Все штанги толкателя клапана (5 видео)

Содержание

Штанга толкателя: сильное звено между распредвалом и клапанами
Назначение штанги толкателя
Типы и конструктивные особенности штанг толкателей
Вопросы ТО и ремонта штанг толкателей
Устройство автомобилей
Детали механизма газораспределения
Толкатели
Штанги
Коромысла клапанов и ось коромысла
🔍 Видео

Видео:692. Штанга толкателя клапана ( D13 XPI ) / 1790865Скачать

Штанга толкателя: сильное звено между распредвалом и клапанами

В двигателях с нижним расположением распределительного вала передача усилия на клапаны осуществляется специальными компонентами — штангами толкателей. Подробно о штангах толкателей, их существующих сегодня типах, конструкции и функционировании, а также об их обслуживании и ремонте читайте в статье.

Видео:УАЗ как достать толкатель штанги клапанаСкачать

Назначение штанги толкателя

Сегодня в двигателях внутреннего сгорания используются газораспределительные механизмы двух основных типов — с верхним и с нижним расположением распределительного вала (или валов). В двигателях первого типа распредвал и клапаны находятся рядом, поэтому для передачи усилия от кулачков вала на клапан используются короткие толкатели и коромысла. В двигателях второго типа расстояние между распредвалом и клапанами довольно большое, поэтому для передачи усилия требуются промежуточные компоненты — штанги толкателей.

Штанга толкателя — компонент газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания с нижним расположением распредвала. Штанга играет роль промежуточной связи между толкателем и расположенным сверху клапаном: через нее передается усилие от толкателя, катящегося по кулачку распределительного вала, на коромысло и через него на клапан. Штанга толкателя является жесткой связью, которая обеспечивает нормальное функционирование двигателя и предоставляет возможность выполнения всех необходимых регулировок в работе ГРМ.

Штанга толкателя имеет очень важное значение в функционировании силового агрегата, однако отличается крайне простой конструкцией.

Видео:одна из причин сильного стука клапанов змз402Скачать

Типы и конструктивные особенности штанг толкателей

Все существующие штанги толкателей можно разделить на два типа по применимости:

Штанги для обычных толкателей;
Штанги для гидравлических толкателей.

Штанги для гидравлических толкателей не только передают усилие на коромысло, но и выполняют дополнительную функцию — подают масло в толкатель. Это отражается на конструкции штанги — она трубчатая, имеет внутренний осевой канал, через который масло поступает к толкателю. Штанги для обычных толкателей используются только для передачи усилия между деталями, поэтому в них необязательно наличие отверстия. Однако они для снижения массы также могут изготавливаться из трубок.

По конструкции штанги бывают двух типов:

Цельные штанги изготавливаются из отрезка металлического прутка (стального или дюралюминиевого), его наконечники закаливаются (на глубину 0,6-0,9 мм) — это повышает прочность и предотвращает деформацию наконечников во время работы двигателя. Цельными выполняются штанги для обычных толкателей.

Составные штанги изготавливаются из трех деталей — собственно штанги и двух наконечников. Крепеж наконечников осуществляется сваркой или обжимом, как и в предыдущем случае наконечники закаливаются для повышения прочности и надежности. Составными обычно выполняются штанги для гидравлических толкателей, однако такую конструкцию могут иметь и простые штанги.

Особое внимание уделяется конструкции наконечников штанги. Нижние наконечники во всех штангах выполняются сферическими или просто закругленными. Верхние наконечники могут быть выполнены также сферическими или выпуклыми, но часто используются чашеобразные наконечники, в которые вставляются сферические наконечники регулировочных винтов. В любом случае форма наконечников выбирается такой, чтобы обеспечить максимально точную передачу усилия от толкателя на коромысло (регулировочный винт) без люфтов.

Штанга толкателя устанавливается в трубку или в каналы в блоке и головке двигателя, нижней частью она упирается в толкатель, верхней — в регулировочный винт коромысла. Какого-либо дополнительного крепления не требуется, так как штанга надежно удерживается между толкателем и винтом.

