Wartung des Autozeitmesssystems. Reparatur und Wartung des Gasverteilungsmechanismus eines Verbrennungsmotors

IN Während des Motorbetriebs arbeiten die Steuerteile (Gasverteilungsmechanismus) unter Bedingungen erheblicher Stoßbelastungen sowie unter ständiger Einwirkung von Gasen (mit hohen Temperaturen und aggressiven Bestandteilen) auf die Ventile. Die Schmiermittelversorgung der Reibflächen der Hauptteile des Gasverteilungsmechanismus ist begrenzt. Diese Bedingungen können Folgendes zur Folge haben:

1) – Verschleiß und Verformung der geometrischen Form der Sitzflächen des Ventilsitzes und seiner Scheibe;

2) – Bildung von Kohlenstoffablagerungen auf dem Ventilsitz und der Ventilplatte;

3) – Verschleiß der Arbeitsflächen der Drücker sowie der Nockenwellennocken;

4) – Verschleiß der Arbeitsflächen von Kipphebeln, Stangen, Führungsbuchsen und Ventilschäften;

5) – Elastizitätsverlust der Ventilfedern;

6) – Verschleiß der mit den Ventilfedern verbundenen Teile.

D Diese Gründe führen zu einer Verletzung der festgestellten Lücken im Gasverteilungsmechanismus sowie zu einer Verschlechterung der Dichtheit der Ventile.

U Eine Vergrößerung des Spalts über den zulässigen Grenzwert hinaus führt zu einer unvollständigen Öffnung des Ventils, wodurch die Reinigung des Zylinders von Abgasen sowie dessen anschließende Befüllung mit frischer Ladung erheblich beeinträchtigt wird. Dies führt nicht nur zu einer Verringerung der Motoreffizienz und -leistung, sondern auch zu einem Anstieg des Geräuschpegels des Gasverteilungsmechanismus und einem beschleunigten Verschleiß seiner Teile.

U Ein kleinerer Spalt führt dazu, dass das Ventil nicht fest im Sitz sitzt, wodurch heiße Gase austreten und die Sitzflächen von Sitz und Ventil verbrennen. Dies führt zu einem Rückgang der Kompression, einer Verringerung der Effizienz und Leistung des Motors sowie einer Überhitzung.

UM Wartungsarbeiten am Gasverteilungsmechanismus:

1) – regelmäßige Inspektion und Überwachung des Zustands von Befestigungselementen und Steuerteilen;

2) – Den thermischen Abstand zwischen den Kipphebeln und den Ventilen prüfen und (falls erforderlich) einstellen;

3) – Überprüfung und (falls erforderlich) Einstellung der axialen Bewegung des Verteilungsmechanismus (bei Mechanismen, bei denen diese Bewegung durch eine Anschlagschraube begrenzt ist).

E Wenn die Durchführung dieser Vorgänge nicht zum normalen Motorbetrieb führt, müssen Sie:

1) – Zylinderkopf entfernen;

2) – Reinigen Sie die Ventile und Wände der Brennkammern von Kohlenstoffablagerungen;

3) – Überprüfen Sie den Zustand der Fasen der Sitze und Ventile (ggf. schleifen und auf Undichtigkeiten prüfen).

IN In Fällen, in denen das Läppen keine Abdichtung des Ventils ermöglicht, ist es notwendig, die Ventilfasen zu schleifen und die Sitze mit einem Kegelfräser zu fräsen. Nach Abschluss dieser Arbeiten sollten die Ventile eingeschliffen, der Zylinderkopf gewaschen und die Ventile an Ort und Stelle eingebaut werden (eine Verlegung der Ventile an andere Orte ist nicht akzeptabel) und anschließend auf Undichtigkeiten überprüft werden.

IN Bei der Montage des Zylinderkopfes am Motor sowie der Ventilkipphebel ist unbedingt die Reihenfolge einzuhalten [Abb. 1, E] und das Anzugsdrehmoment der Stehbolzen bzw. Bolzen entsprechend der Betriebsanleitung. Vor dem Festziehen der Ventilkipphebel sollte das Spiel durch Lösen der Einstellschrauben oder Bolzen von den Kipphebeln vergrößert werden, um eine mögliche Verformung der Stangen zu verhindern.

