — или нескольких валов — и механизмов привода к ним, клапанов, открывающих и закрывающих впускные и выпускные отверстия в камерах сгорания, и передаточных звеньев — толкателей, штанг, коромысел и некоторых вспомогательных деталей (регулировочных элементов, клапанных пружин, системы поворота клапанов и проч.)

Система привода распределительного вала в любом случае обеспечивает его вращение с угловой скоростью, равной 1/2 угловой скорости коленвала.

Блок цилиндров: как он появился, развивался и зачем вообще нужен

На первый взгляд, поставленный в заголовке вопрос выглядит бессмысленно. Что значит «зачем вообще нужен блок цилиндров»? Он представляется как некая вечная данность, как основа всего и вся. А ведь у первых автомобилей с ДВС никакого блока цилиндров не было! Сейчас, долгими январскими вечерами, самое время вернуться к самым-самым истокам, вспомнить «лихие 30-е» и проследить эволюцию от примитивных конструкций конца XIX века до современных алюсиловых моторов. И убедиться, насколько много общего они имеют.

Гражданское моторостроение – это очень консервативная отрасль. Все те же коленчатый вал, поршни, цилиндры, клапаны, как и 100 лет назад. Удивительные бесшатунные, аксиальные и другие схемы никак не хотят внедряться, доказывая свою непрактичность. Даже двигатель Ванкеля, большой прорыв шестидесятых, фактически остался в прошлом.

Все современные «новшества», если присмотреться, лишь внедрение гоночных технологий пятидесятилетней давности, приправленное дешевой в производстве электроникой для более точного управления «железяками». Прогресс в строительстве двигателей внутреннего сгорания – скорее в синергии небольших изменений, чем в глобальных прорывах.

И жаловаться-то вроде бы грех. Про надежность и ремонтопригодность в этот раз не будем, а мощость, чистота и экономичность современных двигателей для человека из семидесятых годов показались бы истинным чудом. А если отмотать еще несколько десятилетий?

Сотню лет назад моторы были еще карбюраторные, с зажиганием от магнето, обычно нижнеклапанные или даже с «автоматическим» впускным клапаном… И ни о каких наддувах еще и не думали. А еще старые-старые двигатели не имели детали, которая сейчас является главным его компонентом – блока цилиндров.

До внедрения блока

Первые моторы имели картер, цилиндр (или несколько цилиндров), но блока у них не было. Вы удивитесь, но основа конструкции – картер – частенько был негерметичным, поршни и шатуны были открыты всем ветрам, а смазывались из масленки капельным способом. Да и само слово «картер» сложно применимо к конструкции, сохраняющей взаимное положение коленчатого вала и цилиндра в виде ажурных кронштейнов.

У СТАЦИОНАРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И СУДОВЫХ ПОДОБНАЯ СХЕМА СОХРАНЯЕТСЯ И ПО СЕЙ ДЕНЬ, А АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДВС ВСЕ ЖЕ НУЖДАЛИСЬ В БОЛЬШЕЙ ГЕРМЕТИЧНОСТИ. ДОРОГИ ВСЕГДА БЫЛИ ИСТОЧНИКОМ ПЫЛИ, КОТОРАЯ СИЛЬНО ВРЕДИТ МЕХАНИЗМАМ.

Первопроходцем в области «герметизации» считается компания De Dion-Bouton, которая в 1896 году запустила в серию мотор с цилиндрическим закрытым картером, внутри которого размещался кривошипно-шатунный механизм.

На фото: мотор Де-Дион

Правда, газораспределительный механизм с его кулачками и толкателями размещался еще открыто – это было сделано ради лучшего охлаждения и ремонта. Кстати, к 1900 году эта французская компания оказалась крупнейшим производителем машин и ДВС в мире, выпустив 3 200 моторов и 400 автомобилей, так что конструкция оказала сильное влияние на развитие моторостроения.

…и тут появляется Генри Форд

Первая массовая конструкция с цельным блоком цилиндров до сих пор остается одной из самых массовых машин в истории. Модель Ford T, появившаяся в 1908 году, имела четырехцилиндровый мотор, с чугунной головкой блока, нижними клапанами, чугунными поршнями и блоком цилиндров – опять же из чугуна. Объем мотора был вполне «взрослый» по тем временам, 2,9 литра, а мощность в 20 л. с. еще долго считали вполне достойным показателем.

