Устройство и техническая эксплуатация автопогрузчиков (стр. 8 )

В изучаемых двигателях впускные и выпускные каналы выполнены в головках цилиндров и заканчиваются вставными гнездами из жаропрочного чугуна. Клапан состоит из головки и стержня. Головка имеет узкую, скошенную под углом 45 или 30° кромку (рабочая поверхность), называемую фаской.

Клапан состоит из головки и стержня. Головка имеет узкую, скошенную под углом 45 или 30° кромку (рабочая поверхность), называемую фаской. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла, для чего эти поверхности взаимно притирают.

Головки впускных и выпускных клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают большим, чем диаметр выпускного. В связи с тем, что клапаны во время работы двигателя неодинаково нагреваются (выпускной клапан, омываемый горячими отработавшими газами, нагревается больше), изготавливаются они из разного материала: впускные клапаны — из хромистой, выпускные — из сильхромовой жароупорной стали. Для увеличения срока службы выпускных клапанов на их рабочую поверхность наплавлен жароупорный сплав, стержни изготовлены пустотелыми и имеют натриевое наполнение, способствующее лучшему отводу тепла от головки клапана к его стержню.

Стержень клапана цилиндрической формы, в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержни клапанов помещены в чугунных или металлокерамических направляющих втулках. Втулки запрессовывают в головку цилиндров и стопорят замочными кольцами.

Клапан прижимается к седлу цилиндрической стальной, пружиной, которая имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения ее вибрации. Пружина одной стороной опирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой — в опорную шайбу. Опорная шайба удерживается на стержне клапана двумя коническими сухарями, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана.

Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя в опорных шайбах установлены резиновые кольца или на стержни клапанов надеты резиновые колпачки. Для равномерного нагрева и износа клапана желательно, чтобы при работе двигателя он поворачивался.

В двигателе вращение клапана достигается установкой между опорной шайбой и сухарями каленой конической втулки, наружный конус которой не полностью совпадает с внутренним конусом упорной шайбы.  Благодаря такой конструкции между втулкой и опорной шайбой возникает небольшое трение и при сжатии пружины, так как она несколько скручивается, клапан поворачивается.

Клапанная пружина упирается в опорную шайбу. Когда клапан закрыт и давление клапанной пружины невелико, дисковая пружина выгнута наружным краем вверх, а внутренним упирается в заплечик корпуса.

При этом шарики при помощи пружин отжаты в канавках в крайнее положение.

При открытии клапана давление клапанной пружины возрастает, выпрямляя через опорную шайбу дисковую пружину. При этом внутренний край пружины отходит от заплечика корпуса и пружина клапана, опираясь на шарики, передает на них все давление, вследствие чего шарики перемещаются в углубление канавок корпуса, вызывая поворот дисковой пружины и вместе с ней опорной шайбы клапанной пружины и клапана. Когда клапан закрывается, все детали возвращаются в исходное положение.

В дизельных двигателях клапан поворачивается за счет вибрации двух пружин с разным направлением навивки.

На работающем двигателе вследствие нагрева различных деталей тепловой зазор в клапанном механизме может несколько изменяться от установленного. Поэтому допускается для впускных и выпускных клапанов цилиндров устанавливать зазор 0,15...0,20 мм.

Для получения наибольшей мощности необходимо как можно полнее заполнять цилиндры горючей смесью и очищать их от продуктов сгорания. С этой целью впускной клапан открывается до прихода поршня в в. м. т. в конце такта выпуска, т. е. с опережением в пределах 10 ... 31° поворота коленчатого вала, а закрывается после поршня в н. м. т. в начале такта сжатия, т. е. с запаздыванием в 46 ... 83°.

Продолжительность открытия впускного клапана составляет 236 ... 294° поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси или воздуха. Поступление смеси или воздуха до прихода поршня в в. м. т. в конце такта выпуска и после н. м. т. начала такта сжатия происходит за счет инерционного напора во впускном трубопроводе из-за часто повторяющихся тактов в цилиндрах.

Выпускной клапан открывается за 50 ... 67° до прихода поршня в н. м. т. в конце такта горение — расширение и закрывается после прихода поршня в в. м. т. такта выпуска на 10 ... 47°. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240 ... 294° поворота коленчатого вала. Выпускной клапан открывается раньше, так как давление в конце такта расширения невелико и оно используется для очистки цилиндров от продуктов сгорания.

После прохождения поршнем в. м. т. отработавшие газы будут продолжать выходить по инерции.

Моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженные в градусах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.

В двигателе бывают моменты (в конце такта выпуска и начале такта впуска), когда оба клапана открыты. В это время происходит продувка цилиндров свежим зарядом горючей смеси или воздуха для лучшей очистки их от продуктов сгорания. Этот период носит название — перекрытие клапанов.

