Описание конструктивного узла , требования, предъявляемые к нему и тенденции его развития, расчет ГРМ двигателя

Применение верхнеклапанных механизмов связано с увеличением высоты двигателя и заметно снижает общую жесткость системы. Тем не менее ГРМ с нижним расположением распределительного вала и верхним расположением клапанов широко применяется в мало- и среднеоборотных двигателях V-образной компоновки грузовых автомобилей (ЗМЗ-53, ЗИЛ-130, КамАЗ-740 и др.). Верхнеклапанное газораспределение снимает ограничения по степени сжатия, уменьшает гидравлическое сопротивление на впуске и позволяет более рационально компоновать камеры сгорания с размещением в головке цилиндров или в днище поршня, повышая этим общее использование теплоты в цилиндрах. Снижение жесткости механизма проявляется при работе двигателя с большой частотой вращения коленчатого вала вследствие деформации штанг и других деталей. Как результат этого закон подъема клапанов, т.е. зависимость высоты их подъема от угла поворота кулачков, нарушается и на некоторых участках не соответствует профилю кулачков распределительного вала, который подбирают из условий наивыгоднейшего наполнения. Опыты показывают, что деформация деталей механизма приводит к ухудшению мощностных и экономических показателей двигателя. Для устранения этого недостатка в современных быстроходных двигателях распределительный вал устанавливают на головке блока, что значительно упрощает кинематическую связь между его кулачками и клапанами. Двигатели в этом случае называют двигателями с верхним расположением распределительного вала (например, ВАЗ-2107, УМЗ-412 и т. д.).

Пружина клапана должна обеспечить при всех скоростных режимах двигателя:

Плотную посадку клапана в седле и удержание его в закрытом положении в течение всего периода движения толкателя по начальной окружности R0;

Постоянную кинематическую связь между клапаном, толкателем и кулачком во время движения толкателя с отрицательным ускорением.

Распределительный вал (иногда называемый просто распредвалом), более чем какая-либо из других деталей двигателя влияет на выбор и работу практически каждой системы двигателя. Заметим, что распределительный вал непосредственно влияет на системы карбюрации, впуска и выпуска газов; однако, он также сильно влияет па конструкцию механизма привода клапанов, на оптимальную степень сжатия и, в меньшей степени, даже на конструкцию шасси и трансмиссии. Проще говоря, конструкция распредвала определяет выходную мощность двигателя при частично или полностью открытой дроссельной заслонке, и выбор этой детали является одним из наиболее важных решений, которые может принять двигателестроитель.

Выбор распредвала может на первый взгляд показаться довольно простым. Справедливо то, что поиск функционирующего распредвала в реальности не является проблемой, но поиск и установка оптимального распредвала для конкретных применений является намного более сложной. К счастью, многие производители распределительных валов затрачивают большие суммы денег на исследования распредвалов и их развитие, и они предлагают результаты своих трудов потребителям. Таким образом, хотя для меня будет и непрактичным показать вам, как сконструировать оптимальный профиль кулачков распредвала для своего двигателя, я могу показать вам, как подобрать распредвал, который будет хорошо работать в конкретных условиях.