Видео:Как подогнать толкатели клапановСкачать

Вопросы ТО и ремонта штанг толкателей

Штанга толкателя во время работы подвергается значительным нагрузкам, поэтому со временем в ней могут возникать различные неисправности:

Погнутость и другие деформации штанги;
Износ и ухудшение состояния рабочих поверхностей наконечников;
В составных штангах — ослабление крепления наконечников.

Читайте также: Средства для снятия нагара клапанов

Если штанга не имеет серьезных деформаций, то ее можно отремонтировать, однако при текущих ценах автокомпонентов бывает дешевле заменить штанги, чем восстанавливать. Также новые штанги (в комплекте с регулировочными винтами) следует устанавливать при капитальном ремонте двигателя.

Погнутость штанги (биение) обычно не должна превышать 0,5 мм (данная величина является средней, она может отличаться у разных двигателей), в противном случае она будет касаться стенок трубки или каналов и может заклинить. Погнутую штангу следует выровнять или заменить.

Износ наконечников приводит к увеличению зазоров в клапанном механизме, при полном износе закаленного слоя зазор будет возрастать все быстрее и вскоре ГРМ уже невозможно будет правильно отрегулировать. При износе наконечники можно наплавить и закалить (и дополнительно отполировать), при отсутствии такой возможности штангу лучше заменить. Если в сборной штанге ослаблено крепление наконечников, то их можно обжать или заварить — все зависит от конструкции конкретной штанги.

При эксплуатации двигателя штанги толкателей не нуждаются в специальном техническом обслуживании, достаточно лишь проверять состояние наконечников и следить за наличием деформаций (погнутости) штанги. При обнаружении чрезмерного износа или деформаций штангу необходимо восстановить или заменить.

При регулярном осмотре и обслуживании штанги толкателей будут надежно работать весь срок эксплуатации, обеспечивая нормальное функционирование ГРМ и всего силового агрегата.

Видео:укорачивание толкателей клапанов двигателя змз 402 волга газель 20.10.2021Скачать

Устройство автомобилей

Детали механизма газораспределения

Видео:газель ломает штангиСкачать

Толкатели

Усилия от кулачков распределительного вала передается непосредственно клапанам или штангам через толкатели, которые воспринимают боковые нагрузки от кулачков и разгружают детали ГРМ. При работе толкатели клапанов следуют по контуру или профилю кулачков распределительного вала, тем самым обеспечивая преобразование вращения кулачка в возвратно-поступательное движение клапанного механизма.
Боковая поверхность толкателя изнашивается из-за трения в направляющих, а торцевые поверхности – под действием контактных напряжений, создаваемых кулачком распределительного вала и наконечником штанги либо пяткой стержня клапана.

Для обеспечения подвижного контакта со штангой в толкателях выполняется сферическое гнездо радиусом r₁ на 0,2…0,3 мм больше радиуса головки штанги r₂ (рис. 1, г).

В зависимости от схемы привода применяют толкатели различных конструкций. Наибольшее распространение получили грибковые толкатели с плоской или сферической опорной поверхностью; цилиндрические толкатели со сферической или роликовой опорной поверхностью; рычажные выпуклые или роликовые толкатели.

Для обеспечения равномерного изнашивания опорной поверхности толкателя обеспечивают его вращение вокруг своей оси путем смещения продольной оси толкателя относительно оси симметрии кулачка (рис. 1, б). С этой же целью опорная поверхность толкателя выполняется сферической, а опорная поверхность кулачка – концентрической с углом наклона образующей к оси вала 7’…15′.

Толкатели старых конструкций, в большинстве своем, имеют плоскую или выпуклую контактную поверхность, по которой скользит кулачок. Однако, в ряде конструкций толкателей используется ролик, перекатывающийся по поверхности кулачка (рис. 1, д). Роликовые толкатели используют в двигателях главным образом для снижения потерь на трение в клапанном механизме (эффект от снижения потерь достигает 8%). Снижение затрат на трение увеличивает экономичность двигателей и оправдывает повышение стоимости производства толкателей такой конструкции.

Роликовый цилиндрический толкатель обеспечивает меньшее изнашивание кулачка распределительного вала, чем грибковый или цилиндрический толкатель со сферической опорной поверхностью. Однако изнашивание боковых поверхностей роликового толкателя больше, так как такой толкатель не может вращаться вокруг своей оси, и боковые нагрузки всегда воспринимаются одними и теми же сопрягаемыми поверхностями.

