ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Органы газораспределения из "Двигатели внутреннего сгорания " С конструкцией крышки двигателя очень тесно связано расположение и устройство органов газораспределения клапанов, механизмов привода клапанов (рычаги с роликами, штанги, рычаги клапанов, пружины и пр.), распределительных валов и передач к ним. К клапанным механизмам и клапанам двигателя предъявляются такие требования минимальный нагрев и максимальная отдача тепла клапанами, особенно выпускными минимальная масса клапанов и всех звеньев их привода для уменьшения сил инерции клапанного механизма обеспечение максимального времени — сечения и минимальных гидравлических сопротивлений при движении газа в цилиндр и из цилиндра по возможности безударная посадка на седло. [c.200] Выпускные и впускные клапаны дизелей по конструкции тарелок выполняются с плоскими, сферическими и тюльпанообразными торцами. Сравнительные исследования сжимаюш,их напряжений на фасках клапанов, возникающих под действием сил давления газов в цилиндре, показали, что у клапанов с плоскими торцами они в 1,6 раза меньше, чем со сферическими, и в 4 раза меньше, чем с тюльпанообразным торцом. Поэтому у тепловозных дизелей Д50, Д70, Д49, 11Д45, 14Д40 клапаны имеют тарелки с плоскими торцами, стержень клапана соединяется с тарелкой 35 пружины (см. рис. 116), как правило, с помощью замка, состоящего из конусного разрезного сухаря 29, вставляемого в специальные проточки на верхней части стержня клапана 6. Такое соединение по простоте и надежности — одно из лучших. В конструкциях замка следует избегать резьбовых соединений, часто влекущих за собой обрыв стержней клапанов. [c.200] Как показывает опыт Коломенского завода [35], характер распределения температур в тарелке клапана во многом зависит также от условий охлаждения опорной фаски на крышке цилиндра. Когда клапан непосредственно опирается на тело охлаждаемой крышки цилиндра, то от фаски клапана обеспечивается теплоотвод настолько интенсивный, что температура ее становится ниже температуры центра тарелки. Например, у дизеля 14Д40 температуры клапана в районе фаски 530—570° С, а в центре тарелки примерно 680° С. Растягивающие окружные напряжения от перепада температур равны 135 МПа, а в наплавке ВЗК достигают 300 МПа. При установке в крышку цилиндра седел из жаропрочных материалов (особенно так называемых плавающих , как у дизелей типа Д49, рис. 116, д) теплоотвод от фаски клапана ухудшается, а перепад температур фаски 520° С и центра тарелки 485° С вызывает уже сжимающие напряжения. Температуры выпускных газов в обоих случаях примерно равны 550° С. Применение плавающих седел в крышке может существенно повысить запас прочности в наплавке за счет сжимающих напрЯ жений. Действие сил газов на тарелку клапана, являясь циклическим по времени, создает на фаске сжимающие напряжения, а при высоком уровне растягивающих напряжений может приводить к образованию усталостных радиальных трещин в месте соединения наплавки с основным металлом. [c.201] Условия теплообмена между впускным клапаном и газом, а также с крышкой существенно отличаются от выпускного клапана. В процессе впуска клапан омывается наддувочным воздухом, температура которого в 10—12 раз меньше температуры выпускных газов. Теплоотвод через седло клапана в крышку более интенсивный благодаря значительно меньшему загрязнению продуктами сгорания, чем у выпускного клапана. Вследствие этого температура впускного клапана на 130—150° С ниже, чем выпускного, а радиальный перепад между центром клапана и фаской составляет 40—50° С. [c.201] Штанги представляют собой стальные трубки, в которые с обеих сторон вставлены хвостовики упорных головок. Рычаги привода клапанов монтируются на осях в специальном корпусе или стойках. В рычагах расточены гнезда, в которые с торцов запрессованы бронзовые подшипниковые втулки. Нажатие на клапаны производится с помощью ударников. Так как во время работы детали привода клапанов от нагревания расширяются, а клапан в верхнем положении должен быть надежно закрыт, то между колпачком, надетым на хвостовик клапана, и ударником устанавливается зазор 0,4—0,6 мм в холодном состоянии, После окончания регулирования зазора ударник надежно стопорят. [c.202] Все труш,иеся детали механизмов привода клапанов смазываются под давлением от общей масляной магистрали дизеля. Для уменьшения масс движущихся частей рычаги изготовлены облегченными штампованными, а штанги, как указывалось, — из тонкостенных стальных трубок. [c.202] В некоторых быстроходных дизелях 1Д12, М756 для уменьшения массы движущихся частей применяют непосредственное действие кулачка на клапаны. Однако это повышает боковое давление на клапаны и усложняет его конструкцию. Более рациональным следует считать верхнее расположение распределительного вала в сочетании с рычажным приводом клапанов. [c.202] Чем быстроходнее двигатель и выше степень его наддува, тем больше нужно стремиться к увеличению времени — сечения (при прочих равных условиях) для наилучшего наполнения и очистки цилиндров. Для двухтактных быстроходных двигателей с прямоточно-клапанной продувкой особенно важно достигнуть максимального времени — сечения выпуска до начала продувки. [c.202] На рис. 117, а представлены диаграммы пути, скорости и ускорения выпускных клапанов дизелей Д50. Аналогична кинематика и впускных клапанов. Каждый клапан имеет по две клапанные пружины, выполненные из стали 50ХФА ГОСТ 4543—71 (табл. 15). В качестве эффективного метода повышения их усталостной прочности в дизелях широко применяют дробе-упрочнение [3]. [c.202] Тепловой зазор в клапанном механизме, предусмотренный для полного закрытия клапана в прогретом двигателе, вызывает удары при подъеме и посадке клапанов. Ударные нагрузки в клапанном механизме по мере его износа также будут возрастать, если периодически не регулировать зазоров между клапаном и ударником рычага. Эти удары вызывают разрушение седел, нагретых до высокой температуры. Для ослабления ударов в звеньях клапанного механизма профиль кулачка должен обеспечивать в начале подъема и в момент посадки ограниченную скорость — около 0,5 м/с. Другим эффективным мероприятием для ликвидации ударов является применение гидравлической системы компенсации зазоров (например, в дизелях типов Д49,11Д45) (см. рис. 116, в). Гидравлический компенсатор включен в конструкцию привода клапана. Стальная траверса 16 (см. рис. 116, а) движется в направляющей втулке 37, которая своей шаровой поверхностью опирается в стальное гнездо 38, запрессованное в крышку цилиндра. Траверса удерживается в верхнем положении пружиной 36, упирающейся в шайбу 15 и во втулку 37. От поворота вокруг своей оси траверса удерживается щечками, обхватывающими подошву рычага. В расточки траверсы вставлены гидротолкатели 24, которые автоматически выбирают зазоры, устраняя удары и уменьшая шум в механизме привода клапанов во время работы дизеля. [c.203] Гидротолкатель состоит из втулки, упора невозвратного клапана, пружины и толкателя. Масло поступает в полость из масляной системы дизеля в момент, когда клапан закрыт. В момент открытия клапана давление масла в полости мгновенно повышается, так как клапан запирает эту полость. Усилие рычага передается на клапан через масляную подушку. Установлено, что недостаточный зазор в толкателе без гидравлического компенсатора снижает срок службы клапана до 1/4 нормального. [c.203] Вернуться к основной статье