Die Überprüfung des technischen Zustands des Gasverteilungsmechanismus besteht in der Beurteilung des Zustands seiner Teile. Der Zustand der Teile wird anhand des Geräusch- und Klopfpegels, des den Zylindern zugeführten Druckluftstroms, des Kompressionsabfalls, der Elastizität der Ventilfedern sowie durch die Messung von Unterdruckänderungen im Ansaugkrümmer beurteilt. Der Verschleiß und die Dehnung der Kette und der Kettenräder des Gasverteilungsmechanismus werden durch Geräusche und Klopfen bestimmt. Darüber hinaus weist das Geräusch auf einen Verschleiß der Lager und Lagerzapfen der Nockenwelle hin, einen vergrößerten Spalt im Ventilmechanismus, der auf eine unsachgemäße Einstellung oder einen Verschleiß von Teilen des Gasverteilungsmechanismus zurückzuführen ist.

Aufgrund des erhöhten Druckluftverbrauchs und eines Kompressionsabfalls kommt es zu einer Verletzung der Dichtheit der Ventile durch Verschleiß der Sitzflächen ihrer Sitze und Köpfe. Der Druckluftverbrauch wird mit dem Gerät K-69M ermittelt. Da der Druckluftverbrauch nicht nur auf eine Fehlfunktion des Gasverteilungsmechanismus, sondern auch auf eine Fehlfunktion des Kurbeltriebs hinweist, wird zur Klärung der Gründe für den erhöhten Luftverbrauch eine zusätzliche Messung des Druckluftverbrauchs durchgeführt nachdem eine kleine Menge Motoröl in den Zylinder gegossen wurde. Wenn bei wiederholter Messung der Druckluftdurchsatz wieder den erforderlichen Wert erreicht, deutet dies darauf hin, dass sich die Teile des Ventilmechanismus in einem zufriedenstellenden Zustand befinden; wenn der Durchfluss nicht wiederhergestellt wird, muss der Ventilmechanismus repariert werden.

Aufgrund der Messergebnisse wird der Schluss gezogen, dass eine Demontage und Reparatur des Gasverteilungsmechanismus erforderlich ist.
Die Elastizität der Ventilfedern wird überprüft, ohne diese aus dem Motor auszubauen. Um die Federn am Motor zu überprüfen, müssen Sie den Ventildeckel entfernen und dann den Zylinderkolben auf OT stellen. Anschließend wird mit dem Gerät KI-723 die Kraft gemessen, die zum Zusammendrücken der Feder erforderlich ist. Wenn die Kraft geringer als zulässig ist, müssen die Federn ausgetauscht werden. Zusätzlich zum Austausch der Feder wird in manchen Fällen eine zusätzliche Unterlegscheibe unter die untere Stützplatte gelegt.

Um einen effizienten Motorbetrieb zu gewährleisten, ist es notwendig, die thermischen Spiele im Ventiltrieb zu überprüfen und einzustellen. Bei einem erhöhten thermischen Spalt kommt es häufig zu metallischem Klopfen der Ventile, das im Leerlauf des Motors deutlich zu hören ist. Dadurch kommt es zu starkem Verschleiß an den Enden der Ventilschäfte, Stangenspitzen oder Einstellscheiben. Darüber hinaus führt die erhöhte thermische Lücke zu einer Verringerung der Motorleistung, da die Öffnungszeit der Ventile abnimmt, wodurch sich die Füllung des brennbaren Gemisches und die Reinigung der Zylinder von Abgasen verschlechtert. Bei geringem oder fehlendem Spiel treten an den Auslassventilen Knallgeräusche des Schalldämpfers und an den Einlassventilen Knallgeräusche des Vergasers auf.

Um die oben genannten Störungen zu verhindern, ist es notwendig, die thermischen Abstände regelmäßig zu überprüfen und anzupassen. Die Prüfung und Einstellung des Spiels im Ventiltrieb erfolgt bei kaltem Motor, dessen Temperatur 15-20 °C beträgt.

Zusätzlich zu den oben genannten Maßnahmen muss täglich bei einer Kontrollinspektion des Fahrzeugs nach dem Warmlaufen des Motors darauf geachtet werden, dass bei unterschiedlichen Kurbelwellendrehzahlen keine Klopfgeräusche auftreten. Nach den ersten 2.000 km der Laufleistung des Fahrzeugs und dann nach 30.000 km müssen Sie die Muttern des Nockenwellenlagerdeckels in der vorgeschriebenen Reihenfolge festziehen. Nach jeweils 15.000 km müssen Spannung und Zustand des Nockenwellen-Antriebsriemens überprüft und ggf. nachgezogen werden. Wenn am Riemen verschiedene Falten, Risse, Delaminationen, Ölungen und auch Ausfransungen festgestellt werden, kann ein solcher Riemen während des Motorbetriebs reißen und muss vor diesem Datum ausgetauscht werden. Beim Ölen wird der Riemen gründlich mit einem mit Benzin angefeuchteten Lappen abgewischt.