На фото: двигатель Ford T

Более дорогие и сложные конструкции в те годы щеголяли раздельными цилиндрами и картером, к которому они крепились. Головки цилиндров часто были индивидуальными, и вся конструкция из головки цилиндра и самого цилиндра крепилась к картеру шпильками. После появления тенденции к укрупнению узлов картер часто оставался отдельной деталью, но блоки по два-три цилиндра все еще были съемными.

В чем смысл разделения цилиндров?

Конструкция с отдельными съемными цилиндрами выглядит сейчас несколько необычно, но до Второй мировой войны, несмотря на нововведения Генри Форда, это была одна из наиболее распространенных схем. У авиационных моторов и двигателей воздушного охлаждения она сохранилась и поныне. А у «воздушного оппозитника» Porsche 911 series 993 вплоть до 1998 года никакого блока цилиндров не было. Так зачем же разделять цилиндры?

ЦИЛИНДР В ВИДЕ ОТДЕЛЬНОЙ ДЕТАЛИ – ШТУКА ВООБЩЕ-ТО ДОСТАТОЧНО УДОБНАЯ. ЕГО МОЖНО СДЕЛАТЬ ИЗ СТАЛИ ИЛИ ЛЮБОГО ДРУГОГО ПОДХОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА, НАПРИМЕР, БРОНЗЫ ИЛИ ЧУГУНА. ВНУТРЕННЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ МОЖНО ПОКРЫТЬ СЛОЕМ ХРОМА ИЛИ НИКЕЛЬСОДЕРЖАЩИХ СПЛАВОВ, ПРИ НЕОБХОДИМОСТИ СДЕЛАВ ЕЕ ОЧЕНЬ ТВЕРДОЙ. А СНАРУЖИ НАРАСТИТЬ РАЗВИТУЮ РУБАШКУ ДЛЯ ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СРАВНИТЕЛЬНО КОМПАКТНОГО УЗЛА БУДЕТ ТОЧНОЙ ДАЖЕ НА ДОСТАТОЧНО ПРОСТЫХ СТАНКАХ, А ПРИ ХОРОШЕМ РАСЧЕТЕ КРЕПЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫЕ ДЕФОРМАЦИИ БУДУТ МИНИМАЛЬНЫ. МОЖНО СДЕЛАТЬ ГАЛЬВАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ ПОВЕРХНОСТИ, БЛАГО ДЕТАЛЬ НЕБОЛЬШАЯ. ЕСЛИ У ТАКОГО ЦИЛИНДРА ПОЯВИЛСЯ ИЗНОС ИЛИ ДРУГИЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ, ТО ЕГО МОЖНО СНЯТЬ С КАРТЕРА МОТОРА И ПОСТАВИТЬ НОВЫЙ.

Минусов тоже хватает. Помимо более высокой цены и высоких требований к качеству сборки моторов с раздельными цилиндрами серьезным недостатком является низкая жесткость такой конструкции. А значит – повышенные нагрузки и износ поршневой группы. Да и с водяным охлаждением сочетать «принцип раздельности» получается не очень удобно.

Читать еще:  Что приводит к износу двигателя

Из мейнстрима моторы с раздельными цилиндрами ушли уже очень давно – минусы перевесили. К середине тридцатых годов в автомобилестроении подобные конструкции уже почти не встречались. Разнообразные комбинированные конструкции – например, с блоками из нескольких цилиндров, общим картером и головкой блока – попадались на мелкосерийных люксовых авто с объемными моторами (можно вспомнить подзабытую марку Delage), но к концу 30-х это все вымерло.

Победа цельночугунной конструкции

Привычная нам сегодня конструкция победила благодаря своей простоте и низкой стоимости изготовления. Большая отливка из дешевого и прочного материала после точной механообработки получается все равно дешевле и надежнее, чем отдельные цилиндры и тщательная сборка всей конструкции. А на нижнеклапанных моторах клапаны и распределительный вал располагаются тут же, в блоке, что еще больше упрощает конструкцию.

Рубашка системы охлаждения отливалась в виде полостей в блоке. Для особых случаев можно было применить и отдельные гильзы цилиндров, но мотор на Ford T таких изысков не имел. Чугунные поршни со стальными компрессионными кольцами работали прямо по чугунному цилиндру. И кстати, маслосъемное кольцо в привычном нам виде там отсутствовало, его роль выполняло нижнее третье компрессионное, расположенное ниже поршневого пальца.

На фото: Ford Model T

Такая «цельночугуниевая» конструкция доказала свою надежность и технологичность за много лет производства. И была перенята у Форда такими массовыми производителями, как GM, на долгие последующие годы.

