Механизм газораспределения обеспечивает согласованное с движением поршня открытие и закрытие клапанов, а также вращение вала топливного насоса. К особенностям механизма газораспределения тракторов Т-40 и Т-40А можно отнести: расположение штанг толкателей снаружи в отдельных кожухах и размещение деталей привода к клапанам на каждой головке.
Рис. 10. Механизм газораспределения и декомпрессионный механизм трактора Т-40.
I - Декомпрессионный механизм включен;
II - Декомпрессионный механизм выключен;
1) - Рукоятка;
2) – Рычаг;
3) – Тяга;
4) – Рейка;
5) – Рычаг;
6) – Пластина;
7) – Пружина;
8) – Крышка;
9) – Регулировочный винт;
10) – Гайка;
11) – Стайка коромысел;
12) – Коромысло;
13) – Пружинное кольцо;
14) – Ось;
15) – Штанга толкателя;
16) – Кожух штанги;
17) – Шайба;
18) – Пружина клапана;
19) – Головка цилиндра;
20) – Направляющая втулка;
21) – Впускной клапан;
22) – Выпускной клапан;
23) – Седло клапана;
24) – Уплотнительная втулка;
25) – Втулка толкателя;
26) – Толкатель;
27) – Валик;
28) – Распределительный вал;
29) – Ведомая шестерня;
30) – Промежуточная шестерня;
31) – Штифт;
32) – Упорный подшипник;
33) – Ведущая шестерня.
Распределительный вал (28) имеет 3 опорные шейки: переднюю, среднюю, заднюю и 8 кулачков. Для того чтобы облегчить установку распределительного вала в картер двигателя трактора Т-40 опорные шейки имеют разный размер. Передняя шейка заканчивается хвостовиком, на который насаживается ведомая шестерня (29) распределения (к шейке она крепится тремя болтами). В промежутке между болтами в плоскости симметрии впускного кулачка 1-го цилиндра располагается штифт (31), который входит в точно обработанное отверстие на шестерне. В этот же хвостовик запрессовывается упорный подшипник (32), который имеет форму ступенчатого пальца. На задней шейке имеется паз, через который масло поступает к головкам цилиндров. В процессе работы двигателя торец шестерни прижимается к бурту втулки, которая запрессована в переднюю стенку картера двигателя. Между торцом упорного подшипника (32) и торцом бобышки на крышке распределительных шестерён остаётся зазор (0,2-1,9 мм) в пределах которого распределительный вал перемещается вдоль своей оси. Все кулачки распределительного вала имеют одинаковый профиль. Рабочие поверхности кулачков и опорных шеек прошли закалку. Взаимное расположение кулачков и положение их относительно штифта (31) определяет порядок работы цилиндров и диаграмму газораспределения. Впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются при таком положении поршня, когда обеспечивается лучшее наполнение цилиндра воздухом и очистка его от продуктов сгорания топлива.
Рис. 11. Диаграмма газораспределения двигателя трактора Т-40.
1) – Впуск;
2) – Сжатие;
3) – Рабочий ход (сгорание и расширение);
4) – Выпуск.
На рис. 11 представлена диаграмма газораспределения, на которой открытие и закрытие клапанов показано по углу поворота коленчатого вала. Из диаграммы видно, что впускной клапан открывается при такте выпуска, когда поршень не дойдёт до в.м.т. (верхняя мёртвая точка) на 16 град. Закрывается он при такте сжатия через 40 град. до н.м.т. (нижняя мёртвая точка). Выпускной клапан открывается за 40 град. до н.м.т. при рабочем ходе и закрывается через 16 град. после в.м.т. при такте впуска.
Толкатели (26) [рис. 10] изготавливаются в виде ступенчатого кольца с проточкой для валика декомпрессионного механизма и сферической выемкой для штанги толкателя. При вращении распределительного вала кулачки поднимают толкатели на 7,5 мм.
