Газораспределительный механизм (ГРМ)

Автомобильный справочник

Газораспределительный механизм четырехтактных двигателей внутреннего сгорания.
Этот механизм обеспечивает своевременное поступление топливо-воздушной смеси в камеры сгорания цилиндров двигателя и выпуск из цилиндров использованных газов.

Принцип работы.
Когда необходимо заполнить цилиндр смесью, открывается впускной клапан, который открывает канал впуска рабочей смеси, при необходимости удалить из цилиндра отработанные газы, открывается выпускной клапан, открывающий канал выпуска. Таким образом обеспечивается эффективная работа двигателя.
Движения клапанов строго синхронизированы с движением коленчатого вала при помощи специального механизма, называемого газораспределительным (ГРМ).

Устройство.
Клапана установлены в каналы, проточенные в головке блока цилиндров. На клапана установлены пружины, которые держат их в закрытом положении. Для открытия клапанов установлены толкатели, которые получают движение от кулачкового вала, называемого распределительным, или распредвалом. Распредвал имеет кулачки, по одному на каждый клапан. При вращении распредвала кулачки через толкатели нажимают на шток клапана, в результате этого клапан смещается, и тарелка клапана, выходя из седла, открывает канал впуска или выпуска. Момент открытия и закрытия клапанов определяется углом расположения кулачков на валу и их формой. Форма кулачков определяет время открытого состояния клапанов. Если кулачек острый, клапан сразу после открытия начинает закрываться. Кулачки с полкой держат клапан в открытом состоянии некоторое время.

Типы ГРМ.
По расположению распредвала: с нижним положением и с верхним положением;
по количеству распредвалов: с одним валом и двумя валами;
по виду привода распредвала: ременный привод, цепной, шестерни;
по способу регулировки зазоров между клапанами и толкателями: с регулировочными шайбами и гидрокомпенсаторами или гидроопорами.
В ГРМ с нижним расположением распредвала, распредвал установлен в нижней части двигателя. Усилие на клапана передается через длинные толкатели и коромысла. Когда кулачок распредвала нажимает на толкатель, другой конец толкателя давит на плечо коромысла, а второе плечо коромысла нажимает на шток клапана. Клапан состоит из штока и тарелки. Край тарелки обработан под определенным углом для обеспечения герметичности в седле, края которого так же обработаны под углом.
ГРМ с верхним расположением распредвала имеет расположение распредвала в верхней части двигателя, на головке блока цилиндров. В таком устройстве усилие от распредвала к клапанам может передаваться через коромысла или рокеры (рычаги), или непосредственно на сами клапана через толкатели.
Толкатель имеет вид втулки, закрытой с одной стороны и вставляется в цилиндрический колодец.
В двухвальном ГРМ кулачки, открывающие впускные клапаны, расположены на одном валу, а кулачки, открывающие выпускные клапаны, на втором.
Роль привода распредвала (ремень, цепь или шестерни) состоит не только в том, чтобы привести его в движение, но и в синхронизации его вращения с коленвалом, так как клапана должны открываться и закрываться в строгом соответствии с положением поршня. В четырехтактном двигателе распредвал совершает 1 оборот при 2-х оборотах коленчатого вала.
Между штоком клапана и кулачком распредвала или коромыслом должен быть зазор порядка 0,2 миллиметра для компенсации температурных расширений. Его регулируют подбором специальной шайбы. В ГРМ с гидрокомпенсаторами зазор регулируется автоматически.