Правда, отливка блоков с большим числом цилиндров оказалась технологически сложной задачей, и многие моторы имели по два-три полублока с несколькими цилиндрами в каждом. Так, рядные «шестерки» тридцатых годов иногда имели два трехцилиндровых полублока, а уж рядные «восьмерки» и подавно изготавливали по такой схеме. Например, мощнейший мотор Duesenberg Model J был изготовлен именно так: два полублока были накрыты единой головкой.

На фото: двигатель Duesenberg J

Впрочем, к началу сороковых годов прогресс позволил создавать и цельные блоки такой длины. Например, блок Chevrolet Straight-8 «Flathead» был уже цельным, что снижало нагрузку на коленчатый вал.

Чугунные гильзы в чугунном же блоке тоже были достаточно удачным решением. Высокопрочный легированный химически стойкий чугун стоил дороже обычного, и отливать из него весь большой блок не имело смысла. А вот сравнительно небольшая «мокрая» или «сухая» гильза оказалась хорошим вариантом.

Освоенная в довоенные еще годы принципиальная конструкция моторов не меняется много десятилетий подряд. Блоки цилиндров многих современных моторов отлиты из серого чугуна, иногда со вставками из высокопрочного в зоне верхней мертвой точки. Например, чугунный блок имеет вполне современный Renault Kaptur с мотором F4R. Чугун хорош, в частности, тем, что блок из него легко поддается капремонту расточкой цилиндров большего диаметра. Если, конечно, производитель выпускает поршни «ремонтного» размера.

На фото: двигатель F4R

Правда, с годами блоки становятся все более «ажурными» и менее массивными. По ранним блокам цифры найти сложно, но давайте возьмем два семейства моторов с разницей чуть более чем в 10 лет. У блока серии GM Gen II середины 90-х толщина стенки моторов колебалась от 5 до 9 мм. У современного VW EA888 конца 2000-х – уже от 3 до 5. Но мы явно забегаем вперед…

Делаем блок легче

Утончение стенок, чем вовсю занимаются конструкторы в последние годы – это, как вы понимаете, не единственный способ снизить вес блока. В 20-30-е годы о экономии массы и топлива думали существенно меньше, чем сейчас, но первые попытки облегчения делались. И уже тогда додумались использовать алюминий.

На гоночных и спортивных машинах той эпохи можно было встретить симбиоз из алюминиевого картера и головки блока с чугунной отливкой блоков цилиндров. Затем прогресс в металлообработке позволил создать более удобный вариант подобного симбиоза. Блок цилиндров оставался цельным, но отливался из алюминия, что снижало его массу в три-четыре раза, в том числе и за счет лучших литьевых качеств металла. Сами же цилиндры изготавливали в виде чугунных гильз, которые запрессовывали в блок.

Гильзы делились на «сухие» и «мокрые», разница в общем-то понятна из названия. В блоках с сухой гильзой она вставлялась в алюминиевый цилиндр (или вокруг нее отливался блок) с натягом, а «мокрая» гильза просто закреплялась в блоке нижним концом, а при установке ГБЦ полость вокруг превращалась в рубашку охлаждения. Второй вариант оказался перспективнее на тот момент, поскольку упрощал отливку и снижал массу деталей. Но в дальнейшем рост требований к жесткости конструкции, а также сложность сборки подобных двигателей оставили эту технологию «за бортом» прогресса.

Читать еще:  Электрическая схема блока управления двигателем ваз

Сухие же гильзы в алюминиевом блоке – это и сейчас самый распространенный вариант изготовления детали. И один из самых удачных, ведь чугунная гильза изготавливается из высококачественного легированного чугуна, алюминиевый блок жесткий и легкий. К тому же теоретически эта конструкция еще и ремонтопригодна, как и чугунные блоки. Ведь изношенную гильзу можно «вынуть» и запрессовать новую.

Что дальше?

Единственная принципиально новая технология последних лет – это еще более легкие блоки с напылением сверхпрочного и сверхтонкого слоя на внутреннюю поверхность цилиндров. Подробно о плюсах и минусах, и даже о способах капремонта подобных конструкций я уже писал – повторяться смысла нет. Концептуально мы имеем все тот же ДВС образца 30-х годов. И есть все основания полагать, что до конца «эры внутреннего сгорания», когда доведут до ума электромобили, моторы на жидких углеводородах останутся примерно такими же.

