Назначение, устройство и принцип работы газораспределительного механизма

 

 

 

 

Содержание

Введение

1. Назначение, устройство  и принцип работы газораспределительного  механизма

2. Порядок проведения  диагностики ВАЗ - 2115

3. Техническое  обслуживание и ремонт ГРМ  ВАЗ - 2115

4. Охрана труда.

5.  Экологическая  часть

Заключение

Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Введение

ГРМ — сокращение от «газораспределительный механизм». Механизм распределения  впуска горючей смеси и выпуска  отработавших газов в цилиндрах  двигателя внутреннего сгорания. Осуществляется путём открытия и  закрытия впускных и выпускных клапанов цилиндров при помощи распределительного вала (распредвала) и кулачкового  механизма. Распредвал имеет жёсткую  синхронизацию вращения с коленвалом, реализованную с помощью зубчаторемённой  или цепной передачи. Как правило, на высокофорсированных двигателях обрыв или проскальзывание ремня  ГРМ или цепи ГРМ приводит к  выходу двигателя из строя.

В настоящее время на рынке присутствуют различные двигатели с системами  сдвига фаз газораспределения.

VTEC — технология фирмы Honda. Регулировка  заключается в использовании  для регулируемого клапана 2 кулачков.

VVT-i — технология фирмы Toyota. Регулировка  производится поворотом распределительного  вала относительно его приводной  звёздочки.

Valvetronic — технология фирмы BMW. Регулировка  высоты подъёма клапанов за  счёт изменения положения оси  вращения коромысел.

Различают одно- и двухвальные ГРМ, в зависимости от количества распределительных  валов в головке блока цилиндров. В одновальном ГРМ (SOHC-single overhead camshaft) — один вал. В двухвальном (DOHC — double overhead camshafts)- соответственно два. Это  в частности означает, что V-образный или оппозитный двигатель имеет  два или четыре распределительных  вала.

 

 

 

 

 

 

 

1. Назначение, устройство  и принцип работы газораспределительного механизма

Газораспределительные механизмы  различают по расположению клапанов в двигателе. Они могут быть с  верхним (в головке цилиндров) и  нижним (в блоке цилиндров) расположением  клапанов. Наиболее распространен газораспределительный механизм с верхним расположением клапанов, что облегчает доступ к клапанам для их обслуживания, позволяет получить компактную камеру сгорания и обеспечить лучшее наполнение ее горючей смесью или воздухом.

Газораспределительный механизм состоит  из:

- распределительного вала;

- механизма привода распределительного  вала;

- клапанного механизма.

Работу газораспределительного механизма  рассмотрим на примере двигателя с V-образным расположением цилиндров.

Распределительный вал находится  в "развале" блока двигателя, то есть между его правым и левым рядами цилиндров, и приводится во вращение от коленчатого вала через блок распределительных шестерен. При цепном или ременном приводе вращение распределительного вала осуществляется с помощью соответственно цепной или зубчатой ременной передачи.

При вращении распределительного вала кулачок набегает на толкатель и  поднимает его вместе со штангой. Верхний конец штанги надавливает  на регулировочный винт, установленный во внутреннем плече коромысла. Коромысло, проворачиваясь на своей оси, наружным плечом нажимает на стержень клапана и открывает отверстие впускного или выпускного клапана в головке цилиндров строго в соответствии с фазами газораспределения и порядком работы цилиндров.

Под фазами газораспределения понимают моменты начала открытия и конца закрытия клапанов, которые выражаются в градусах угла поворота коленчатого вала относительно мертвых точек. Фазы газораспределения подбирают опытным путем в зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных зависимости от числа оборотов двигателя и конструкции впускных и выпускных патрубков. Заводы-изготовители указывают фазы газораспределения для своих двигателей в виде таблиц или диаграмм.

Правильность установки газораспределительного механизма определяется по установочным меткам, которые располагаются на распределительных шестернях или приводном шкиве блока цилиндров двигателя.

Отклонение при установке фаз  приводит к выходу из строя клапанов или двигателя в целом. Постоянство  фаз газораспределения сохраняется  только при соблюдении регламентируемого  теплового зазора в клапанном  механизме данной модели двигателя. Нарушение величины этого зазора приводит к ускоренному износу клапанного механизма и потери мощности двигателя.

