5. Назначение и общая конструкция механизма газораспределения. Фазы газораспределения.

В четырехтактных двигателях применяют клапанный газораспределительный механизм (рис. 26), служащий для своевременной подачи в цилиндры воздуха (в дизелях) или горючей смеси (в карбюраторных двигателях) и для выпуска из цилиндров отработавших газов, для этого клапаны в определенные моменты открывают и закрывают впускные и выпускные каналы головки цилиндров, которые сообщают цилиндры двигателя с впускным и выпускным трубопроводами. Различают два вида клапанных газораспределительных механизмов: с подвесными клапанами, расположенными в головке цилиндров, и боковыми, размещенными в блок-картере. В изучаемых автотракторных двигателях используют распределительный механизм с подвесными клапанами (верхнее расположение).

В газораспределительный механизм входят впускные и выпускные клапаны с пружинами, передаточные детали от распределительного вала к клапанам, распределительные вал и шестерни.

Действует газораспределительный механизм следующим образом. Коленчатый вал с помощью шестерен вращает распределительный вал 14, каждый кулачок которого, набегая на толкатель 13, поднимает его вместе со штангой 12. Штанга поднимает один конец коромысла 7, а другой движется вниз и давит на клапан З, опуская его и сжимая пружины б клапана. Когда кулачок распределительного вала сходит с толкателя, штанга и толкатель опускаются, а клапан под действием пружин, садясь в седло, плотно закрывает отверстие канала.

При изучении основ работы двигателя указывалось, что клапаны открываются и закрываются при положениях поршня в в.м.т. и н.м.т. для лучшей очистки цилиндров от отработавших газов и заполнения их свежим воздухом или горючей смесью клапаны открыты дольше, чем указано на простейшем двигателе. От степени наполнения цилиндров свежим зарядом и очистки их от отработавших газов во многом зависит мощность двигателя.

Для того чтобы в цилиндры двигателя поступило больше воздуха или горючей смеси, впускные клапаны открываются еще до прихода поршня в в.м.т. (с опережением). Так как при большой частоте вращения коленчатого вала такт впуска часто повторяется, то во впускном трубопроводе создается разрежение. Воздух поступает в цилиндры двигателя, несмотря на то, что поршень идет вверх. Воздух по инерции поступает в цилиндры через открытый клапан и после того, как поршень пройдет н.м.т. Впускной клапан закрывается с некоторым запаздыванием.

Периоды от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, называют фазами газораспределения. Их изображают в виде таблицы или круговой диаграммы. На рисунке 27 приведена диаграмма фаз газораспределения одного из современных тракторных двигателей. Опережение открытия и запаздывание закрытия впускного клапана позволило продлить впуск воздуха от 180 до 242°.

После закрытия впускного клапана дизеля воздух сжимается, топливо впрыскивается в камеру сгорания, происходит рабочий ход поршня. Выпуск отработавших газов из цилиндра, или открытие выпускного клапана, начинается до прихода поршня в н.м.т. за 56° по углу поворота коленчатого вала. К моменту прихода поршня в н.м.т. часть отработавших газов выходит из цилиндра, что уменьшает противодавление газов на поршень при их выталкивании во время такта выпуска. Выпускной клапан закрывается после прохода поршнем в.м.т. Продолжительность открытия выпускного клапана по углу поворота коленчатого вала — 252°.

В конце такта выпуска и начале такта впуска оба клапана некоторое время открыты одновременно, что соответствует 32° по углу поворота коленчатого вала. Такое перекрытие клапанов способствует лучшей очистке цилиндра от отработавших газов в результате его продувки свежим воздухом.

Моменты открытия и закрытия клапанов зависят от профиля кулачков распределительного вала, а также от значения зазоров между клапанами и коромыслами.