Distribuția supapelor și chiulasa (VAZ-2109)

Mecanismul de sincronizare a supapei permite porțiunilor proaspete ale amestecului combustibil să pătrundă în cilindri și eliberează produse de ardere din acestea - gazele de eșapament. Aceste procese trebuie să aibă loc în conformitate cu ordinea de aprindere a cilindrului și cu sincronizarea supapelor adoptate pentru un anumit motor.

Mecanismul de sincronizare a supapei include: transmisia curea arborelui cu came, arborele cu came 5 (Fig. 19), supapele de evacuare și admisie 2, arcurile de supapă cu piese de fixare și tachetele 3 cu șaibe de reglare 6. Cama arborelui cu came acționează asupra supapei prin tachetul 3. Acest design al mecanismului asigură o conexiune rigidă și fiabilă a supapei, datorită nivelului de vibrație redus între piesele și piesele tematice.





Ciclul de lucru în cilindrul motorului are loc în timpul a două rotații ale arborelui cotit, adică în timpul a patru curse consecutive ale pistonului: admisia amestecului combustibil în cilindru; comprimare; cursa de lucru în timpul căreia are loc arderea și dilatarea amestecului; eliberarea gazelor de evacuare. Procesele de admisie a amestecului combustibil și evacuare a gazelor de eșapament (sincronizarea supapelor) sunt asigurate prin deschiderea și închiderea la timp a supapelor corespunzătoare (Fig. 20).



Supapa de admisie începe să se deschidă chiar înainte de începerea cursei de admisie, adică înainte ca pistonul să se apropie de PMS la o distanță corespunzătoare cu 33° de rotație a arborelui cotit. Acest lucru este necesar pentru ca supapa să fie complet deschisă în momentul în care pistonul se mișcă în jos. Apoi, mai mult amestec combustibil proaspăt va intra prin orificiu de admisie.

Supapa de admisie se închide cu întârziere, adică după ce pistonul a trecut de BDC la o distanță corespunzătoare cu 79° de rotație a arborelui cotit. Datorită presiunii inerțiale a jetului, amestecul combustibil continuă să curgă în cilindru atunci când pistonul a început deja să se miște în sus.


Supapa de evacuare începe să se deschidă chiar înainte de încheierea completă a cursei de lucru, adică înainte de apropierea BDC, la o distanță corespunzătoare cu 47° de rotație a arborelui cotit. În acest moment, presiunea în cilindru este încă destul de mare, iar gazele încep să iasă intens din cilindru, determinând ca presiunea și temperatura lor să scadă rapid. Acest lucru îmbunătățește semnificativ curățarea cilindrului de gazele de eșapament și protejează motorul de supraîncălzire. Eliberarea este finalizată după ce pistonul depășește PMS, adică după ce arborele cotit a rotit încă 17°.

Din diagrama de sincronizare a supapelor este clar că există o perioadă (în timpul unei rotații a arborelui cotit de 50°) când ambele supape, de admisie și de evacuare, sunt deschise simultan. Datorită perioadei scurte de timp, suprapunerea supapelor nu duce la intrarea gazelor de eșapament în galeria de admisie; dimpotrivă, inerția fluxului de ieșire al gazelor de eșapament face ca amestecul combustibil să fie aspirat în cilindru și astfel îmbunătățește umplerea acestuia.

Chiulasă

Componentele de sincronizare a supapelor sunt montate pe chiulasa. Dimensiunile principale ale chiulasei și pieselor mecanismului de sincronizare a supapelor sunt prezentate în Fig. 21.



Capul, comun tuturor celor patru cilindri, este turnat dintr-un aliaj de aluminiu. Este expus la temperaturi ridicate și la presiunea gazului. Prin urmare, are o parte de susținere inferioară rigidă, care este răcită intens de lichid. Grosimea peretilor este realizata cat mai uniforma pentru a reduce tensiunile interne din dilatarea termica.

Chiulasa conține camere de ardere în formă de pană, cu canale de intrare și de evacuare, care sunt direcționate în partea dreaptă și conectate la conductele corespunzătoare prin garnituri. Fiecare cameră de ardere are găuri filetate pentru bujii care ies pe partea stângă a chiulasei. Pe partea stângă există două canale pentru scurgerea uleiului în baia de ulei.

Spațiul liber din interiorul chiulasei formează o manta de răcire, care are o ieșire către țeava de evacuare în spate. Senzorul indicatorului de temperatură a lichidului de răcire este de asemenea înșurubat pe această parte. Prin deschiderile de pe partea inferioară, mantaua de răcire a chiulasei comunică cu mantaua de răcire a blocului cilindrilor. În partea dreaptă, prin două orificii, lichidul de răcire trece în mantaua galeriei de admisie pentru a încălzi amestecul combustibil.