Для правильной работы двигателя кривошипы  коленчатого вала и кулачки распределительного вала должны находиться в строго определенном положении относительно друг друга. Поэтому при сборке двигателя  распределительные шестерни вводятся в зацепление по имеющимся на их зубьях меткам: одной — на зубе шестерни коленчатого вала, а другой — между двумя зубьями шестерни распределительного вала. На двигателях, имеющих блок распределительных шестерен, установка их производится также по меткам.

Последовательность чередования  одноименных тактов в различных  цилиндрах называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструктивного исполнения коленчатого и распределительного валов.

Распределительный вал служит для  открытия и закрытия клапанов газораспределительного механизма в определенной последовательности согласно с порядком работы цилиндров двигателя.

Распределительные валы отковывают из стали с последующей цементацией  и закаливанием токами высокой частоты. На некоторых двигателях валы отливают из

высокопрочного чугуна. В этих случаях  поверхность кулачков и шеек вала отбеливается и затем шлифуется. Для уменьшения трения между шейками  и опорами в отверстия запрессовывают стальные, покрытые антифрикционным слоем, или металлокерамические втулки.

Между опорными шейками распределительного вала располагаются кулачки, по два на каждый цилиндр, — впускной и выпускной. Помимо этого на валу крепится шестерня для привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и имеется эксцентрик для привода топливного насоса.

Шестерни распределительных валов  изготовляют из чугуна или текстолита, приводную распределительную шестерню коленчатого вала — из стали. Зубья  у шестерен косые, что вызывает осевое перемещение вала. Для предупреждения осевого смещения предусмотрен упорный  фланец, который закреплен на блоке  цилиндров между торцом передней опорной шейки вала и ступицей распределительной шестерни.

В четырехтактных двигателях рабочий  процесс происходит за четыре хода поршня или два оборота коленчатого  вала. Это возможно, если распределительный вал за это время сделает в два раза меньшее число оборотов. Поэтому диаметр шестерни, установленной на распределительном валу, делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого вала.

 

2. Порядок проведения  диагностики ВАЗ - 2115

Все диагностические  работы должны всегда начинаться с  проверки диагностической цепи. Она обеспечивает начальную проверку системы, а затем отсылает диагноста к другим картам руководства. Все руководства по диагностике построены по единой схеме, в соответствии с которой проверка диагностической цепи, отсылает механика к определённым картам, а те, в свою очередь могут отослать к другим. Необходимо строго придерживаться последовательности, указанной в диагностических картах. Нарушение последовательности диагностики может привести к небесным выводам и замене исправных узлов. Проверка диагностической цепи.

После осмотра  подкапотного пространства первым шагом  в диагностике является проверка диагностической цепи. Правильное проведение диагностики предусматривает выполнение 3-х основных шагов:

1. Проверка работоспособности  боровой системы диагностики.  Если бортовая система не работает, проверка выходит на конкретную диагностическую карту.

2. В случае  наличия кода неисправности, необходимо  обратиться непосредственно к диагностической карте с соответствующим номером. Это позволит определить, сохранилась ли неисправность.

3. Контроль данных, передаваемых контроллером. Для  этого необходимо считать информацию  с подключенного диагностического  прибора.

3. Техническое  обслуживание и ремонт ГРМ  ВАЗ - 2115

Замена ремня привода газораспределительного механизма (ГРМ) на двигателях ВАЗ-2115:

1) Снимите с лицевой стороны  крышку защиты ремня ГРМ.

2) Проверните коленвал, взявшись  за болт крепления шкива генератора  по часовой стрелке, при этом  метка на маховике должна находиться  напротив промежуточного разделения шкалы. Метка на шкиве распредвала должна находиться напротив метки маховика.

3) Затем поверните коленвал против  часовой стрелки, чтобы метка  на шкиве на распредвала перенеслась  вниз от метки на маховике  на 2 зуба.