Для предотвращения от поворачивания вокруг оси роликовые толкатели должны быть закреплены с помощью специальных держателей, удерживающих ролики в одной плоскости с кулачками распределительного вала. При поломке держателя роликовый толкатель получает свободу вращения вокруг своей оси, при этом разрушается как сам толкатель, так и распределительный вал.

Читайте также: Как регулировать клапана газ 402 двигатель

Рычажные толкатели (рис. 1, ж), установленные на одной общей оси, не имеют направляющих, и, следовательно, трение скольжения в них отсутствует.

Общим недостатком роликовых толкателей является сложность конструкции и большая масса подвижных деталей, которая у рычажно-выпуклого толкателя несколько меньше.

Цилиндрические толкатели устанавливаются в направляющих, которые выполняются обычно в блок-картере.

Наличие зазоров в механизме газораспределения приводит к ударам движущихся деталей и ускорению их изнашивания.
Для устранения этого недостатка могут применяться так называемые гидравлические толкатели (гидрокомпенсаторы) (рис. 1, з), работающие без зазора.
Принцип действия конструкции, показанной на рисунке, заключается в следующем: штанга привода клапана упирается в головку 2 плунжера 3, расположенного внутри корпуса толкателя. Плунжер постоянно прижат пружиной 5 к штанге, а его внутренняя полость сообщается с масляной магистралью, и при открытом пластинчатом клапане 4 давление в ней равно давлению в масляной магистрали, которое создается насосом смазочной системы двигателя.

В начале подъема толкателя давление под плунжером резко увеличивается, что вызывает закрытие клапана 4, и усилие передается на штангу. Такие толкатели требуют для работы только чистое масло с высоким индексом вязкости.

Для изготовления толкателей используются специальные чугуны и стали. В чугунных толкателях опорная поверхность отбеливается, в стальных ее закаливают токами высокой частоты, наплавляют легированным отбеленным чугуном. Боковые и внутренние поверхности толкателей цементируют и закаливают. Ролики в роликовых и качающихся рычажных толкателях выполняются из шарикоподшипниковой стали, а втулки роликов – из бронзы.

При замене распределительного вала толкатели желательно поменять на новые. Если предполагается повторно использовать толкатели, бывшие в употреблении, то, вынимая их из двигателя, нужно обязательно помечать, из каких направляющих они вынимаются и после ремонта устанавливать их в те же направляющие. Такие (бывшие в употреблении) толкатели должны быть тщательно очищены и осмотрены; в случае обнаружения выработки на роликах или (в зависимости от конструкции) вогнутости на поверхности днища — толкатель полежит замене.

Видео:Гидрокомпенсатор - строение и принцип работы в 3D анимацииСкачать

Штанги

Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам. Штанга должна иметь достаточную жесткость, устойчивость на продольный изгиб, небольшую массу и износоустойчивость рабочих поверхностей.

Для снижения массы стержни штанг чаще всего выполняют трубчатыми. В верхний и нижний концы стержней вставляют наконечники. Как правило, на нижнем наконечнике имеется сферическая головка, а на верхнем – сферическая головка или сферическое гнездо.
Верхний конец штанги, которым она упирается в клапанное коромысло придается сферическая форма, если в клапанном коромысле не предусмотрен регулировочный винт в точке контакта со штангой. Если же винт стоит, то в торце штанги делается лунка под шарообразную головку регулировочного винта, стоящего в клапанном коромысле.

Стержни штанг изготовляют из малоуглеродистой стали или алюминиевого сплава. Опорные поверхности наконечника подвергаются термической обработке и шлифуются. В некоторых двигателях для подачи масла от толкателей к коромыслам в наконечниках имеются осевые каналы.

Поскольку наиболее частой неисправностью штанги является продольный изгиб, при ремонте двигателя все штанги обязательно проверяют на прямолинейность, катая их по плоской поверхности либо вращая вокруг оси в специальном станке.

