WYDZIAA
MECHANICZNY
Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn
specjalność: pojazdy samochodowe
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
Temat ćwiczenia: Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
Numer ćwiczenia: IB - 5
Laboratorium z przedmiotu:
LABORATORIUM POJAZDÓW
Kod:
Białystok 2006
LABORATORIUM POJAZDÓW
Temat: Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
SPIS TREÅšCI
1. CEL I ZAKRES ĆWICZENIA....................................................................................................3
2. WPROWADZENIE .....................................................................................................................3
2.1. Kinematyka układu rozrządu ...............................................................................................4
2.2. Niesprawności występujące w układach rozrządu...............................................................5
3. METODYKA POMIARÓW........................................................................................................5
3.1. Sprawdzenie wiedzy ogólnej ...............................................................................................6
3.2. Zapoznanie siÄ™ z budowÄ… stanowiska ..................................................................................6
3.3. Przebieg pomiarów oraz wykonanie napraw i regulacji ......................................................8
3.4. Parametry pracy i dane regulacyjne .....................................................................................9
4. WYMAGANIA BHP...................................................................................................................9
5. SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA ...........................................................................................9
6. LITERATURA.............................................................................................................................9
PROTOKÓA
POMIAROWY ..............................................................................................................9
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
2
LABORATORIUM POJAZDÓW
Temat: Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
1. CEL I ZAKRES ĆWICZENIA
Celem zajęć jest zapoznanie studentów z ogólną budową, kinematyką, rodzajami zu\
yć i sposobami na-
prawy elementów układu rozrządu.
2. WPROWADZENIE
Układem rozrządu nazywamy mechanizm sterujący doprowadzeniem czynnika roboczego do cylindrów i
odprowadzeniem spalin do kolektora wydechowego.
Oddziaływanie rozrządu na pracę silnika jest szczególnie istotne dla napełnienia przestrzeni roboczej cy-
lindrów. Podstawowym wskaz
nikiem charakteryzującym proces napełnienia silnika jest współczynnik spraw-
noÅ›ci wolumetrycznej ·½, którego wartość zale\
y od parametrów termodynamicznych i przepływowych czynni-
ka roboczego oraz od:
" konstrukcji kanałów w głowicy,
" kÄ…ta przylgi zaworowej,
" kształtu zewnętrznych przewodów dolotowych i występujących w nich zjawiskach gazodynamicznych,
" wielkości czasoprzekrojów otwarcia zaworów,
" ciśnienie i temperatura powietrza na wlocie do filtra,
" oporów przepływu przez filtr,
" temperatury powietrza w kanale dolotowym,
" temperatury paliwa.
Przepływ czynnika przez kanały dolotowe i wylotowe jest ró\
ny, wpływają na to przeciwne kierunki opływu
grzybków zaworowych i ró\
ne parametry termodynamiczne czynnika opływającego zawory. Wzrost prędkości
przepływu w przewodach dolotowych zmienia wskaz
nik napełnienia  rosną opory przepływu czynnika. Na
wylocie z cylindra spaliny mają w początkowej fazie prędkość krytyczną która następnie maleje, a w końco-
wym etapie suwu wydechu tłok poruszający się z prędkością malejącą do zera usuwa resztki spalin.
W silnikach czterosuwowych z doładowaniem rośnie ilość dostarczonego przez sprę\
arkÄ™ (turbosprÄ™\
arkÄ™)
powietrza i wzrasta współczynnik napełnienia. Dostarczone z nadciśnieniem powietrze usuwa resztki spalin
pozostałych z poprzedniego suwu.
Rys.1. Czasoprzekroje zaworów silnika czterosuwowego
Poprawne przepłukiwanie cylindrów zapewnia się przez dobór kąta pokrycia zaworów ąpok. W silnikach bez
doÅ‚adowania kÄ…t pokrycia zaworów Ä…pokr=10-60° OWK, a dla silników doÅ‚adowanych turbosprÄ™\
arkÄ… Ä…pokr=120-
140° OWK.
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
3
LABORATORIUM POJAZDÓW
Temat: Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
2.1. Kinematyka układu rozrządu
Wykres kinematyczny krzywki harmonicznej przedstawiony jest na rys.2.
Rys.2. Wykres kinematyczny krzywki harmonicznej.