Nach jeweils 30.000 km muss das thermische Spiel der Ventile überprüft und ggf. angepasst werden. Bei Bedarf (bei häufigem metallischem Klopfen) sollte das thermische Ventilspiel vor 30.000 km überprüft und eingestellt werden. Darüber hinaus sollten alle 60.000 km der Zahnriemen und die Wellendichtringe des Nockenwellenantriebs ausgetauscht werden.

Es gibt vier Arten der Wartung: EO – tägliche Wartung, TO-1 – Wartung 1, TO-2 – Wartung 2 und SO – saisonale Wartung. Überprüfen Sie während TO-1 den Sitz der Ventile in den Sitzen, ob eine Biegung der Stange, des Ventils, Risse in der Ventilplatte und der Zustand der Feder vorliegen. Wenn der Ventilschaft verbogen ist, wird er unter einer Presse gerade gerichtet; wenn der Ventilteller gerissen ist, muss das Ventil ersetzt werden; wenn die Feder schwach ist, muss sie ebenfalls ersetzt werden. Während TO-2 werden die oben genannten Verfahren durchgeführt und zusätzlich die Nockenwelle auf Biegung überprüft; Verschleiß von Lagerzapfen und Nocken. Wenn eine Biegung vorhanden ist, wird diese unter Druck begradigt und verschlissene Zapfen und Nocken werden auf eine der Reparaturgrößen geschliffen. Stellen Sie fest, ob die Stange verbogen oder der Drücker abgenutzt ist. Wenn die Stange gebogen wird, wird sie begradigt und der Drücker wird auf eines der Reparaturmaße aufgebohrt. Überprüfen Sie den Zustand der Kipphebel.

Nach allen oben genannten Vorgängen werden Anpassungsarbeiten durchgeführt. Überprüfen Sie den thermischen Abstand zwischen den Stößeln und den Spitzen der Kipphebel und stellen Sie ihn ein. Das Spiel wird mit einer Fühlerlehre bei vollständig geschlossenen Ventilen und kaltem Motor eingestellt. Die Einstellung des Ventilspiels erfolgt ausgehend vom ersten Zylinder in einer Reihenfolge, die der Betriebsreihenfolge der Motorzylinder entspricht.

Das Spiel wird auf den gewünschten Wert eingestellt, indem die Schieber-Einstellschraube oder die Kipphebelschraube gedreht und die Kontermutter gelöst wird. Der Spalt muss den Werksangaben entsprechen. Bei ZAZ-53-, ZIL-130- und YaMZ-236-Motoren sollte der Spalt beispielsweise 0,25 - 0,30 mm betragen.

Um den Kolben des ersten Zylinders während der Kompression auf den oberen Totpunkt zu bringen, verwenden Sie die Ausrichtungsmarkierungen des Motors.

Der Zylinder, der Zylinderkopf, die Stange und andere Ventilantriebsmechanismen erwärmen sich, wenn sich der Motor auf 80–150 °C erwärmt, und die Ventile auf 300–600 °C. Gleichzeitig verringert sich der thermische Spalt zwischen den Teilen. was bei Temperaturen und Verformungen von Teilen keinen festen Sitz des Ventils auf dem Sitz gewährleistet.

Wenn der Motor beispielsweise mit einem zu kleinen thermischen Spiel des Auslassventils läuft, überhitzt sich die Platte, es entstehen Risse, der Ventilsitz wird weicher und sein Verschleiß beschleunigt sich durch Gasdurchbrüche. Wenn andererseits die thermische Lücke größer als nötig ist, kommt es beim Betätigen der Ventile zu einem starken Klopfen und es kommt zu einem starken Verschleiß der Teile des Gasverteilungsmechanismus.

In der Praxis wird die thermische Lücke üblicherweise mit einer Stahlsonde bei 20 - 25 o C bestimmt (Abbildung 2.6). Wenn die Temperatur der Stahlteile des Ventilantriebs und der Aluminiumteile, in denen sie eingebaut sind, von der angegebenen Temperatur abweicht, muss eine Korrektur vorgenommen werden, da bei sinkender Temperatur der Teile der gemessene Spalt kleiner wird , und wenn es zunimmt, wird es größer. Es ist auch zu berücksichtigen, dass bei Verschleiß der Kontaktflächen der tatsächliche Spalt größer ist als der mit der Fühlerlehre gemessene, da die Rillen 4, die sich unter dem unteren Hohlraum der Fühlerlehre befinden, nicht berücksichtigt werden ( Abbildung 2.6 a). Daher ist es besser, einen Indikator zu verwenden, um den Hub des Betätigungshebels im Bereich seines Kontakts mit dem Ventil zu ändern.