Видео:Замена штанги толкателя клапана впуска на двигателе Komatsu/Yanmar 4D842bСкачать

Коромысла клапанов и ось коромысла

Коромысло служит для передачи усилия от штанги (кулачка при верхнем распределительном вале) к стержню клапана.
В дизельных двигателях встречается, так называемое, форсуночное коромысло, которое служит не только для преобразования движения штанги толкателя в движение стержня клапана, но и для сжатия насос-форсунки. Кроме того, коромысло предназначено для уменьшения хода толкателя при сохранении необходимой высоты подъема клапана или хода сжатия насос-форсунки.

Читайте также: Клапан с логической функцией или

Коромысло представляет собой неравноплечий рычаг (рис. 4, д, е, ж), качающийся вокруг неподвижной оси (ось коромысел). Для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг и уменьшения инерционных нагрузок на эти детали, плечи коромысла выполняются неодинаковыми. Передаточное число коромысла (соотношение между плечом стержня клапана и плечом штанги) составляет примерно 1,5:1. В этом случае высота подъема клапана в полтора раза превышает высоту подъема штанги толкателя клапана.
При таком передаточном числе клапанное коромысло получается достаточно компактным, что позволяет сократить габариты двигателя. Это также приводит к снижению скорости относительного скольжения вершины кулачка по торцу толкателя клапана.

Для регулировки теплового зазора в газораспределительном механизме в один конец коромысла, обычно обращенный к штанге, ввертывается регулировочный винт 3 с контргайкой.
В зависимости от типа наконечника штанги головка винта может быть сферической или с внутренней сферической поверхностью. Сферическая часть головки винта закаливается, цементируется и шлифуется. В теле винта высверливаются осевой и радиальный каналы для подвода смазочного материала к трущимся поверхностям штанги и винта от оси коромысла и наоборот, от штанги к втулке оси коромысла. Иногда в длинном плече коромысла выполняют канал для подвода масла к торцу стержня клапан. Носок коромысла, опирающийся на стержень клапана, тоже подвергается термической обработке.

Для уменьшения силы трения, возникающей при воздействии и проскальзывании носка коромысла по стержню клапана, головку клапанов выполняют сферической. Иногда в носок коромысла ввертывают винт 4 (см. рис. 4, е), в сферическое гнездо которого завальцовывают шарик 5 со срезанным сегментом.

Оси коромысла устанавливаются на бронзовых втулках. При установке на общих осях внутренние коромысла удерживаются от продольных перемещений спиральными пружинами, надеваемыми на ось, а коромысла на концах оси – пластинчатыми или пружинными кольцами, плоскими шайбами и шплинтами.

Оси коромысел перемещаются в специальных кронштейнах, которые крепятся к головке блока цилиндров болтами.

Смазка шарниров коромысел, установленных на оси, поступает по маслопроводным каналам, проходящим из блока цилиндров через головку блока цилиндров и полую ось к клапанным коромыслам.

Как правило, коромысла изготавливаются штамповкой из среднеуглеродистых сталей 40Х, 45, 45Л. Иногда для изготовления коромысел используют ковкие чугуны. В некоторых импортных дизельных моторах (Cummins, Komatsu, CAT, Detroit Diesel, Perkins, Deutz) используются кованые коромысла. Такие коромысла отличаются высокой прочностью, но их производство обходится дорого.

В быстроходных двигателях могут применяться облегченные коромысла, которые штампуются из листовой стали. Они качаются на сферической или полусферической опоре, закрепленной на стойке 6 (см. рис. 4, ж), которая запрессована в головку блока цилиндров. Коромысла в виде рычагов приводятся в движение непосредственно от распределительного вала, который воздействует на их плоские (рис. 4, б) либо сферические (рис. 4, в, г) рабочие поверхности.
Рычаги с плоскими рабочими поверхностями устанавливаются на оси, а со сферическими – на опорах и фиксируются на сферической опоре специальной пружиной. Смазываются такие рычаги через отверстие в кулачках распределительного вала. Особенность смазывания облегченного коромысла (рис 4, ж) заключается в том, что масло подводится к рабочим поверхностям коромысла из масляного канала 7 по осевому и радиальному отверстиям в стойке 6.

При осуществлении ремонта двигателя, связанного с демонтажем коромысел, их необходимо тщательно прочищать и осматривать на следы износа и повреждений; при необходимости неисправные коромысла следует заменять на работоспособные.
Если коромысла не имеют следов износа и повреждений, после очистки их можно повторно установить в двигатель.