Dobór skoku zaworu dolotowego h dokonuje się w zakresie:
h=(0,2-0,21)d  zawór wydechowy,
h=(0,25-0,3)d  zawór dolotowy.
Średnica zaworu, kształt kanału, kształt krzywki wymuszającej ruch zaworu mają wpływ na współczynnik
napełnienia.
W celu otrzymania du\
ego współczynnika napełnienia nale\
y zaprojektować krzywkę o mo\
liwie du\
ej
przepustowości czynnika. Miarą przepustowości czynnika jest wskaz
nik wypełnienia pola pod krzywką wznio-
su.
Rys.3.Oznaczenia do obliczeń wskaz
nika wypełnienia.
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
4
LABORATORIUM POJAZDÓW
Temat: Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
Rys.4. analiza kinematyczna poło\
enia tłoka i zaworów
Wskaz
nik wypełnienia pola pod krzywą wzniosu zaworu (rys.3):
Wyra\
enie umieszczone w liczniku nazywa siÄ™ kÄ…toprzekrojem.
Ze względów konstrukcyjnych i eksploatacyjnych bardzo istotne znaczenie ma dobór rozstawu zaworów i
ich usytuowanie względem tłoka dla tego te\
dÄ…\
y się do zachowania między zaworami i denkiem tłoka odle-
głości większej od 1mm (rys.4).
2.2. Niesprawności występujące w układach rozrządu
Zu\
ycie elementów układu rozrządu pociąga za sobą naruszenie procesów zachodzących w cylindrach.
Ich następstwem jest zmiana wskaz
ników pracy silnika:
Współczynnik napełnienia cylindra, współczynnik zanieczyszczenia świe\
ego ładunku, ciśnienie sprę\
ania,
ciśnienie efektywne itd., a tym samym zmienia się (maleje) moc silnika, moment obrotowy i zwiększa zu\
ycie
paliwa.
Najczęściej występujące niedomagania związane z pracą układu rozrządu związane są najczęściej z:
zwiększonym lub zmniejszonym luzem zaworowym, zu\
yciem układu napędowego, zu\
yciem powierzchni
sto\
kowej przylgi grzybka zaworowego i gniazda głowicy, oraz rzadziej z: zu\
yciem czopów ło\
yskowych wał-
ka rozrzÄ…du, zu\
yciem krzywek, zu\
ycie powierzchni popychaczy, dz
wigienek zaworowych i uszkodzeniu
sprÄ™\
yn zaworowych.
Naruszenie szczelności zamknięcia komory spalania przez układ rozrządu prowadzi do utrudnionego roz-
ruchu silnika, pojawienia się stuków, spadku ciśnienia sprę\
ania i wzrostu zu\
ycia paliwa.
3. METODYKA POMIARÓW
Zajęcia laboratoryjne powinny przebiegać zgodnie z podaną przez prowadzącego kolejnością. Zmiana ko-
lejności wykonywania poszczególnych zadań mo\
liwa jest tylko po ustaleniu tego z prowadzącym zajęcia.
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
5
LABORATORIUM POJAZDÓW
Temat: Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
3.1. Sprawdzenie wiedzy ogólnej
Warunkiem przystąpienia do zajęć jest wykazanie się wiedzą teoretyczną z zakresu tematu zajęć laborato-
ryjnych. Sprawdzenie wiadomości z zakresu tematu wykonywanego ćwiczenia odbędzie się na podstawie
zaliczenia pisemnego po zakończeniu bloku tematycznego.
3.2. Zapoznanie siÄ™ z budowÄ… stanowiska
Pomiary wzniosu zaworów wydechowego i dolotowego w funkcji obrotu wału korbowego, luzu zaworowe-
go, zaworów wydechowego i dolotowego, przemieszczenia tłoka w funkcji obrotu wału korbowego przeprowa-
dza się na silniku z wykorzystaniem: czujnika zegarowego, szczelinomierza i głębokościomierza.
NaprawÄ™ gniazd zaworowych przeprowadza siÄ™ na silniku z wykorzystaniem: czujnika zegarowego, szcze-
linomierza i głębokościomierza.
Ogólny widok szlifierki do zaworów przedstawia rysunek 5. Silnik szlifierki jest oddzielony od wrzeciona i
ustawiony elastycznie. Wrzeciono mo\
e przesuwać się a krzywka tarczowa powoduje ruch posuwisto  zwrot-
ny wrzeciona. Szlifierka wyposa\
ona jest w dające łatwo przesunąć się suporty. Suport poprzeczny słu\
y do
nastawiania głębokości szlifowania, a wzdłu\
ny do ustawienia średnicy na środku powierzchni roboczej.
