Газораспределительный механизм автомобиля

Рассматриваемый механизм автомобиля ГРМ наиболее часто применяется в четырехтактных поршневых двигателях, которые наиболее распространены. Поэтому именно оно рассмотрено ниже.

Устройство газораспределительного механизма:

• клапаны;
• клапанный привод;
• распредвал;
• привод распредвала.

Газораспределительный механизм.

Воздух в цилиндры подается непосредственно клапанами (точнее, не воздуха, а топливно-воздушной смеси) и также выводит отработавшие газы. Тарелка и стержень – вот два составляющих клапана. Седло – это место соприкосновения клапана с головкой блока цилиндров, в этом седле и расположены клапаны.
Существует два типа клапанов: впускные и выпускные. Для того, чтобы цилиндры лучше наполнялись у впускного клапана диаметр тарелки больше, чем у выпускного.

Благодаря пружине клапан держится в закрытом положении и открывается только при давлении на стержень. С помощью сухарей и тарелки пружины крепится пружина. Закрытие клапана при работе обеспечивается высокой жесткостью клапанной пружины. Две пружины с противоположной навивкой – это такой хитрый ход, чтобы избежать резонансных колебаний.
Клапаны производятся из сплавов. Клапаны, как правило, с усиленной рабочей кромкой тарелки. Стержень выпускного клапана, как правило, полый, заполненный для улучшенного охлаждения натрием, а впускного – полнотелый.

По паре выпускных и впускных клапанов на каждый цилиндр – вот, что имеется в современных ДВС. Существует также трехклапанная система клапанов (один выпускной и два впускных), эта схема ГРМ так же часто используется. Однако производители на этом не остановились и создали пятиклапанную систему (два выпускных и два впускных). Сложность привода и размер камеры сгорания – вот, что ограничивает использование большого числа клапанов.
Открываются клапана посредством передачи усилия с распредвала на клапан с помощью привода. На теперешнее время в основном применяются две схемы: роликовые рычаги и гидравлические толкатели.

Меньшая масса и меньшие потери – вот, что характеризует в качестве привода роликовые рычаги, поэтому их предпочитают больше. Коромысло, от англоязычного «коромысло», рокер – вот другие наименования роликового рычага, который одной из своих сторон имеет опору на стержень клапана, а другой опирается о гидрокомпенсатор (иногда на шаровую опору). Для того, чтобы снизить потери распредвал изготовлен в виде ролика. Благодаря этому трение в месте соединения рычага и кулачка ниже.

Нулевой теплозазор реализуется в приводе клапанов с помощью гидрокомпенсаторов во всех положениях, это обеспечивает снижение шума и мягкую работу. Конструктивный состав гидрокомпенсатора: цилиндр, поршень с пружиной, обратный клапан, канал для подвода масла.

Гидротолкатель – гидравлический компенсатор, располагаемый прямо на толкателе клапана.
Фазы газораспределения и цилиндры работают в соответствии с порядком, принятым для данного газораспределительного механизма и обеспечивается распределительным валом. Конструктивно он выполнен в виде вала с кулачками, расположенными на нем. Продолжительность работы клапанов и моменты их открытия-закрытия определяется формой кулачков, т. е. кулачки регулируют фазу газораспределения. Улучшение характеристик двигателя, увеличение эффективности ГРМ дает применение разнообразных систем изменения газораспределенческих фаз.

Существуют две схемы расположения распределительного вала на современных двигателях.

Схемы расположения распределительного вала:

• двухвальная – DOHC (Duble OverHead Camshaft).
• одновальная – SOHC (Single OverHead Camshaft);

Предпочтение отдается схеме ГРМ собранной на двух валах, т. к. используются четыре клапана на один цилиндр (один распредвал обеспечивает привод на выпускных клапанах, а другой – на впускных).
Коленвал приводит в действие распредвал при помощи привода, которым осуществляется его вращение медленнее в 2 раза, чем коленвал (клапан открывается лишь один раз за цикл работы).

Типы передач, которые используются как привод распредвала:

• ременная;
• цепная;
• зубчатая.

Располагаемый в головке блока цилиндров распредвал приводится в действие цепной и ременной передачами. Распредвал, расположенный в головке блока цилиндров, как правило, вращается зубчатой передачей. Гитара – так в обиходе называют зубчатую передачу, из-за ее формы соединенных двух шестерен между собой.
В ГРМ на равных применяются ременная и цепная передачи, т. к. они имеют и достоинства и недостатки. Более надежным является цепной привод, но его цепь более тяжелая, чем ремень, что требует дополнительных устройств для гашения колебаний и натяжения.
Достоинство ременного привода в том, что он не требует смазки и устанавливается открыто на шкивы. Однако он более быстро изнашивается, если сравнивать с цепью. Чаще всего используются зубчатые ремни, они обеспечивают более крепкое сцепление.