Министерство образования РФ

Департамент образования и науки

Администрация Нижегородской области

Профессиональное училище № 15

Письменная - экзаменационная работа

Тема:
Газораспределительный механизм автомобиля ГАЗ 24-10 «Волга»

Выпускник: Батыгин Дмитрий Германович
Группа № 33
Специальность: слесарь по ТО и ремонту автотранспортных средств

Мастер ПО:
Руководитель:
Консультант:

Работа допущена к защите с оценкой:

г. Нижний Новгород
2000 год

РАЗВИТИЕ АВТОМОБИЛЕСТРОЕНИЯ:

Автомобильный транспорт занимает одно из ведущих мест в единой транспортной системе России. Развитие автомобилестроения в том недалеком
СССР относится к 1931-1932 годам, когда вступили в действие реконструированный завод АМО и вновь построенный ГАЗ. На них было организовано массовое производство грузовых автомобилей ГАЗ-АА и ЗИЛ-5.
В 1940 году начал производство малолитражных автомобилей московский завод имени КИН ныне АЗЛК. За годы послевоенных пятилеток вступили в строй
Кутаисский (КАЗ), Кременчугский (КрАЗ), Ульяновский (УАЗ), Минский (МАЗ) автомобильные заводы, Павловский (ПАЗ), Ликинский (ЛиАЗ), и Львовский (ЛАЗ) автобусные заводы, а также другие автомобильные заводы, производящие автомобили - самосвалы и прицепно - подвижной состав.
С каждым годом растет производство автомобилей, но одновременно с ростом числа автомобилей, увеличивается загрязнение окружающей среды выхлопами, отработавшими газами (ОГ) и существенно вырастает шум, производимый ими.
Токсичность отработавших газов, выбрасываемых в атмосферу при работе карбюраторных двигателей, обуславливается главным образом, содержание оксида углерода (СО), окиси азота (NO), и соединениями свинца (Pb), а дизелей - содержанием окислов азота и сажи (C).
Большое значение для уменьшения загрязнения окружающего воздуха отработавшими газами приобретает ежедневно техническое обслуживание подвижного состава автомобильного транспорта, находящегося в эксплуатации, одной из основных задач которого является контроль содержания токсичных веществ в выхлопных газах и доведение его до норм, установленных в России.
На автомобильных заводах для снижения токсичности отработавших газов разрабатываются новые модели двигателей и мероприятия по совершенствованию рабочего процесса в двигателе, выбору оптимальных режимов его работы и оптимизации параметров систем питания и зажигания. Значительное уменьшение токсичности может быть достигнуто также нейтрализацией токсичных веществ при помощи специальных дожигателей отработавших газов, устанавливаемых на автомобилях. Частичным решением данной проблемы является и оснащение автотранспортных средств дизельными двигателями, т.е. дизеляция автомобилей, которая позволяет значительно сократить расход топлива и снизить токсичность отработавших газов.
Последнее объясняется тем, что в топливе для дизелей не содержится свинцовых присадок, а выброс вредных компонентов, таких, как углеводород и окись углерода, несколько раз ниже. Кроме того, дизель на 25-30% экономичнее карбюраторного двигателя. Для производство дизельного топлива требуется примерно в 2,5 раза меньше затрат, чем для производства бензина и срок службы современного дизеля примерно в 1,5 раза выше карбюраторного двигателя. Расширение дизеляции происходит благодаря росту выпуска дизелей на Камском автомобильном заводе (КамАЗ), Ярославском моторном заводе (ЯМЗ) и Кутаинском автозаводе (КАЗ). Кроме того, созданы новые дизели для авто
ЗИЛ и ГАЗ и подготовлены производственные мощности для массовой дизеляции современных легковых автомобилей. Одновременно с этим намечается расширение производства автомобилей, работающих на сжатом и сжиженном газах.
Перевод автомобиля с жидкого на газообразное топливо экономически оправдано, т.к. стоимость газового топлива примерно в 2-2,5 раза меньше стоимости бензина. По сравнению с карбюраторными двигателями продуты сгорания двигателей, работающих на газе, содержат значительно меньше токсичных веществ.
Сильный шум при движении автотранспортных средств возникает в результате выброса в атмосферу отработавших газов и взаимодействия шин с дорогой.
Поэтому основными направлениями работ по снижению уровня шума, создаваемого автотранспортными средствами является усовершенствование конструкции глушителей и шин.
В общем балансе шума, создаваемом автомобилями, значительная роль принадлежит несущей системе (кузову или раме), а также элементам подвески.
Шум от несущей системы возникает в результате ее вибрации при движении автомобиля и работе двигателя. Для снижения шума внутренние поверхности и основание кузова легкового автомобиля покрывают вибропоглащающими пастами.
Вибрацию несущей системы, возникающей от толчков при движении по неравномерностям дорог снижают рессорами или подвесками специальной конструкции, в частности пневматическими. Автомобильные заводы постоянно работают над совершенствованием конструкций грузовых автомобилей и автопоездов, т.е. повышением их эксплуатационных качеств, производительности, и приспособленности к использованию прицепов и полуприцепов, уменьшению расхода топлива и смазочных материалов. К основным направлениям развития конструкций легковых автомобилей следует отнести переход на выпуск переднеприводных автомобилей с уменьшенной массой, снабженные двигателями с рабочим объемом до 1,8 литров. Уменьшение массы переднеприводных автомобилей позволяет снизить расход топлива на 10-15%.
Совершенствуется и структура автомобильного парка:

. увеличивается выпуск специализированных автомобилей, прицепов и полуприцепов, автомобилей до двух тонн и более восьми тонн

. уменьшается выпуск автомобилей грузоподъемностью от двух до пяти тонн
Однако все эти усовершенствования смогут быть в полной мере реализованы только при условии грамотной эксплуатации автотранспортных средств, которая в основном зависит от водителя, от его знания конструкции автомобили, умения своевременно обнаружить и устранить неисправности и от его мастерства вождения.
Основными направлениями экономического и социального развития на период до 2000 года предусматривается уменьшение на 15-25% удельную металлоемкость, увеличить ресурсы работы и снизить трудоемкость технического обслуживания автомобилей. Эти задачи связаны в первую очередь с повышением качества и эффективности работ по техническому обслуживанию с применением более совершенных средств и методов обслуживания и ремонта автомобилей.
На автотранспортных предприятиях по техническому обслуживанию автомобилей все шире внедряется средства диагностирования и новые формы организации труда: бригадный подряд, оценка трудовой деятельности по конечному результату и др. Все это требует ускоренного развития МТБ предприятий, дальнейшего совершенствования процессов технического обслуживая и ремонта автомобилей, внедрения более широкой механизации выполняемых работ и улучшения организации производства. Механизация работ облегчает и ускоряет многие технологические процессы, поэтому от рабочих, обслуживающих автомобили, сейчас требуется не только знание их устройства, но и практические навыки пользования современным оборудованием, умение применять необходимые приспособления, инструменты, КИАП при диагностировании автомобилей.
Применение современного оборудования при техническом обслуживании и ремонте не исключает выполнения общеслесарных операций, которыми должен владеть каждый рабочий-ремонтник. Слесарь по ремонту автомобиля должен иметь четкие представления об основных методах и способах восстановления деталей, технологии ремонтных работ, включая вопросы сборки и испытания автомобилей после капитального ремонта.