Do mocowania szlifowanych zaworów słu\
Ä… sprÄ™\
ynujÄ…ce tulejki zaciskowe. Na szlifierce tej mo\
na rów-
nie\
szlifować czoła trzonków zaworów.
Rys.5. Szlifierka do szlifowania zaworów.
Rys.6. Frezy do obróbki gniazd zaworowych.
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
6
LABORATORIUM POJAZDÓW
Temat: Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
Tabela 1 Wymiary frezów do frezowania zaworów.
Docieraczka do zaworów (rys.7.) jest to narzędzie umo\
liwiające niwelowanie drobnych błędów kształtu
przylgni grzybka zaworowego i gniazda. Docieraczka wyposa\
ona jest w mechanizm zmieniajÄ…cy jednokierun-
kowy ruch korby w dwukierunkowy obrotowy ruch wrzeciona. Docieraczka jest narzędziem uniwersalnym a
komplet końcówek umo\
liwia Å‚atwe jej przystosowanie do ka\
dego typu silnika.
Rys.7. Ręczna docieraczka do zaworów.
Wyposa\
enie stanowiska:
- Czujnik zegarowy MDAh z podstawÄ… MDZa,
- Szczelinomierz MWSb,
- Głębokościomierz suwmiarkowy MAGf 630,
- Trzpień specjalny,
- Komplet frezów do frezowania gniazd zaworowych,
- Szlifierka do zaworów OPR  823,
- Zestaw do docierania gniazd zaworowych.
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
7
LABORATORIUM POJAZDÓW
Temat: Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
3.3. Przebieg pomiarów oraz wykonanie napraw i regulacji
Określenie poło\
enia tłoka i zaworów w funkcji w funkcji obrotu wału korbowego
Określenie poło\
enia tłoka oraz zaworów dolotowego i wydechowego w funkcji obrotu wału korbowego
przeprowadza się wykonując następujące czynności:
" ustalić i zanotować luz zaworowy zaworu dolotowego i wydechowego,
" obracając kołem zamachowym silnika ustalić GZP tłoka,
" obracając kołem zamachowym silnika wykonać pomiary:
- przemieszczenia tłoków funkcji obrotu wału korbowego,
- wzniosu zaworu dolotowego w funkcji obrotu wału korbowego,
- wzniosu zaworu wydechowego w funkcji obrotu wału korbowego
Naprawa gniazd zaworowych i zaworów
Naprawa gniazda zaworu wymaga wykonania następujących czynności:
" zdemontować zawory,
" zdjąć warstwÄ™ materiaÅ‚u frezem o kÄ…cie 45º do momentu wyprowadzenia Å›ladów zu\
ycia,
" dolnÄ… część przylgi podciąć frezem o kÄ…cie 75º w celu zmniejszenia jej szerokoÅ›ci,
" górnÄ… część przylgi podciąć frezem o kÄ…cie 15º,
" wygÅ‚adzić warstwÄ™ materiaÅ‚u frezem wykaÅ„czajÄ…cym o kÄ…cie 45º do momentu w którym szerokość przylgi
B osiągnie wymiar wymagany przez producenta silnika (najczęściej wynosi B = 1,0-2,5 mm i dla zaworu dolo-
towego jest zawsze większy ni\
dla zaworu wydechowego).
Uwaga:
W czasie frezowania trzpień oprawki freza powinien wchodzić do otworu prowadnicy zaworu z luzem
nie większym ni\
0,05 mm.
Naprawa grzybka zaworu wymaga wykonania następujących czynności:
" sprawdzić prostoliniowość trzonka zaworu (dopuszczalna nieprosto liniowość nie mo\
e być większa ni\

0,05 mm),
" zamocować zawór w uchwycie szlifierki,
" korpus ustawić pod kÄ…tem wymaganym przez producenta silnika (45 lub 60º)
" szlifować zawór przy prędkości obrotowej ściernicy 6500 Obr/min i prędkości obrotowej uchwytu z zawo-
rem 160 Obr/min do momentu w którym sto\
kowa powierzchnia przylgi będzie czysta, bez zadziorów, rys i
graniastości (cylindryczna powierzchnia zaworu nie mo\
e być mniejsza ni\
0,5 mm)
" sprawdzić bicie sto\
kowej przylgni grzybka w odniesieniu do trzonka zaworu (dopuszczalne bicie wynosi
0,05 mm).
