Механизм вращения клапана.

Назначение клапана — открывать и закрывать впускное или выпускное отверстия, расположенные в головке блока (двигатели с верхним расположением клапанов) или в блоке цилиндров (двигатели с нижним расположением клапанов). Основными частями клапана являются головка и стержень. Клапан должен надежно изолировать цилиндр во время тактов сжатия и рабочего хода от впускного или выпускного трубопровода и оказывать в открытом положении возможно меньше сопротивление движению газов. Плавный переход от головки клапана к его стержню уменьшает сопротивление клапана при обтекании его газами. Чтобы клапан плотно прилег ал к седлу, на его головке делают фаску, которую шлифуют и приливают к фаске седла. Головки (или тарелки) впускного и выпускного клапанов могут быть как одинакового диаметра, так и разного. Обычно головку впускного клапана делают большего диаметра для улучшения наполнения цилиндра. Например, размеры клапанов двигателя автомобиля Г АЗ-53А: диаметр головки впускного клапана 47 м, а выпускного 36 м. В дизеле КамАЗ-740 диаметр тарелки впускного клапана 51 м, а выпускного 46 м.

Клапаны работают при высокой температуре и подвергаются коррозионному действию газов. В особо тяжелых условиях работают выпускные клапаны. Поэтому метал, при меняемый для их изготовления, должен быть корозионнно — И износостойким. Этим требованиям удовлетворяет высоколегированная сталь.

Если клапан закрыт, то между концом его стержня и регулировочным болтом толкателя или между концом стержня клапана 12 и бойком к.промысла 8 (рис. 42, б) должен быть определенный тепловой зазор А. В двигателях с нижним расположением клапанов для их нормальной работы устанавливают соответствующий тепловой зазор регулировочным болтом, ввернутым в толкатель. В двигателях с верхним расположением клапанов для регулировки теплового зазора служит винт, ввернутый в короткое плечо коромысла. Тепловой зазор для впускных и выпускных клапанов у холодных двигателей автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, МАЗ-5335 равен 0,25-0,30 м. Если тепловые зазоры во время работы двигателя увеличиваются, то клапаны начинают стучать и ухудшаются наполнение цилиндров свежим зарядом смеси и их очистка от поработавших газов. При уменьшении тепловых зазоров клапаны неплотно прилегают к седлам и их фаски обгорают. Мощность двигателя в обоих случаях снижается, а также нарушаются фазы газораспределения.

Тепловые зазоры регулируют при такте сжатия, когда поршень первого цилиндра находится в ВМТ и оба клапана закрыты. Регулировку производят обычно согласно порядку работы цилиндров двигателя (1- 2 — 4 — 3; 1-3-4-2 и т. д.) или по рекомендации, указанной в заводской инструкции.

Отработавшие газы вызывают коррозию и повышенный износ седел выпускных клапанов, поэтому седла делают вставными (см. рис. 42 и 43) из жаростойкого чугуна. Если двигатель имеет механизм газораспределения с верхними клапанами и головку блока, отлитую из алюминиевого сплава, то под все клапаны в головке блока запрессовывают седла из жаростойкого чугуна (двигатели автомобилей Г АЗ-24 "Волга", ГАЗ-53А, ГАЗ-53-12, ЗИЛ-130, КамАЗ-5320 и др.). В дизеле ЯМЗ-236 под выпускные клапаны также запрессованы седла. Стержень клапана перемещается в направляющей втулке, обеспечивающей посадку клапана на седло без перекоса. В большинстве двигателей применены пористые порошковые втулки 12 (рис. 43), обладающие хорошими антифрикционными свойствами. Стержни клапанов дизеля КамАЗ" 740 на длине 120 м от торца графитизированы. Стержни впускного и выпускного клапанов хромируют (двигатель автомобиля ЗИЛ-130). Все эти технологические и конструктивные мероприятия повышают надежность клапанного механизм

На конце стержня клапана есть выточка для соединения с пружиной 6 (постоянно находящейся в сжатом состоянии) и клапаном при помощи сухарей 8 и тарелки 7. Пружина клапана способствует его плотной посадке на седло и прижимает толкатель к кулачку распределительного вала. Пружина 6 имеет постоянный шаг. Для повышения надежности двигателя автомобиля Г АЗ-24 "Волга" пружину изготовляют из высокопрочной пружинной проволоки И термически обрабатывают. Для предотвращения вибрации клапана при большой частоте вращения коленчатого вала шаг витков делают переменным. Конец пружины с меньшим шагом обращен вниз в сторону головки клапана. Иногда на клапан устанавливают не одну пружину, а две — с разным направлением навивки, чтобы исключить заклинивание (дизели ЯМЗ-236 и КамАЗ-740). При наличии двух пружин (см. рис. 42, а и б) уменьшается их длина, повышается надежность двигателя (при поломке одной пружины клапан будет удерживаться другой) и улучшается резонансная характеристика клапанного механизма.

В соединении клапана с пружинами при помощи сухарей и тарелки используется коническая втулка (двигатели ЯМЗ-236, автомобилей КамАЗ-5320, Г АЗ-53А и др.), плотно охватывающая сухари. Тарелка опирается на торец хронической втулки, а во фланец тарелки упираются одна или две пружины. При таком соединении клапана с пружинами уменьшаются силы трения между ними, и клапан может повертываться во время работы двигателя. Вследствие этого значительно возрастает срок службы клапана, его седла и направляющей втулки, так как уменьшается односторонний износ этих деталей. На стержень впускного клапана (например, в двигателе автомобиля Г АЗ-24 "Волга") надевают колпачок из маслостойкой резины для устранения возможного подсоса масла (при тактах впуска) в камеру сгорания через зазор между втулкой и стержнем. Для этих целей на верхней части направляющей втулки (дизель КамАЗ-740) устанавливают уплотнительную манжету.

Выпускной клапан 1 двигателя автомобиля ЗИЛ-l30 (рис. 43) имеет жаростойкую наплавку 14 на фаске, несмотря на то, что он изготовлен из жаростойкой стали. В стержне клапана просверлено глухое отверстие, заполненное наполовину или на две трети натриевым наполнителем и закрытое заглушкой 15. Во время работы двигателя натрий плавится (температура его плавления равна 98 ОС) и превращается в жидкость. При возвратно-поступательном движении клапана в направляющей втулке 12 натрий перемещается, омывает головку клапана и отводит от не теплоту к стержню и втулке. При охлаждении клапана повышается надежность его работы, а, следовательно, и двигателя.