4) Натяжение ремня ГРМ считается  нормальным, если в промежуточной  части между шкивом распредвала  и шкивом коленвала, ремень  ГРМ ваз 2115 можно закрутить  на 90 градусов, воздействую на ремень  усилием от 1,5 до 2 кгс.

5) В случае если значение натяжения  отличается от нормы, прокручивайте  коленвал по часовой стрелке,  пока метки на распредвале  и маховике не совпадут. Затем  ослабьте гайку натяжного ролика, доверните коленвал на 10-15 градусов  и закрутите гайку крепления  оси.

6) Проверните коленвал по часовой  стрелке на 2 оборота , пока метки  на распредвале и маховике  лада самара 2 не совпадут, затем  проверните в обратном направлении  , пока метка на шкиве распредвала  не будет смещена на 2 зуба вниз  от метки на маховике и снова  проверьте натяжение ремня ГРМ  ваз 2114.

Если метки не совпадают, повторяем  операцию по установке ремня.

Для регулирования натяжения ремня  поворачиваем коленчатый вал против часовой стрелки так, чтобы метка  на шкиве распределительного вала переместилась вниз от усика задней крышки на два зуба.

При нормальном натяжении ремня  его передняя ветвь должна закручиваться на 90° большим и указательным пальцами руки с усилием 15–20 Н (1,5–2,0 кгс). Чрезмерное натяжение ремня снижает срок его службы, а также подшипников насоса охлаждающей жидкости и натяжного ролика.

После завершения этапов натяжения  ремня, затяните гайку натяжного  ролика усилием 4 кгс м, после чего установите фронтальную крышку ремня ГРМ. Нежелательно чрезмерное натяжение ремня ваз 2114, ваз 2115, ваз 2113, лада самара 2, так как это влечет за собой уменьшение срока службы подшипника помпы и подшипника натяжного ролика

Схема привода распределительного вала

1 – зубчатый шкив коленчатого  вала 

2 – зубчатый шкив насоса охлаждающей  жидкости 

3 – натяжной ролик 

4 – задняя защитная крышка 

5 – зубчатый шкив распределительного  вала 

6 – зубчатый ремень 

А – установочный выступ на задней защитной крышке

В – метка на шкиве распределительного вала

С – метка на крышке масляного  насоса

D – метка на шкиве коленчатого  вала

Регулировка тепловых зазоров в  клапанном механизме двигателя  ВАЗ-2115.

Замер и регулировку зазоров  проводим на холодном двигателе.

Порядок выполнения:

Выводим наконечник троса привода  дроссельной заслонки из кронштейна.

Крестообразной отверткой ослабляем  хомуты крепления двух отводящих  шлангов вентиляции картерных газов  и снимаем шланги со штуцеров клапанной  крышки.

Крестообразной отверткой ослабляем  хомут крепления подводящего  шланга вентиляции картерных газов  и снимаем шланг.

Ключом отворачиваем две гайки  крепления клапанной крышки.

Снимаем клапанную крышку.

В отверстиях клапанной крышки установлены  резиновые уплотнительные втулки.

Снимаем прокладку клапанной крышки.

Снимаем переднюю крышку ремня привода  ГРМ.

Проверка и регулировка зазоров  в механизме привода клапанов

Порядок выполнения:

Порядок проверки и регулировки  зазоров в механизме привода  клапанов следующий.

Поворачиваем коленчатый вал по часовой стрелке до совмещения установочных меток на зубчатом шкиве распределительного вала и задней крышке ремня привода  ГРМ.

Затем поворачиваем коленчатый вал  еще на 40–50° (2,5–3 зуба на шкиве распределительного вала). В этом положении валов  проверяем набором щупов зазоры у первого и третьего кулачков распределительного вала.

Зазор между кулачками распределительного вала и регулировочными шайбами должен быть 0,20 мм для впускных клапанов и 0,35 мм – для выпускных. Допуск на зазоры для всех кулачков составляет ±0,05 мм.

Если зазор отличается от нормы, то на шпильки корпусов подшипников  распределительного вала устанавливаем  приспособление для регулировки  клапанов.

Вводим «клык» приспособления между  кулачком и толкателем.

Разворачиваем толкатель так, чтобы  прорезь в его верхней части  была обращена вперед (по ходу автомобиля).