Docieranie gniazda zaworu wymaga wykonania następujących czynności:
" wło\
yć zawór w prowadnicę zaworu,
" na przylgnię zaworową nanieść pastę polerską,
" docierać zawór i gniazdo zaworowe docieraczką ręczną do momentu w którym na całym obwodzie przy-
lgni powstaną równomierne matowe paski szerokości 1,5-3,0 mm, a górna część matowego paska znajduje
się w odległości nie mniejszej ni\
1 mm od brzegu (górnej krawędzi) przylgni grzybka zaworowego,
" zmontować zawór ze sprę\
ynami w głowicy silnika,
" przeprowadzić kontrolę szczelności wlewając do kanału dolotowego kilka ły\
eczek nafty,
" sprawdzić po 10  15 min.czy przez zawór nie przedostaje się nafta,
" powtórzyć czynności docierania i kontroli szczelności dla zaworu wydechowego,
" je\
eli przy grzybku zawor pojawi się tylko lekki ślad nafty mo\
emy uznac \
e zawór zamyka się szczelnie,
" je\
eli przy grzybku zawora pojawiajÄ… siÄ™ widoczne krople nafty nale\
y powtórzyć docieranie zaworów,
" jakość naprawy mo\
emy sprawdzić równie\
za pomocą urządzeń pneumatycznych.
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
8
LABORATORIUM POJAZDÓW
Temat: Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
3.4. Parametry pracy i dane regulacyjne
Wartości kątów faz rozrządu i wyprzedzenia zapłonu.
4. WYMAGANIA BHP
Podczas pracy na stanowisku nale\
y stosować się do zasad BHP obowiązujących w Laboratorium Pojaz-
dów. Nie nale\
y przystępować do demonta\
u bez zgody osoby prowadzÄ…cej. Podczas przeprowadzania czyn-
ności zarówno demonta\
owych jak i monta\
owych nale\
y:
- u\
ywać tylko słu\
ących do tego celu narzędzi i przyrządów nieuszkodzonych,
- elementy demontowane układać w wyznaczonym miejscu,
- czynności demonta\
owe elementów nale\
y wykonywać uwa\
nie, uwzględniając mo\
liwość spowodowania
przez nie uszkodzenia ciała,
- o zaistniałych zdarzeniach niezwłocznie poinformować prowadzącego ćwiczenie
5. SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA
Sprawozdanie studenckie winno zawierać:
- Stronę tytułową
- Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego
- Wykres wzniosu zaworów wydechowego i dolotowego w funkcji obrotu wału korbowego z naniesionym
luzem zaworowym zaworów wydechowego i dolotowego
- Porównanie wartości kątów charakteryzujących pracę układu rozrządu z danymi regulacyjnymi
- Wykres drogi tłoka w funkcji obrotu wału korbowego
- Wartość wskaz
nika wypełnienia W.
- Kołowy wykres faz rozrządu
- Wykaz czynności podczas naprawy gniazd zaworowych
- Rysunek gniazda i przylgni zaworowej oraz ocenię jakość dokonanej pracy
- Protokół pomiarowy
- Wnioski
6. LITERATURA
1.Stawiszyński F. : Poradnik mechanika samochodowego. WKA
Warszawa 1975
2.Jędrzejewski J. : Obliczanie tłokowego silnika spalinowego. WT-N Warszawa 1984
3.BN-80/1374-06 Silniki samochodowe. Badania stanowiskowe. Pomiary statyczne.
PROTOKÓA
POMIAROW
Instrukcja do zajęć laboratoryjnych
9
Białystok, dn& & & & & &
WYDZIAA
MECHANICZNY
Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn
specjalność: pojazdy samochodowe
PROTOKÓA
POMIAROWY
Budowa i działanie układów rozrządu silników spalinowych
Lp Poło\
enie wału Droga Wznios zaworów Lp Poło\
enie Droga Wznios zaworów
korbowego tłoka wału tłoka
korbowego
Dolotowy Wylotowy Dolotowy Wylotowy
& & & & & & & & & & & & .. & & & & & & & & & & &
data wykonania ćwiczenia podpis prowadzącego