Штанги толкателей (15) изготавливаются из дюралюминиевого прутка, на который с обеих сторон напрессовываются стальные закалённые наконечники. Данной конструкцией штанги обеспечивается постоянство зазора между бойком коромысла и торцом клапана на холодном и подогретом двигателе. Каждая штанга помещается в отдельный кожух (16) из тонкостенной трубы. Нижний конец кожуха вставляется во втулку (25) толкателя, а верхний - в головку цилиндра. Оба конца уплотняются втулками (24), изготовленными из маслобензостойкой резины. Движение от толкателей через штанги передаётся к приводу клапанов, который устанавливается на каждой головке цилиндров.
Стойка (11) коромысел имеет канал для подвода масла и отверстие для оси (14). Стойка крепится к головке при помощи двух длинных шпилек и одной короткой.
Коромысла (12) клапанов (левое и правое) на одном конце снабжены резьбовыми отверстиями для регулировочного винта (9) и сквозные сверления для подвода масла, а на другой – закалённые радиусные поверхности. В отверстие ступицы в верхней части коромысла запрессована бронзовая втулка с кольцевой канавкой и отверстием для подвода масла. Сверху в ступице сделано сверление, через которое масло поступает к радиусной поверхности. Перемещение коромысла вдоль оси с одной стороны ограничивается торцами стойки, а с другой стороны – пружинными кольцами (13).
Впускной клапан (21) изготавливается из хромированной стали, а выпускной клапан (22) выполняется из жаростойкой стали. Верхние торцы стержней клапанов закалены. В верхнюю канавку на стержне входит выступ сухарей. В тарелку установлено упорное кольцо, которое входит в паз над сухарями и препятствует их выпадению. Снизу стержень клапана заканчивается тарелкой с конусной поверхностью и пазом (конусной поверхностью клапаны прижимаются к сёдлам (23) клапанов). Паз используется при притирке клапанов. Диаметр тарелки впускного клапана больше диаметра тарелки выпускного клапана на 6 мм. Клапаны перемещаются в направляющих втулках (20), которые изготовлены из антифрикционного чугуна и запрессованы в головку до упора в бурт на втулке. Сухари (9) [рис. 8] удерживаются на клапане тарелкой (8), которую снизу поджимает пружина клапана. На каждом клапане установлено по пружине, опирающейся на шайбу (17).
Рис. 8. Двигатель Д-37М (продольный разрез) трактора Т-40.
1) – Маховик;
2) – Корпус сальника;
3) – Маслоотражатель;
4) – Сальник;
5) – Втулка толкателя;
6) – Картер двигателя;
7) – Форсунка;
8) – Тарелка пружины клапана;
9) – Сухарь;
10) – Шпилька;
11) – Головка цилиндра;
12) – Впускной клапан;
13) – Выпускной клапан;
14) – Седло клапана;
15) – Цилиндр;
16) – Прокладка;
17) – Передний лист;
18) – Маслозаливная горловина;
19) - Счётчик мото-часов;
20) – Крышка распределительных шестерен;
21) – Маслоотражатель;
22) – Сальник;
23) – Крышка коренного подшипника;
24) – Коленчатый вал;
25) – Опора коренного подшипника;
26) – Картер маховика.
Сверху весь привод клапанов закрыт крышкой (8). Движение от толкателей через штанги (15) передаётся к коромыслам (12), которые радиусными поверхностями нажимают на торцы клапанов, сжимают пружины (18) и открывают клапаны.
Согласованное движение клапанов и поршня осуществляется благодаря строго определённому положению кривошипов коленчатого вала относительно кулачков распределительного вала при их одновременном вращении. Помимо этого, соответствующей установкой шестерен распределения движение поршня увязано с вращением кулачкового вала топливного насоса.
Установка шестерен распределения представлена на рисунке 12.
Рис. 12. Установка шестерен распределения.
1) – Ведомая шестерня;
2) – Промежуточная шестерня;
3) – Ведущая шестерня;
4) – Шестерня привода масляного насоса;
5) – Шестерня масляного насоса;
6) - Шестерня привода насоса гидравлической системы;
7) - Шестерня привода топливного насоса.