Нажимая вниз на рычаг приспособления, утапливаем «клыком» толкатель и  устанавливаем между краем толкателя  и распределительным валом фиксатор, который удерживает толкатель в нижнем положении.

Утапливание толкателей клапанов при  замене регулировочной шайбы 

1 – приспособление 

2 – толкатель 

Фиксирование толкателей клапанов при замене регулировочной шайбы 

 

1 – фиксатор 

2 – регулировочная шайба 

Поднимаем рычаг приспособления в  верхнее положение.

Пинцетом через прорезь поддеваем  и извлекаем регулировочную шайбу.

При отсутствии приспособления для  регулировки клапанов можно воспользоваться двумя отвертками.

Мощной отверткой, опираясь на кулачок, отжимаем толкатель вниз. Вставив ребро другой отвертки (с жалом шириной не менее 10 мм) между краем толкателя и распределительным валом, фиксируем толкатель.

Вынимаем пинцетом регулировочную шайбу.

Зазор регулируем подбором толщины  регулировочных шайб. Для этого микрометром  замеряем толщину шайбы. Толщину  новой регулировочной шайбы определяем по формуле:

Н = В+(А–С), мм, где А – замеренный зазор; В – толщина снятой шайбы; С – номинальный зазор; Н –  толщина новой шайбы.

Толщина шайбы маркируется на ее поверхности электрографом.

Новую шайбу устанавливаем в  толкатель маркировкой вниз и  убираем фиксатор

Еще раз проверяем зазор. При  правильной регулировке щуп толщиной 0,20 или 0,35 мм должен входить в зазор с легким защемлением.

Последовательно поворачивая коленчатый вал на пол-оборота, регулируем зазоры остальных клапанов в последовательности, указанной в таблице:

Угол  поворота коленчатого вала от положения  совмещения меток, град.

 

Угол поворота коленчатого вала от положения совмещения меток, град.	Кулачки
выпускной (зазор 0,35 мм)	впускной (зазор 0,20 мм)	40–50
1	3	220–230
5	2	400–410
8	6	580–590
4	7

 

 

Снятие распределительного вала двигателей ВАЗ-2115.

Порядок выполнения:

На двигателе ВАЗ-2115 снимаем  корпус вспомогательных агрегатов.

Снимаем зубчатый шкив распределительного вала. Отворачиваем верхнюю гайку  крепления задней крышки ремня привода  ГРМ. 

Ключом равномерно в несколько  приемов (до снятия давления пружин клапанов) отворачиваем десять гаек крепления корпусов подшипников распределительного вала.

Снимаем со шпилек передний и задний корпусы подшипников распределительного вала.

Немного отведя от головки блока  цилиндров заднюю крышку ремня привода ГРМ, снимаем распределительный вал.

Снимаем сальник распределительного вала.

Порядок выполнения:

Устанавливаем распределительный  вал в следующей последовательности.

Очищаем сопрягаемые поверхности  головки цилиндров и корпусов подшипников от старого герметика и масла.

Смазываем моторным маслом опорные  шейки и кулачки распределительного вала. Укладываем вал в опоры головки цилиндров таким образом, чтобы кулачки первого цилиндра были направлены вверх.

 

На поверхности головки цилиндров, сопрягающиеся с корпусами подшипников в зоне крайних опор, наносим тонкий слой силиконового герметика.

Устанавливаем корпуса подшипников  и затягиваем гайки их крепления  в два приема.

Предварительно затягиваем гайки  в последовательности, указанной  на рисунке, до прилегания поверхностей корпусов подшипников к головке цилиндров. При этом необходимо следить за тем, чтобы установленные втулки корпусов свободно вошли в свои гнезда.

Окончательно затягиваем гайки  моментом 21,6 Н•м (2,2 кгс.м) в той же последовательности.

После затяжки гаек тщательно удаляем  остатки герметика, выдавленного из зазоров. Проверяем зазоры в клапанном  механизме. Запрессовываем новый сальник распределительного вала.