În partea dreaptă sus, de-a lungul întregii chiulasă, există un canal forat pentru conducta de ulei, din care uleiul este furnizat către suporturile arborelui cu came prin canale înclinate și printr-un canal orizontal în partea dreaptă către senzorul lămpii indicator de presiune a uleiului.

Capul este atașat de blocul cilindrilor cu zece șuruburi. Pentru o fixare uniformă și strânsă, șuruburile trebuie strânse pe un motor rece într-o anumită secvență (Fig. 22) și în patru pași: 1 - strângeți în prealabil șuruburile cu un cuplu de 2 kgf·m; al doilea - strângeți șuruburile la un cuplu de 7,1... 8,7 kgf·m, al treilea - rotiți șuruburile cu 90°; al patrulea - strângeți din nou toate șuruburile cu 90. Deoarece șuruburile sunt strânse până la limita de curgere, acestea sunt scoase. Prin urmare, șuruburile pot fi reutilizate numai dacă au fost întinse la o lungime de cel mult 135,5 mm (excluzând capul șurubului). Două bucșe de centrare în jurul șuruburilor 8 și 9 (vezi fig. 22) asigurați aranjarea reciprocă precisă a chiulasei și blocului.



În partea superioară a chiulasei se află cinci suporturi pentru suporturile arborelui cu came. Suporturile sunt detasabile. Jumătatea superioară este situată în carcasele rulmenților (fata si spate), iar cea de jos este in chiulasa. Găurile din rulmenți sunt prelucrate împreună cu carcasele rulmenților, astfel încât nu sunt interschimbabile și chiulasa poate fi înlocuită doar împreună cu carcasele rulmenților.

Mecanismul de antrenare al supapei, montat pe chiulasa, este acoperit cu un capac din aluminiu turnat. De-a lungul întregului perimetru al suprafeței inferioare a capacului există o canelură în care este introdusă o garnitură de cauciuc de etanșare. De asemenea, știfturile de montare sunt izolate de capac prin bucșe de cauciuc. În acest fel capacul nu intră în contact direct cu chiulasa. Prin urmare, vibrațiile de la chiulasa nu sunt transmise la capac și zgomotul de la mecanismul de sincronizare a supapei este redus.

Aceleași chiulase sunt instalate pe motoarele 21081 și 2108. Dar au o diferență în locația de instalare a știftului rolei de tensionare. La motoarele 2108, știftul este înșurubat în orificiul inferior 1 (Fig. 23), iar la motoarele 21081, în orificiul superior 2.



Chiulasa motorului 21083 difera de cea 2108 prin faptul ca are diametre mai mari ale supapelor de admisie - 37 mm in loc de 35 mm. În consecință, diametrele scaunelor supapei de admisie și diametrele canalelor de admisie ale chiulasei au fost mărite. Numărul chiulasei este turnat pe partea stângă, care este partea din față datorită dispoziției transversale a motorului mașinii.

Garnitura chiulasa

Garnitura chiulasei este proiectata pentru a asigura o etansare etansa intre bloc si chiulasa. Are un cadru din oțel căptușit cu azbest pe ambele părți. Cadrul împiedică răspândirea azbestului. Marginile alezajelor cilindrului sunt tivite cu oțel aluminiu, orificiul pentru trecerea uleiului la arborele cu came este marginit cu bandă de cupru, iar orificiile pentru scurgerea uleiului în carter sunt prevăzute cu un strat suplimentar de etanșare sub forma unei role din cauciuc natural de 2 mm lățime și 0,035 mm înălțime.

Când asamblați un motor, instalați întotdeauna o garnitură nouă. Utilizarea unei garnituri uzate nu este permisă, deoarece aceasta nu va asigura o etanșare. Când instalați garnitura, trebuie să acordați atenție orificiului pentru trecerea uleiului (cu bandă de cupru) a fost situat în zona șurubului de fixare a chiulasei al 5-lea (numărul șurubului vezi fig. 22).

Motoarele 2108 și 21081 folosesc aceleași garnituri, în timp ce 21083 folosește una diferită, cu găuri mai mari pentru cilindri. Sunt ușor de distins după aspectul lor. Astfel, pentru garnitura 21083 puntea dintre găurile pentru cilindri este de numai 5 mm, iar găurile în sine au formă circulară. Garnitura 2108 are o configurație complexă de găuri pentru cilindri, iar jumperul dintre ele este de 7,9 mm.