На коленчатом валу укреплена 20-тизубовая ведущая шестерня (3) распределения с меткой С на торце зуба, который расположен под углом 29 град. 33 мин относительно шпоночного паза в сторону вращения коленчатого вала. С ведущей шестерней зацеплена промежуточная шестерня (2), у которой под впадинами выбиты три метки: С, Р, Т. Угол между метками С и Р составляет 70 град. 35 мин., а между метками С и Т равен 112 град. 56 мин. Промежуточная шестерня устанавливается так, чтобы во впадину с меткой С входил зуб ведущей шестерни с такой же меткой.
Промежуточная шестерня имеет 51 зуб. В отверстие её ступицы запрессована бронзовая втулка. Шестерня вращается на пальце, который запрессован в отверстие на передней стенке картера двигателя и прикрепляется к картеру двумя болтами. В процессе работы промежуточная шестерня прижимается к фланцу на пальце, поэтому между фланцем и шестерней установлена шайба.
Между торцом промежуточной шестерни и торцом шайбы должен быть зазор 0,03-0,47 мм. С наружной стороны шестерню от перемещения вдоль пальца удерживает шайба, которая прикреплена к нему болтом.
Во впадину с меткой Р на промежуточной шестерне входит зуб с меткой Р ведомой шестерни (1), которая укреплена на распределительном валу. Ведомая шестерня имеет 40 зубьев. Следовательно, распределительный вал делает вдвое меньше оборотов, чем коленчатый вал.
Во впадину с меткой Т на промежуточной шестерне входит зуб с меткой Т на шестерне (7) привода топливного насоса, которая тоже снабжена сорока зубьями. У этой шестерни имеется большой фланец (2) [рис. 13] с резьбовыми отверстиями, к которому двумя болтами (6) крепится промежуточная деталь – шлицевой фланец (3).
Рис. 13. Шестерня привода топливного насоса тракторов Т-40 и Т-40А.
1) – Шестерня;
2) – Фланец шестерни;
3) - Шлицевой фланец;
4) – Шлицевая втулка топливного насоса;
5) – Втулка шестерни;
6) – Болт.
Шлицы фланца соединяются со шлицами втулки (4) на валу топливного насоса. На шлицах втулки один выступ пропущен, а на шлицах фланца (3) не сделана одна впадина под шлиц, поэтому фланец можно соединить с валом насоса только в одном определённом положении. Этим обеспечивается согласованное вращение вала топливного насоса, коленчатого вала и распределительного вала. Шлицевым фланцем (3) устанавливается момент начала подачи топлива в цилиндры. В отверстие шестерни запрессована бронзовая втулка (5). Все шестерни распределения снабжены спиральным зубом. Боковой зазор между зубьями шестерен составляет 0,1-0,3 мм.
Техническое обслуживание механизма газораспределения тракторов Т-40 и Т-40А. После 240 часов эксплуатации двигателя необходимо проверить и отрегулировать зазоры между клапанами и коромыслами. При больших зазорах между клапанами и коромыслами появляются стуки, дымный выхлоп, коромысло ударяется о торец стержня клапана – это приводит к быстрому износу поверхностей коромысла и клапана и сферических опорных поверхностей регулировочного винта, штанги толкателей и толкателей. Зазор должен быть равен 0,3 мм для впускного и выпускного клапанов на непрогретом двигателе.
Клапаны регулируются в порядке работы цилиндров. Поршень первого цилиндра устанавливается в положение конца такта сжатия, когда оба клапана закрыты, затем следует совместить метку «ВМТ Д-37М» на шкиве коленчатого вала с меткой на указателе (9) [рис. 5].
Рис. 5. Двигатель Д-37М-С1 со стартером (вид справа).
1) – Кожух;
2) – Форсунка;
3) – Вентилятор;
4) – Диск;
5) – Насос гидравлической системы;
6) – Ремень вентилятора;
7) – Шкив генератора;
8) – Шкив коленчатого вала;
9) – Указатель в.м.т;
10) – Газоотводная труба;
11) – Генератор;
12) – Редукционный клапан;
13) – Центрифуга;
14) – Декомпрессионный механизм;
15) – Стартер;
16) – Картер маховика.