Замена маслоотражательных колпачков  клапанов двигателей ВАЗ-2115

Порядок выполнения:

Снимаем распределительный вал. Устанавливаем  коленчатый вал в положение ВМТ поршней 1-го и 4-го цилиндров. В этом положении вала меняем маслоотражательные колпачки клапанов 1-го и 4-го цилиндров.

Вынимаем толкатель с регулировочной шайбой из гнезда головки блока цилиндров.

Выворачиваем свечу зажигания 1-го цилиндра.

Через свечное отверстие вставляем  пруток из мягкого металла (диаметром  около 8 мм) между днищем поршня и тарелкой клапана, на котором меняем колпачок.

Устанавливаем рассухариватель клапанов. Подпятник рассухаривателя упираем в тарелку клапана, а зацепной рычаг заводим за гайку, навернутую на шпильку крепления корпуса подшипников распределительного вала.

Сжимаем пружины и извлекаем  пинцетом сухари.

Вынимаем тарелку пружин и сами пружины.

Специальными щипцами снимаем  маслоотражательный колпачок с направляющей втулки клапана.

Смазав новый колпачок моторным маслом, напрессовываем его оправкой на направляющую втулку.

Собираем клапанный механизм 1-го цилиндра в обратной последовательности. Затем повторяем эти работы для 4-го цилиндра. После чего, провернув коленчатый вал на 180° (ВМТ поршней 2-го и 3-го цилиндров) аналогичным образом меняем маслоотражательные колпачки клапанов 2-го и 3-го цилиндров.

Собираем механизмы в обратной последовательности.

Замена сальника распределительного вала двигателей ВАЗ-2115

Порядок выполнения:

Снимаем ремень ГРМ.

Ключом отворачиваем болт зубчатого  шкива распределительного вала. Чтобы вал не проворачивался, пропускаем через отверстие в шкиве головку с удлинителем и надеваем на гайку крепления задней крышки ремня привода ГРМ.

Поддеваем отверткой шкив распределительного вала и снимаем его.

Чтобы не потерять шпонку шкива, извлекаем  ее из паза распределительного вала.

Поддеваем отверткой сальник и  извлекаем его.

Смазав моторным маслом рабочую  кромку нового сальника, подходящим отрезком трубы запрессовываем его.

Сборку проводим в обратной последовательности.

 

4. Охрана  труда. 

Техника безопасности при проведении ремонтных работ Гараж или  бокс, где проводятся ремонтные работы, должен хорошо проветриваться, дверь - легко открываться как изнутри, так и снаружи. Проход к двери  всегда держите свободным. При работе двигателя (особенно на пусковых режимах) выделяется оксид углерода (угарный газ) - ядовитый газ без цвета и запаха. Опасная для жизни концентрация оксида углерода может образоваться даже в открытом гараже, поэтому перед запуском двигателя обеспечьте принудительный отсос отработавших газов за пределы гаража. При отсутствии принудительной вытяжки можно запускать двигатель на короткое время, надев на выпускную трубу отрезок шланга и вынув его наружу. При этом система выпуска и ее соединение со шлангом должны быть герметичны.

При ремонте системы питания  впрысковых двигателей необходимо отсоединять «отрицательную» клемму аккумуляторной батареи от «массы» и сбрасывать давление в системе.

На время сварочных работ  запаситесь огнетушителем (лучше углекислотным). Перед этим отсоедините провода от всех клемм генератора и аккумуляторной батареи, отключите все электронные блоки управления от бортовой сети автомобиля, а контакт «массы» сварочного провода располагайте как можно ближе к месту сварки. Проследите за тем, чтобы электрический ток не проходил через подвижные (подшипники, шаровые опоры) или резьбовые соединения – иначе они могут быть повреждены.

При ремонте цепей электрооборудования  или при риске их повреждения (сварка, рихтовка вблизи жгутов проводов) отключайте клемму "-" аккумулятора.

Для защиты рук от порезов и ушибов во время «силовых» операций надевайте перчатки (лучше кожаные). Для защиты глаз надевайте очки (лучше специальные, с боковыми щитками).

При работе с электролитом очки обязательны.