Газораспределительный механизм предназначен для своевременного впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторных двигателей) или очищенного воздуха
(дизели) и выпуска отработавших газов. На поршневых четырехтактных карбюраторных двигателях впуск горючей смеси и выпуск отработавших газов осуществляется клапанами, которые могут иметь верхнее или нижнее расположение. У двигателей автомобиля ГАЗ 24-10 «Волга» клапана находятся в верхнем расположении - в головке цилиндров. При нижнем расположении клапанов (в блоке цилиндров) усилие от кулачка 10 распределительного вала передается толкателю 9, а затем через регулировочный болт 7 с контрогайкой
8 клапану 2, головка которого отходит от седла 1 (рис 31 а).
При работе газораспределительного механизма стержень клапана движется возвратно - поступательно в направляющей втулке 3. На нижнем конце втулки свободно устанавливается пружина 4, верхний торец которой упирается в блок, а нижний в тарелку 6, закрепленную на конце стержня клапана сухариками 5.
Закрытие клапана происходит под действием пружины по мере того, как выступ кулачка 10 выходит из под толкателя.
Современные двигатели обычно имеют газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов, так как в этом случае камера сгорания получается компактной, улучшается наполнения цилиндров, упрощается регулировка клапанов и значительно улучшаются потери тепла с охлаждающей жидкостью. В рядных двигателях при верхнем расположении клапанов усилие от кулачка 10 распределительного вала придается толкателю 9, а от него штанге
19. Штанга через регулировочный винт 7 воздействует на короткое плечо коромысла 17, которое, поворачиваясь на оси 18, нажимает своим носком на стержень клапана 2. При этом пружина 4 сжимается, а клапан перемещается вниз, отходит от седла 1, обеспечивая в зависимости от назначения клапана впуск горючей смеси или выпуск отработавших газов. После того как выступ кулачка 10 выйдет из-под толкателя 9, клапанный механизм возвращается в исходное положение под действием пружины 4. При работе клапанного механизма, положения направляющей втулки 3, запресованной в головку цилиндров 15 фиксируется стопорным кольцом 16, а ругулировочный винт 7 - контрогайкой 8. Верхний конец стержня клапана закреплен сухариками 14, установленными в тарелке 12 при помощи втулки 13. Распределительные валы при верхнем расположение клапанов могут быть установлены в блоке цилиндров
- нижнее расположение (двигатель автомобиля ГАЗ 24-10 «Волга»). При верхнем расположении распределительного вала отсутствуют толкатели и штанги, в следствии чего уменьшаются масса и инерционные силы клапанного механизма, что дает возможность увеличить частоту вращения коленчатого вала и уменьшить уровень шума при работе двигателя.
В двигателях автомобилей ВАЗ (с приводом на задние колеса (рис 3,2 а) распределительный вал расположен в отдельном картере на головке 2 блока цилиндров и вращается в подшипниках скольжения. Привод к клапанам 1, размещенным в один ряд осуществляется непосредственно от кулачков 4 распределительного вала, через одноплечие рычаги 3. Одним концом одноплечий рычаг опирается на стержень клапана, другим на сферическую головку болта 5 и удерживается на ней при помощи шпилечной пружины 7. В двигателях автомобилей семейства «Москвич» (рис 3,2 б) клапаны 1 расположены в два рада и приводятся в действие коромыслами 9 от кулачков 4 распределительного вала. Для регулировки теплового зазора в клапанах служит регулировочный болт 5 с контрогайкой 6, который связан со сферическим наконечником 8.

Механизм газораспределения V - образного двигателя

На V - образных двигателях применяют верхнее расположение клапанов (рис
3,3). Нижний распределительный вал таких двигателей, установленный в развале блока, является общим для клапанов правого и левого рядов цилиндров. Открытие клапанов 9 (впускного и выпускного), перемещающихся в направляющих втулках 10, происходит под действием усилия передаваемого от кулачков 6 и 7 через толкатели 19 штанги 18 и коромысла 14, установленных на осях 13. Закрытие клапанов осуществляется под действием пружины 12, нижние концы которых упираются в шайбы 11. При наличии у впускных клапанов механизма вращения их пружины опираются на опорные шайбы 17 этих механизмов. Верхними концами пружины обоих клапанов упираются в тарелку 20.
За два оборота коленчатого вала впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра открывается один раз, а распределительный вал за этот период делает один оборот. Следовательно, распределительный вал вращается в два раза медленнее коленчатого вала. Поэтому зубчатое колесо 1 распределительного вала имеет в два раза больше зубьев, чем ведущие шестерни коленчатого вала.

Распределительный вал.