После этого нужно отпустить контргайку на регулировочном винте и, ввёртывая либо вывёртывая винт, установить зазор 0,3 мм, который следует проверить щупом. Штангу при этом нужно поворачивать вокруг своей оси. Особое внимание нужно обратить на тщательность затяжки контргайки на регулировочном винте. Для регулировки зазора в клапанах каждого последующего цилиндра коленчатый вал следует поворачивать на 0,5 оборота.
Дымный выхлоп и затруднённый запуск характеризуют нарушение герметичности между клапаном и седлом. Эксплуатация двигателя с данным дефектом может привести к прогоранию клапана. Для того чтобы проверить герметичность, необходимо снять головки, соблюдая при этом требуемые условия чистоты. У снятой головки герметичность клапанов проверяется путём заливания керосина во впускной и выпускной каналы. После 3-х минутной выдержки течь и просачивание керосина при повороте клапана (на любой угол) не допускается. Если керосин просачивается, клапан следует притереть. Для этого на конусную поверхность седла клапана наносится тонкий слой наждачного порошка 200-240, смешанного с дизельным маслом. Притирка производится на станке для притирки клапанов либо ручной дрелью до появления на конусной поверхности тарелки клапана и седла сплошной ровной кольцевой полоски. Не допускаются разрывы полоски или риски на её поверхности. После проведения притирки порошок и масло с деталей следует удалить.
При установке клапанов следует обращать внимание на правильность положения сухарей, которые должны плотно прилегать к поверхности клапана и тарелки. Не допускается качание тарелки пружины клапана относительно стержня клапана. Утопание либо выступание сухарей относительно верхнего торца тарелки допустимо не более 0,6 мм. После проведения сборки сухари необходимо обжать.
При разборке запрещается разукомплектовывать сухари, клапаны и тарелки клапанной пружины.
Клапаны в направляющих втулках должны легко поворачиваться и перемещаться вдоль оси. Зазор между стержнем впускного либо выпускного клапана и втулкой допускается до 0,24 мм. Относительно торцовой поверхности выточки в головке верхняя плоскость тарелки впускного клапана должна утопать на 1,75-2,55 мм, выпускного клапана – на 1,25-2,05 мм, допускается утопание до 4,5 мм.
Сёдла впускных клапанов запрессовываются в головку с натягом 0,1-0,175 мм, выпускных клапанов – с натягом 0,09-0,165 мм. Перед запрессовкой направляющих втулок либо сёдел клапанов головку следует нагреть в масле до температуры 150 градусов Цельсия. После проведения этой операции седло должно плотно (без зазора) прилегать к головке по всему диаметру. Между торцом гнезда и торцовой поверхностью седла допустимый зазор составляет не более 0,03 мм.
После проведения ремонта в собранном двигателе проверяется правильность установки шестерен распределения по меткам. В случае неверной установки шестерен двигатель дымит либо его невозможно запустить. При зависании какого-либо клапана в направляющей втулке из-за малого зазора между стержнем клапана и втулкой или из-за отложения большого количества нагара на стержне клапана и во втулке двигатель работает с перебоями и не развивает полной мощности. Поэтому при замене направляющих втулок следует обращать внимание на зазор между втулкой и стержнем клапана. Повышенное образование нагара на клапанах происходит от чрезмерно большого количества масла, попадающего на клапаны и между втулкой и клапаном, а также из-за перегрева клапанов и втулок.
При недостаточных зазорах между опорными шейками распределительного вала и втулками двигатель после непродолжительного времени работы может внезапно остановиться. Поэтому при замене данных втулок проверяются зазоры между втулками и опорными шейками, а также чистота каналов, подводящих масло к шейке. Зазор для передней шейки должен составлять 0,065-0,135 мм, для средней и задней шеек – 0,050-0,112 мм. Допускается зазор для передней и средней шеек до 0,42 мм, для задней шейки – до 0,38 мм. Распределительный вал и толкатели перед постановкой необходимо смазать дизельным маслом. Кожух штанги устанавливается в головке цилиндра заподлицо с уплотнительным кольцом. Выступание торца кожуха из кольца допускается не более 0,5 мм.