Scaunele supapelor sunt fabricate dintr-o fontă specială pentru a oferi rezistență ridicată la sarcinile de impact. Scaunele supapelor de admisie sunt presate în chiulasa cu o potrivire prin interferență de 0,081...0,121 mm, iar scaunele supapelor de evacuare - 0,071...0,111 mm.

Această tensiune este necesară pentru a asigura că scaunele sunt bine ținute în chiulasă în condiții de temperatură ridicată și de încărcare de impact. Pentru a facilita instalarea scaunelor, acestea fie sunt racite in azot lichid la -175°C inainte de presare, fie chiulasa este incalzita la 80°C. Teșiturile de lucru ale scaunelor supapelor (Fig. 24) sunt prelucrate după presare împreună cu chiulasa pentru a asigura alinierea precisă a teșiturilor și găurilor bucșelor de ghidare.

Bucșe de ghidare a supapelor

Bucșele de ghidare a supapelor sunt fabricate din fontă și presate în chiulasă cu o potrivire prin interferență de 0,063...0,108 mm. Pe suprafața lor exterioară există o canelură în care este introdus un inel de reținere din oțel. Asigură precizia poziției bucșelor în timpul presării și previne căderea acestora.

Găurile din bucșe sunt prelucrate după ce sunt presate în chiulasa. Acest lucru asigură o toleranță strânsă asupra diametrului alezajului și precizia amplasării acestuia în raport cu teșiturile de lucru ale scaunului supapei. Găurile din bucșele de ghidare sunt prevăzute cu caneluri spiralate pentru lubrifiere. Bucsele supapei de admisie au caneluri tăiate la jumătate din lungimea alezajului, iar bucșele supapei de evacuare au caneluri tăiate pe toată lungimea alezajului.

Deasupra bucșelor de ghidare sunt amplasate capace din cauciuc rezistent la căldură și ulei, cu un inel de armare din oțel, care acoperă tija supapei și servesc la reducerea pătrunderii uleiului în camera de ardere prin golurile dintre bucșa de ghidare și tija supapei.

Supape

Supapa de admisie este realizată din oțel crom-nichel-molibden. Pentru o umplere mai bună a cilindrului, placa acestuia are un diametru puțin mai mare decât placa supapei de evacuare.

Supapa de evacuare funcționează la temperaturi ridicate într-un mediu agresiv de gaze de eșapament. Prin urmare, este sudat din două părți. Tija supapei este realizată din oțel crom-nichel-molibden, care are rezistență ridicată la uzură și conductivitate termică pentru o disipare eficientă a căldurii de la placa supapei la bucșa de ghidare. Pentru placa supapei se folosește oțel crom-nichel-mangan rezistent la căldură. În plus, pentru a reduce uzura teșitului de lucru al supapei, pe acesta este topit un aliaj special rezistent la căldură.

Pentru a crește rezistența la uzură a tijelor, ambele supape sunt nitrurate, iar partea superioară a tijei este călită cu curenți de înaltă frecvență.

Arcurile apasă supapa pe scaun și o împiedică să iasă din împingător. Pentru a evita vibrațiile rezonante, sunt instalate două arcuri - extern și intern (vezi fig. 19) cu înfăşurare într-o direcţie. Capetele inferioare ale arcului se sprijină pe șaiba suport. Placa superioară de susținere a arcului este ținută pe tija supapei de două cracare, care, pliate, au forma unui trunchi de con.

Împingătoare 3 (vezi fig. 19) supapele transmit forța de la came arborelui cu came către supapă. Sunt cilindrice din oțel Suprafața în contact cu supapa este nitrocarburată la o adâncime de 0,2 mm pentru a crește rezistența la uzură. Există o priză pentru o șaibă de reglare în partea de sus a împingătoarelor.

Șaibe de reglare b (vezi fig. 19) — oțel plat nitrocarburat la o adâncime de 0,6 mm. Prin selectarea grosimii acestora, se reglează distanța A dintre came și șaibă. Piesele de schimb sunt furnizate cu șaibe cu grosimea de la 3 la 4,5 mm la intervale de 0,05 mm. Grosimea șaibei (numerele) este marcată electrochimic pe suprafața sa inferioară.

Arborele cu came este o tijă cu came și rulmenți. Forma și dispunerea camelor asigură deschiderea și închiderea supapelor în conformitate cu ordinea de funcționare a cilindrului (1-3-4-2) și distribuția supapelor (vezi fig. 20).

Arborele cu came este unul din fontă cu cinci rulmenți. Pe partea din spate există un excentric pentru antrenarea pompei de combustibil, iar pe coada există o canelură pentru conectarea la cuplarea senzorului distribuitorului de aprindere. Suprafețele de lucru ale camelor, excentricului și suprafața de sub simeringul de ulei sunt albite pentru a crește rezistența la uzură. Acest proces implică topirea suprafețelor cu arc electric, ceea ce are ca rezultat formarea unui strat de fontă așa-numită "albă", care are duritate mare.