Die Grundlage für die normale Funktion eines Motors ist der koordinierte Betrieb aller seiner Mechanismen und Systeme. Eine dieser wichtigen Komponenten des Aggregats ist der Gasverteilungsmechanismus, der dafür verantwortlich ist, alle Zylinder des Autos mit Luft zu versorgen und Abgase abzuleiten.

Zweck und Funktionsprinzip des Zahnriemens

Der Gasverteilungsmechanismus in einem Verbrennungsmotor ist darauf ausgelegt, das Luft-Kraftstoff-Gemisch oder die Luft rechtzeitig in die Zylinder zu leiten und von dort Abgase abzugeben. Der Mechanismus funktioniert durch das rechtzeitige Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassventile.

Der Arbeitsprozess der Steuerzeiten basiert auf der synchronen Bewegung von Nockenwelle und Kurbelwelle, wodurch die Ventile zum richtigen Zeitpunkt im Motorzyklus geöffnet und geschlossen werden. Bei der Drehbewegung der Nockenwelle drücken die Nocken auf die Hebel und damit auf die Ventilschäfte und öffnen diese. Die nächste Umdrehung der Nockenwelle dreht den Nocken, der seine ursprüngliche Position einnimmt und das Ventil schließt.

Klassifizierung von Gasverteilungsmechanismen

Motoren moderner Autos sind mit unterschiedlichen Gasverteilungsmechanismen ausgestattet, die folgende Klassifizierung aufweisen:

Abhängig von der Position der Nockenwelle - unten oder oben.
Abhängig von der Anzahl der Nockenwellen – eine oder SONC (Single OverHead Camshaft) oder zwei Wellen – DOHC (Double OverHead Camshaft).
Abhängig von der Anzahl der Ventile - von 2 bis 5.
Abhängig von der Art des Wellenantriebs – Zahnrad, Kette oder Zahnriemen.

Motoren mit obenliegender Welle gelten als die effizientesten und werden am weitesten verbreitet. Bei ihnen werden die Ventile über Stößelhebel von der Nockenwelle angetrieben. Dies vereinfacht die gesamte Konstruktion, reduziert das Motorgewicht und verringert die Trägheitskraft. Bei dieser Anordnung ist die Welle im Kopf neben den Ventilen montiert. Die Bewegung der Kurbelwelle wird über eine Rollenkette oder einen Zahnriemen übertragen.

Wenn sich die Steuerwelle in der unteren Position befindet, ist sie neben der Kurbelwelle im Zylinderblock montiert. Die Kraft wird über Drücker über Kipphebel auf die Ventile übertragen. Die Nockenwelle greift über ein Zahnrad in die Kurbelwelle ein. Diese Motorkonstruktion gilt als kompliziert und die Trägheit der beweglichen Teile des Mechanismus wird zunehmen.

Die Anzahl der Nockenwellen des Mechanismus und der Ventile pro Zylinder hängt von der Motorversion ab. Je mehr Ventile es hat, desto besser werden die Flaschen mit Luft oder einem brennbaren Gemisch gefüllt und von Gasen befreit. Dadurch kann sich der Motor weiter entwickeln. Eine ungerade Anzahl an Ventilen bedeutet mehr Einlassventile als Auslassventile.

Zeitmessgerät

Der Gasverteilungsmechanismus besteht aus den folgenden Hauptelementen:

1. Nockenwelle. Öffnet Ventile in einer bestimmten Reihenfolge, abhängig von der Betriebsreihenfolge der Zylinder. Es besteht aus Gusseisen oder Stahl und die Reibflächen werden durch Hochfrequenzströme gehärtet. Es kann im Zylinderkopf oder im Kurbelgehäuse montiert werden. Mehrventilmotoren verfügen über zwei Nockenwellen, von denen eine die Einlassventile und die andere die Auslassventile steuert. Die Welle dreht sich auf zylindrischen Lagerzapfen. Die direkte oder indirekte Einwirkung auf das Ventil erfolgt über auf der Welle befindliche Nocken. Jede Nocke entspricht einem Ventil.

2. Ventilantrieb. Der Antrieb der Ventile erfolgt auf unterschiedliche Weise: Wenn sich die Nockenwelle im Kurbelgehäuse befindet, wird die Kraft der Nocken auf die Stößel, Stangen und Kipphebel übertragen.