При возможности пользуйтесь ромбическим  или гидравлическим домкратами взамен штатного - они более устойчивы и надежны. Не применяйте неисправный инструмент: рожковые ключи с "раскрывшимся" зевом или смятыми губками, отвертки со скругленным, скрученным шлицем или неправильно заточенные, пассатижи с плохо закрепленными пластмассовыми ручками, молотки с незафиксированной ручкой и т.п.

При вывешивании автомобиля (с помощью  домкрата или подъемника) никогда не находитесь под ним. Предварительно убедитесь, что соответствующие силовые элементы кузова (усилители пола, пороги) достаточно прочны. Используйте для подъема автомобиля только штатные точки опоры. Запрещается вывешивать автомобиль на двух или более домкратах - используйте подставки промышленного изготовления. Запрещается нагружать или разгружать автомобиль, стоящий на домкрате (садиться в него, снимать или устанавливать двигатель). При ремонте автомобиля со снятым двигателем (силовым агрегатом) учитывайте, что развесовка по осям изменилась: при вывешивании на домкрате такой автомобиль может упасть. Работайте только на ровной нескользкой площадке, под невывешенные колеса подкладывайте упоры.

Отработанные масла способствуют возникновению рака кожи. При попадании масла на руки, вытрите их ветошью, а затем протрите специальным «средством для чистки рук» (или подсолнечным маслом) и вымойте теплой водой с мылом (запрещается мыть руки горячей водой, при этом вредные вещества легко проникают через кожу!).

При попадании на руки бензина, вытрите  их чистой ветошью, а затем вымойте с мылом.

В охлаждающей жидкости системы  охлаждения двигателя (антифризе) содержится этиленгликоль, который ядовит при попадании в организм и - в меньшей степени - при попадании на кожу. При отравлении антифризом нужно немедленно вызвать рвоту, промыть желудок, а в тяжелых случаях принять солевое слабительное (например, глауберову соль) и обратиться к врачу. При попадании на кожу – смыть большим количеством воды. То же при отравлении тормозной жидкостью. Электролит при попадании на кожу вызывает жжение, покраснение. Если электролит попал на руки или в глаза, вначале смойте его большим количеством холодной воды. Запрещается мыть руки с мылом! Затем руки можно промыть раствором питьевой соды или нашатырного спирта (из автомобильной аптечки). Помните, что серная кислота даже в малых концентрациях разрушает органические волокна – берегите одежду! Поэтому при работе с аккумуляторной батареей (электролит почти всегда присутствует и на ее поверхности) надевайте очки и защитную одежду (резиновые перчатки желательны).

Бензин, масла, тормозная жидкость почти не перерабатываются естественным путем. Тормозная жидкость содержит ядовитые гликолевые эфиры, масла – отработавшие минеральные и органические присадки, внешние загрязнения, продукты изнашивания. Свинцовые аккумуляторы, помимо свинца, содержат сурьму и другие элементы, образующие высокотоксичные для организма человека соединения, долго сохраняющиеся в почве. Резинотехнические изделия и пластмассы также практически не разлагаются в естественных условиях, а при сжигании образуют токсичные, в том числе канцерогенные соединения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Экологическая часть

Охрана природы и рациональное пользование природных ресурсов одна из важнейших экономических  и социальных задач государства.

Начиная с 1974 г. в перспективных и текущих планов социального экономического развития страны имеется раздел «Охрана природы». Общегосударственное служба наблюдения и контроля за уровнем загрязнения природной среды контролирует загрязнение атмосферного воздуха более чем в 450 городах страны, качество поверхностных вод, суши – более чем в 4 тыс. пунктов, на 1200 водных объектах.

В стране осуществляется широкая программа  разработки и серийному освоению высокопроизводительного газа – и пылеулавлещего оборудования, систем сооружений по очистке промышленных и городских сточных вод с применением биологических и физико–химических методов. Ведутся большие работы по рекультивации земель, занятых под отвалы пустых пород на шахтах и карьерах. Во всех больших размеров ведутся посадки лесов взамен вырубленных. Размеры затопляемых при строительстве гидросооружений и земель ограничивается защитными дамбами, резко сокращён отвод пахотных земель для промышленного и гражданского строительства. Не допускается ввод в эксплуатацию промышленных объектов до окончания строительства очистных и пылегазоулавливающих сооружений.