Pentru a preveni mișcarea axială a arborelui cu came, la capătul din spate este prevăzută o flanșă, care este fixată între chiulasa (cu carcasa rulmentului) si carcasa unitatilor auxiliare. Capătul din față al arborelui cu came este etanșat cu o etanșare de cauciuc cu mișcare automată.

Carcase de rulmenți

Carcase lagăre a arborelui cu came. Coloanele lagărelor arborelui cu came se rotesc în găuri care sunt făcute jumătate în chiulasă și jumătate în carcasele rulmenților (fata si spate). Carcasele rulmenților sunt din aluminiu turnat. Primul și al doilea suport sunt situate în corpul din față, iar al treilea, al patrulea și al cincilea suport sunt situate în corpul din spate. Distanța dintre găurile lagărelor și pivoturile arborelui cu came este de 0,069...0,11 mm. Spațiul maxim admis (uzură) este de 0,2 mm.

Fiecare carcasă de rulment este centrată în raport cu chiulasa prin două bucșe de montare care se potrivesc pe știfturile de montare. Pentru a preveni scurgerile de ulei de sub carcasele rulmenților, se folosește un etanșant lichid cu auto-întărire, cum ar fi SUPER THREE BOND No.50 sau un etanșant similar KLT-75T de producție internă. Este produs în tuburi și se aplică cu un garou pe suprafața chiulasei în zona suporturilor exterioare ale arborelui cu came în timpul asamblarii motorului.

Pentru a evita ruperea sau deformarea carcaselor lagărelor, arborele cu came trebuie așezat în suporturi cu camele primului cilindru în sus, iar piulițele de fixare trebuie strânse într-o anumită secvență (Fig. 25) și în doi pași. Mai întâi, strângeți în prealabil piulițele până când suprafețele carcasei rulmentului sunt la același nivel cu chiulasa. În acest caz, bucșele de montare ale carcaselor ar trebui să intre liber în prizele lor. Apoi strângeți în cele din urmă piulițele de fixare la un cuplu de 2,2 kgf·m, urmând aceeași secvență.

Transmisia arborelui cu came

Acționarea arborelui cu came constă dintr-un scripete de antrenare dințat 1 (Fig. 26) pe arborele cotit, un scripete dințat antrenat 5 pe arborele cu came, o rolă de tensionare 3 și o curea dințată 6. Aceeași curea antrenează și scripetele 2 a pompei de lichid de răcire. Transmisia cu curea funcționează într-un mediu uscat, fără lubrifiere. Este protejat de praf și murdărie de o husă de protecție din plastic din față și din oțel din spate.



Sistemul de transmisie este prevăzut cu o curea elastică dințată cu dinți semicirculari. Este fabricat din cauciuc rezistent la ulei ranforsat cu cordon din fibra de sticla. Dinții sunt acoperiți cu material elastic pentru a crește rezistența la uzură. Cordonul și capacul din material sunt lipite de cauciuc în timpul procesului de vulcanizare și conferă curelei o rezistență ridicată. Două ramuri ale centurii împreună pot rezista la o forță de rupere de până la 1200 kgf.

Cureaua este tensionată de rola de tensionare 3, care se rotește pe axa excentrică 7. Prin rotirea axei față de știftul de fixare, poziția centrului de rotație al rolei poate fi schimbată.

Pentru a coordona momentele de deschidere și închidere ale supapelor cu unghiurile de rotație ale arborelui cotit (adică pentru a asigura instalarea corectă a distribuției supapelor), roțile arborelui cotit și arborele cu came sunt marcate cu "B" și "D". Există un semn "A" pe capacul din spate al curelei de distribuție (antene îndoite), iar pe capacul pompei de ulei este marcat "C". Dacă sincronizarea supapei este setată corect, atunci când pistonul primului cilindru este la PMS la sfârșitul cursei de compresie, marcajul "B" de pe scripetele arborelui cu came ar trebui să coincidă cu marcajul "A" de pe capacul din spate, iar semnul "B" de pe scripetele dințate a arborelui cotit trebuie să coincidă cu marcajul "C" de pe capacul pompei de ulei.

Motorul mașinii este amplasat astfel încât semnele "C" să fie într-o zonă slab vizibilă. Prin urmare, este, de asemenea, posibil să controlați poziția arborelui cotit folosind marcajul de pe volant și scara din trapa carcasei ambreiajului (vezi fig. 30).