Для плавной работы многоцилиндрового двигателя и уменьшения неравномерных нагрузок на коленчатый вал рабочие процессы в различных цилиндрах должны происходить в определенной последовательности. Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах двигателя называется порядком работы цилиндров.

Порядок работы цилиндров двигателя зависит от расположения шеек коленчатого вала и кулачков распределительного вала.

Водитель должен знать порядок работы цилиндров для правильного присоединения проводов к свечам зажигания у бензиновых или трубопроводов высокого давления у дизельных двигателях.

4. Система охлаждения двигателя

Температура газов в цилиндрах работающего двигателя достигает 1800 ... 2000° С. Только часть выделяемого при этом тепла (для карбюраторных двигателей — 21 ... 28%, а для дизельных — 29 ... 42%) преобразуется в полезную работу. Часть тепла (12 ... 27% — для карбюраторных и 15 ... 35% — для дизельных двигателей) отводится с охлаждающей жидкостью, в противном случае детали двигателя перегреваются и резко возрастает их износ.

Чрезмерное повышение температуры двигателя, кроме того, приводит к выгоранию смазки.

  Значительное снижение температуры работающего двигателя также нежелательно. В переохлажденном двигателе мощность снижается за счет потери тепла, увеличиваются потери на трение из-за более густой смазки, часть рабочей смеси конденсируется, смывая смазку со стенок цилиндра, и увеличивается износ деталей. В переохлажденном двигателе увеличивается коррозионный износ стенок цилиндров в результате образования сернистых соединений.

Охлаждающая жидкость, находящаяся в полости охлаждения, нагреваясь за счет тепла, образующегося в цилиндре двигателя, поступает в радиатор, охлаждается в нем и возвращается в полость охлаждения. Принудительная циркуляция жидкости в системе обеспечивается жидкостным насосом, а усиленное охлаждение ее — за счет интенсивного обдува радиатора воздухом.

Отдельные детали системы охлаждения соединены трубками и прорезиненными шлангами. Степень охлаждения регулируется при помощи термостата, жалюзи или путем автоматического включения или выключения вентилятора.

На изучаемых двигателях применяют систему жидкостного охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости (рис.20). В качестве теплоносителя применяют воду или специальные незамерзающие смеси — антифризы или тосолы.

Жидкость в систему охлаждения заливают через горловину радиатора или расширительного бачка. Охлаждающую жидкость выпускают через краники или отверстия, закрываемые резьбовыми коническими пробками, расположенные в нижнем патрубке радиатора, в полости охлаждения блока цилиндров и пусковом подогревателе. В V-образных двигателях в блоке расположены два крана: с левой и правой сторон. Для удобства пользования ими имеются тяги, выведенные к верхней части двигателя.

Рис.20.Схема жидкостной системы охлаждения двигателя

К системе жидкостного охлаждения (рис.20) относятся:

1- радиатор,2- верхний бачок, 3- пробка радиатора, 4- контрольная трубка, 5- верхний патрубок радиатора,  6 и 19- резиновые шланги, 7 – перепускной шланг, 8 и 18 – соответственно подводящий и отводящий патрубки, 9- термостат; 10 – отверстие; 11- головка блока; 12- водораспределительная трубка; 13- датчик указателя температуры жидкости; 14- блок цилиндров; 15 и 21  сливные краны; 16- рубашка охлаждения; 17- крыльчатка жидкостного центробежного насоса; 20 – нижний патрубок радиатора; 22 – нижний бачок радиатора; 23 – ремень привода вентилятора; 24 – вентилятор.

Радиатор отдает воздуху тепло от охлаждающей жидкости. Он состоит из сердцевины, верхнего и нижнего бачков и деталей крепления.

Сердцевина радиатора выполнена из отдельных вертикальных трубок, между которыми находятся поперечные горизонтальные пластины, придающие радиатору жесткость и увеличивающие поверхность охлаждения. Трубки сердцевины радиатора впаяны в верхний и нижний бачки.

Верхний бачок радиатора имеет горловину с пробкой и пароотводную трубку.

Паровой клапан пробки радиатора(рис.22, а) допускает повышение давления в системе охлаждения на 0,028 ... 0,10 МПа выше атмосферного, в результате чего уменьшаются потери охлаждающей жидкости от испарения, а температура кипения охлаждающей жидкости повышается и составляет 108°С... 119° С. При повышении давления в системе свыше расчетного клапан автоматически открывается.

Рис.21.Схемы работы  и типы термостатов

а – с жидким наполнителем; б – с твёрдым наполнителем

1 – корпус; 2 – гофрированный баллон; 3 – шток; 4 – прокладка; 5 – клапан термостата; 6 – патрубок для отвода горячей жидкости; 7 – корпус термостата; 8 – кронштейн; 9 – баллон термостата; 10 – твёрдый наполнитель; 11 – резиновая мембрана; 12 – направляющая втулка; 13 – возвратная пружина;  14 – коромысло клапана; 15 – буфер; 16 – впускной трубопровод;