Der Kipphebel (Kipphebel oder Rollenhebel) besteht aus Stahl und ist auf einer Hohlachse montiert, die in den Zylinderkopfstreben befestigt ist. Eine Seite davon ruht auf dem Wellennocken und die andere Seite drückt auf das Ende des Ventilschafts. Bei laufendem Motor erwärmen sich die Ventile und dehnen sich aus, was zu einem unvollständigen Sitz im Sitz führen kann. Daher muss zwischen Ventil und Kipphebel ein thermischer Spalt eingehalten werden.

Der Nocken kann auch über einen Hebel oder direkt auf dessen Stößel auf das Ventil einwirken. Drücker können in mechanischer (starrer), Rollenausführung oder in Form eines hydraulischen Kompensators hergestellt werden. Der erste Typ wird aufgrund von Geräuschen fast nie verwendet, während der zweite Typ weich ist und keine Anpassungen erfordert. Rollenstößel werden in Hochleistungs- und Sportmotoren eingesetzt.

3. Nockenwellenantriebsmechanismus. Die Übertragung erfolgt über Ketten-, Riemen- oder Zahnradgetriebe. Der Kettenriemen ist zuverlässig, kompliziert in der Konstruktion und teuer, der Riemenriemen ist billiger, aber weniger zuverlässig, und wenn der Riemen reißt, kann es durch den Aufprall der Ventile auf die Kolben zu Motorschäden kommen.

4. Ventile. Entwickelt, um die Einlass- und Auslasskanäle zu öffnen und zu schließen. Sie bestehen aus einem Stab und einem Kopf, an dem sich eine schmale, schräg abgeschrägte Fase befindet, die eng an die Fase des Sitzes angrenzt, wofür sie zusammengeschliffen sind. Die Einlassventilköpfe sind größer als die Auslassventilköpfe. Da sich die Auslässe jedoch stärker erwärmen, bestehen sie aus hitzebeständigem Stahl und sind zur besseren Kühlung innen mit Natrium gefüllt.

Der zylindrische Ventilschaft ist von oben bearbeitet, um eine Feder zu befestigen, die verhindert, dass er sich vom Kipphebel löst, der auf der Unterlegscheibe am Kopf aufliegt und durch eine Druckplatte fixiert wird. Um das Eindringen von Öl in den Brennraum zu verhindern, wird die Stange in eine in den Zylinderkopf eingepresste Führungshülse gesteckt; darauf ist eine ölreflektierende Kappe aufgesetzt.

Ventilsteuerung

Als Phasen der Ventilsteuerung gelten der Beginn des Öffnens und der Zeitpunkt des Schließens des Ventils, ausgedrückt in Grad des Kurbelwellendrehwinkels relativ zu den Totpunkten. Die beste Reinigung des Zylinders von Abgasen wird erreicht, indem das Auslassventil vor dem unteren Totpunkt (BDC) geöffnet und nach dem OT geschlossen wird. Die Zylinder werden mit Luft oder einem brennbaren Gemisch gefüllt, wenn das Einlassventil vor dem oberen Totpunkt öffnet und nach dem oberen Totpunkt schließt. Der Zeitraum des gleichzeitigen Öffnens beider Ventile wird als Überlappung bezeichnet.

Die Phasen werden beim Motorenhersteller experimentell ausgewählt und hängen von dessen Bauart und Drehzahl ab. Dabei wird die Oszillation von Gasen so genutzt, dass vor dem Schließen des Einlassventils eine Druckwelle und vor dem Schließen des Auslassventils eine Verdünnungswelle entsteht. Diese Phasenauswahl verbessert gleichzeitig die Befüllung der Zylinder mit Luft oder Gemisch sowie deren Reinigung von Abgasen.

Der Zeitmechanismus wird mithilfe von Markierungen auf den Zahnrädern installiert. Eine Abweichung von ein paar Zähnen oder Ritzeln kann dazu führen, dass das Ventil gegen den Kolben schlägt und einen Motorschaden verursacht. Die Konstanz der Phasen bleibt bei Vorhandensein einer thermischen Lücke im Ventilmechanismus erhalten, deren Verletzungen zu einer Verkürzung oder Verlängerung der Öffnungsdauer führen.

Für jeden Motor gibt der Hersteller die Ventilsteuerzeiten in Form eines Diagramms an, das die Öffnungs-, Schließ- und Überschneidungsmomente der Ventile zeigt.