Процесс замены клапанов ГБЦ

Для того, чтобы произвести замену, придется основательно разобрать (а затем собрать) газораспределительный механизм. В зависимости от модели авто и конструктивных особенностей двигателя этот процесс может иметь некоторые отличия. Но в целом система демонтажа и сборки одинакова. В целом, последовательность действий такова:

Демонтаж ГБЦ

Для этого потребуется:

    произвести подготовительные работы: разомкнуть провод и «минусовую» клему аккумулятора, отсоединить трубки и шланги подачи технических жидкостей, топливные магистрали, снять навесное оборудование;

затем снять крышку ГБЦ;

открутить болты крепления ГБЦ;

  • снять ГБЦ.
  • Демонтаж распределительного вала

      снять приводной ремень;

    снять зубчатый шкив;

    открутить болты, которыми удерживается крышка распредвала;

    снять саму крышку и сальники;

  • снять распредвал.
  • Прежде чем приступать к процедуре, следует вывернуть свечи зажигания. Это позволит избежать их повреждения.

    Рассухаривание клапанов

    Процесс осуществляется с помощью специального инструмента — рассухаривателя.
    Некоторые используют дедовский метод. Для этого необходимо:

      закрыть место, откуда должен выскочить сухарь тряпкой (чтобы поймать его);

    установить свечник или высокую головку с диаметром меньше, чем у шайбы фиксированной сухарями;

  • резко ударить молотком по тарелке таким образом, чтобы пружина оказалась сжатой до размеров сухаря; это спровоцирует его выскочить.
  • Метод можно использовать в крайнем случае и имея опыт. Новичок рискует нанести серьезные повреждения клапану, например, погнуть его. Покупка рассухаривателя — лучший вариант.

    Снятие маслосъемных колпачков

    Эту деталь, как и прокладки головки, необходимо заменить на новые.

    Очистка и осмотр клапанов

    После проведенных манипуляций извлеченные из втулки клапаны очищают от нагара и осматривают на предмет повреждений.

    В зависимости от степени повреждения, деталь необходимо:

      заменить на новую;

  • очистить и притереть.
  • Также необходимо проверить седло клапана. Если прогары и раковины на нем слишком серьезные, чтобы убрать притиркой, седло придется обработать с помощью специального инструмента, который называют шарошкой или борфрезой. Шарошка представляет собой насадку для обработки различных поверхностей, в том числе и металлических. Она крепится на дрель и устраняет механичнские повреждения.

    В процессе главное — не увлечься и не снять слишком большой слой металла. Также не следует интенсивно давить на дрель, это приводит лишь к перегреву и затруднению самой обработки. Перед работой головку шарошки рекомендуется смазывать специальным смазочным составом, чтобы снизить интенсивность износа.

    Приобретение нового набора клапанов необходимо при полном уничтожении детали (иногда такое случается) или деформации стержня. Теоретически погнутый стержень можно выпрямить, но затраченные время и усилия того не стоят.

    Выбирая клапаны, следует убедиться в том, что они идентичны. Особенно важно, чтобы детали имели одинаковую высоту. Поверхность не должна иметь царапин, сколов и любых других повреждений. Перед установкой всю деталь, за исключением фаски (ее следует притереть), желательно отполировать.

    После притирки клапанов необходимо произвести сборку конструкции. Все манипуляции производятся в обратном порядке.

    Экспортная

    Огромная редкость в наше время – “Волга” в экспортном исполнении. Подчеркиваем: не с экспортным хром-пакетом, а именно-экспортная: с ремнями безопасности, более мощным двигателем (+5 – 10 к.с.), щитком приборов с обозначениями на английском языке и/или разбивкой спидометра в милях. В принципе, было выпущено определенное количество ГАЗ-21 с правым расположением руля, но говорить о том, чтобы найти сегодня такую, даже не стоит.

    Один из невероятных раритетов сегодня – экспортная “Волга” ГАЗ-21 с правым рулем. Но время от времени такие всплывают в странах с левосторонним движением

    Клапана зажаты — признаки слишком маленьких зазоров клапанов

    Слишком маленькие зазоры в клапанном механизма двигателя (клапана зажаты) — неисправность которую необходимо устранить как можно быстрее, не откладывая ее в дальний ящик.

    Читать еще:  Ауди стук в горячем двигателе

    Причин этому как минимум две — тарелка клапана с маленьким тепловым зазором по мере прогрева двигателя будет неплотно прижиматься к своему седлу в головке блока так как стержень клапана подвергается тепловому расширению и удлиняется. Это приводит к обгоранию и разрушению кромки тарелки и ее посадочного гнезда в головке. Клапан прогорает.

    Вторая причина дополняет первую. Появившийся зазор между тарелкой клапана и седлом в головке приводит к потере герметичности камеры сгорания. А наличие в ней определенного давления в конце такта сжатия (компрессия) — одно из условий эффективного горения топливной смеси и получения от двигателя максимальной отдачи. Зависимость тут простая — падает компрессия — падает мощность двигателя.