Распределительный вал изготавливается из стали или специального чугуна, и подвергается термической обработке. Профиль его кулачков как впускных 6
(рис 3,3), так и выпускных 7 у большинства двигателей делают одинаковыми.
Одноименные (впускные и выпускные) кулачки располагаются в четырехцилиндровом двигателе под углом в 90о в шестицилиндровом - под углом в 60о, а в восьмицилиндровом - под углом в 45о. При шлифовании кулачкам придают небольшую конусность. Взаимодействие сферической поверхности торца толкателей 19 с конической поверхностью кулачков обеспечивает их поворот в процессе работы.
Начиная с передней опорной метки 4, диаметр шеек уменьшается, что облегчает установку распределительного вала в картере двигателя. Число опорных шеек обычно равно числу коренных подшипников коленчатого вала.
Втулки 8 опорных шеек изготавливают из стали, а внутреннюю поверхность их покрывают антифрикционным сплавом.
На переднем конце распределительного вала расположен эксцентрик 5, взаимодействующий на штангу 26 привода топливного насоса, а на его заднем конце находится шестерня 28, которая приводит во вращение зубчатое колесо валика 27, расположенного в корпусе 29 привода распределительного зажигания и масляного насоса.
Между зубчатым колесом 1 распределительного вала и его передней опорной шейкой установлены распорное кольцо 3 и упорный фланец 2, крепящийся болтами к блоку и удерживающий вал от продольного перемещения. Так как толщина распорного кольца 3 больше толщины упорного фланца 2, обеспечивается осевой зазор («разбег») распределительного вала, который должен быть в пределах 0,08-0,21 мм.

Привод распределительного вала

Распределительный вал приводится в движение при помощи зубчатой или цепной передачей (рис 3.4)
На двигателях грузовых автомобилей в основном применяются зубчатые передачи. Ведущая шестерня 1 такой передачи (рис 3.4) установлена на переднем конце колен вала, а ведомое колесо 3 на переднем конце распределительного вала и закреплена гайкой 25 (рис 3.3)
Зубчатые колеса привода должны входить в зацепление между собой при строго определенном положении коленчатого и распределительного валов, что обеспечивает правильность заданных фаз газораспределения и порядка работы двигателя. Поэтому при сборке двигателя зубчатые колеса вводятся в зацепление по меткам 2 (рис 3.4 а) на их зубьях (на впадине между зубьями колеса и на зубе шестерни). Чтобы уменьшить уровень шума зубчатых колес, их изготавливают с косыми зубьями и из различных материалов. На коленчатом валу устанавливают стальную шестерню, а на распределительном - чугунное или текстолитовое колесо.
В двигателях легковых автомобилей газораспределительный механизм приводится в действие от коленчатого вала двухрядной втулочно - роликовой цепью 5 (рис 3.4 б), которая соединяет ведущую звездочку 8 коленчатого вала со звездочкой 4 распределительного вала, и звездочкой 7 валик привода масленого насоса и прерывателя распределителя. При резком изменении вращения коленчатого вала появляются колебания цепи, для их гашения служит пластмассовая колодка 6 (успокоитель). С противоположной стороны колодки 6 размещается башмак 9 натяжного устройства. Один конец башмака закреплен на оси, а другой соединяется с регулировочным механизмом 10, прижимающим башмак к цепи. Цепь натягивают при помощи гайки 11 регулировочного механизма.
В двигателях переднеприводных легковых автомобилях привод газораспределительного механизма состоит из двух зубчатых шкифов, установленных на коленчатом и распределительном валах, натяжного ролика и зубчатого ремня. Этим же ремнем приводится во вращение и шкиф насоса охлаждающей жидкости.
Основной особенностью такого привода является зубчатый ремень с зубьями полукруглой формы. Его изготавливают из маслостойкой резины, армированной кордом из стекловолокна. Зубья для повышения износостойкости покрыты эластичной тканью.

Детали клапанного механизма

В газораспределительном механизме с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала клапаны имеют привод через передаточные детали (толкатели, штанги и коромысла)

Толкатели

Они предназначены для передачи усилия от распределительного вала через штанги к коромыслам. Изготавливаются из стали или чугуна. Толкатели выполняют цилиндрическими и рычажно - роликовыми (рис 3.5 а). Рычажно - роликовые устанавливаются на оси 1 под распределительным валом. Ролик 2 толкателя 3 опирается на кулачок распределительного вала. Ось ролика вращается на игольчатых подшипниках, поэтому при перекатывании ролика по кулачку трение скольжения заменяется трением качели.
Сверху на толкатель опирается штанга 4