Детали механизма газораспределения

Распределительный вал представляет собой стержень с набором кулачков для закрывания и открывания впускных и выпускных клапанов. Также может иметь дополнительные кулачки, например для привода топливного насоса (у карбюраторных ДВС с верхнем расположением). При нижнем положении распределительного вала на нем предусматривается установка дополнительных шестерен для привода масляного насоса и др. узлов.

Распределительный вал изготавливается стальным (для мощных двигателей) или чугунным, подвергается закалке и тщательной механической обработке.

Толкатели (для двигателей с нижнем расположением распределительного вала) изготовляют из стали или чугуна. Стальные толкатели могут иметь наплавленную чугунную пятку, соприкасающуюся с кулачком. Днища толкателей могут быть цилиндрической, грибовидной или др. формы. Толкатели имеют углубления, в которые входят нижние концы штанг. Перемещаются толкатели в направляющих, выполненных в блоке цилиндров.

Штанги (для двигателей с нижнем расположением распределительного вала) изготовляют полыми из стали или из дюралюминия со стальными сферообразными наконечниками, которыми штанга упирается с одной стороны в толкатель, а с другой - в сферическую поверхность регулировочного винта (который ввернут в коромысло).

Коромысло изготовляют из стали или чугуна. Плечо коромысла со стороны клапана длиннее, чем со стороны штанги толкателя. Это позволяет уменьшить высоту подъема толкателя и штанги. В отверстие коромысла запрессована бронзовая втулка. Устанавливают коромысла на полых осях, которые бывают общими для всех цилиндров или выполняют отдельно для каждого цилиндра.

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапан состоит из тарельчатой плоской головки и стержня. Диаметр головки впускного клапана больше, чем выпускного. Впускные клапаны изготовляют из хромистой стали; выпускные клапаны (или их головки) - из жаростойкой стали. Вставные седла клапанов, запрессованные в головку или блок цилиндров, изготовляют из жаростойкого чугуна. Для лучшего охлаждения внутреннюю полость некоторых выпускных клапанов заполняют металлическим натрием, который имеет высокую теплопроводность и температуру плавления 98°С. При движении клапана расплавленный натрий, перемещаясь внутри стержня, отводит теплоту от головки к стержню, которая затем передается направляющей втулке 10.

Рабочая поверхность головки клапана (фаска) обычно имеет угол 45. Фаску головки клапана тщательно обрабатывают и притирают к седлу.

Стержень клапана имеет выточку, в которую вставляют сухарики 7 для крепления упорной шайбы 6 пружины клапана. Стержни клапанов перемещаются в направляющих втулках 10 - чугунных или металлокерамических.

Клапан прижимается к седлу одной или двумя пружинами. При двух пружинах направление их витков должно быть различным, чтобы при поломке одной из них ее витки не могли попасть между витками другой.

Рис. 2.21 Выпускной клапан: а - выпускной клапан, б - клапан закрыт, в - клапан открыт, г - детали механизма; 1 - корпус механизма поворота, 2 - шарики, 3 - опорная шайба, 4 – замочное кольцо, 5 - пружина клапана, 6 - упорная шайба пружины, 7 - сухарики, 8 - дисковая пружина, 9 - возвратная пружина, 10 - направляющая втулка, 11 - металлический натрий

Выпускные клапаны двигателей принудительно поворачиваются при работе, что предотвращает их заедание и обгорание. Механизм поворота состоит из неподвижного корпуса 1 (рис. 2.21 а-г), пяти шариков 2 с возвратными пружинами 9, дисковой пружины 8 и опорной шайбы 3 с замочным кольцом 4. Корпус 1 установлен на направляющей втулке 10 клапана в углублении головки цилиндров и имеет секторные пазы для шариков 2. Опорная шайба 3 и дисковая пружина 8 с зазором надеты на выступ корпуса. При закрытом клапане (рис. 2.21 б), когда усилие его пружины 5 невелико, дисковая пружина 8 выгнута наружной кромкой кверху, а внутренней кромкой опирается на заплечик корпуса /. При открытии клапана усилие его пружины 5 увеличивается, дисковая пружина 8 распрямляется и ложится на шарики 2 (рис. 2.21 в). Усилие пружины 8 передается на шарики 2, и они, перекатываясь по секторным пазам корпуса, поворачивают дисковую пружину и опорную шайбу, а следовательно, пружину клапана и клапан.

При закрытии клапана усилие его пружины уменьшается, дисковая пружина 8 прогибается и упирается в заплечик корпуса, освобождая шарики 2, которые под действием пружины 9 возвращаются в исходное положение.

Для предотвращения попадания масла в цилиндр по зазору между стержнем клапана и направляющей втулкой 2 (рис. 2.22) на ней или стержне клапана устанавливают резиновое уплотнение в виде колпачка 1 или сальника 3.

Рис. 2.22. Уплотнения клапанов: а - ЗМЗ-24, б - ВАЗ-2105; 1 - колпачок, 2 - направляющая втулка, 3 - сальник, 4 - лабиринтное уплотнение

В настоящее время все шире применяют так называемую четырехклапанную конструкцию, т. е. установку в каждом цилиндре двух впускных и двух выпускных клапанов. Это позволяет улучшить наполнение цилиндров свежей смесью, а значит, увеличить литровую мощность двигателя. Примером применения 4 –х клапанов на каждый цилиндр может двигатели ЯМЗ семейства 840.

Свеча у четырехклапанных карбюраторных двигателей расположена в центре камеры, что сокращает время сгорания смеси и улучшает топливную экономичность двигателя.