    Признаки слишком маленьких зазоров клапанов двигателя

    — Двигатель плохо запускается

    Если хотя бы в одном цилиндре двигателя автомобиля снижена компрессия (а при маленьких зазорах клапаном она бывает снижена практически во всех), о запуске двигателя с первой попытки можно забыть, так как топливная смесь в таком случае плохо поджигается и плохо горит.

    — Двигатель троит на холостом ходу

    Если к плохому поджигу и горению смеси добавить разброс в величине компрессии для цилиндров, то двигатель троит на холостом ходу, а в особо запущенных случаях может время от времени пытаться заглохнуть. Отрегулировать и стабилизировать холостой ход винтами «качества» и «количества» карбюратора не удается.

    — Выстрелы в карбюратор

    Если зажат впускной клапан и зазор у его тарелки большой, то возможен выброс горящей топливной смеси во впускной коллектор двигателя и карбюратор. Все это сопровождается холопками и даже выстрелами, пугающими прохожих и самого водителя.

    — Выстрелы в глушитель

    Аналогичные хлопки и выстрелы могут производится в выпускной коллектор двигателя и глушитель автомобиля, так как в случае зажатого выпускного клапана зазор у его тарелки будет большим и через него горящая топливная смесь будет выбрасываться. См. «Стреляет и хлопает в глушитель (причины не связанные с карбюратором)».

    — Провалы и рывки при нажатии на педаль газа

    Работающие через раз цилиндры двигателя не дадут в полной мере обеспечить разгон автомобиля при нажатии на педаль газа. В ответ водитель получит провалы и рывки, а не подхват.

    — Снижение мощности и приемистости двигателя автомобиля

    Низкая компрессия в цилиндрах по причине зажатых клапанов, как уже отмечалось ранее, не позволит получить от двигателя желаемую мощность и приемистость, так как топливная смесь в камерах сгорания будет гореть не эффективно (из за низкого давления), и даже иногда не поджигаться вовсе (пропуски зажигания).

    Что можно сделать если имеются веские подозрения на слишком маленькие зазоры клапанов?

    Необходимо провести проверку тепловых зазоров клапанов и при необходимости провести их регулировку согласно инструкции.

    Регулировка клапанов на двигателе ВАЗ 2108, 2109, 21099

    Предварительную оценку состояния клапанного механизма двигателя автомобиля можно сделать проведя измерение компрессии или специальную безразборную проверку.

    Измерение компрессии в цилиндрах карбюраторного двигателя

    В случае, если ситуация запущена и клапана прогорели, придется снимать головку блока и производить их замену.

    Примечания и дополнения

    — Тепловые зазоры в клапанном механизме двигателей 2108, 21081, 21083, 2111: впускные — 0,15-0,25, выпускные — 0,30-0,40 мм.

    — Тепловые зазоры в клапанном механизме двигателей 2101, 2103, 2121, 21213 и их модификаций: впускные — 0,14-0,17, выпускные — 0,14-0,17 мм.

    — Подбираем шайбы для регулировки клапанов для регулировки клапанов: «Шайбы для регулировки клапанов».

    Вакцина

    Специфическая защита проводится путем иммунизации населения, попросту введением вакцин для выработки иммунитета к конкретному заболеванию. Десятки вакцин, которые непосредственно защищали бы от COVID-19, только в разработке и еще не одобрены к применению. Часть проходит клинические испытания. Прогноз начала их массового использования примерно через год при оптимистичном сценарии, об этом 14 мая, заявил Марко Кавальери, глава подразделения Европейского агентства по лекарственным средствам.

    Осторожное заявление сделал директор Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени Гамалеи Александр Гинцбург: «Я думаю, к концу лета зарегистрируют. В августе месяце, я надеюсь, если все будет по плану и не будет никаких неожиданностей».

    Пока что вакцины нет.

    На данный момент вакцина только разрабатывается.

    Что сейчас?

    В начале XXI века новый автомобиль начал делать первые пробные шаги к популяризации. Постоянное совершенствование моделей и ухудшение дорожной ситуации в мегаполисах сделали свое дело — легкие и маневренные электросамокаты стали восприниматься как полноценное транспортное средство. В современном мире их приобретают курьерские компании, правоохранительные органы и парки развлечений. Жители крупных городов также оценили уникальные возможности этого вида транспорта и все чаще выбирают его в качестве альтернативы автомобилям и наземному транспорту в случае интенсивного движения.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector