ДЕТАЛИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА
Распределительный вал служит для открытия и закрытия
клапанов газораспределительного механизма в определенной
последовательности согласно с порядком работы
цилиндров двигателя.
Распределительные валы отковывают из стали с последующей
цементацией и закаливанием токами высокой частоты.
На некоторых двигателях валы отливают из высокопрочного
чугуна. В этих случаях поверхность кулачков и шеек
вала отбеливается и затем шлифуется. Для уменьшения трения
между шейками и опорами в отверстия запрессовывают
стальные, покрытые антифрикционным слоем, или металлокерамические
втулки.
Между опорными шейками распределительного вала располагаются
кулачки, по два на каждый цилиндр, — впускной
и выпускной. Помимо этого на валу крепится шестерня для
привода масляного насоса и прерывателя-распределителя и
имеется эксцентрик для привода топливного насоса.
Шестерни распределительных валов изготовляют из чугуна
или текстолита, приводную распределительную шестерню
коленчатого вала — из стали. Зубья у шестерен косые,
что вызывает осевое перемещение вала. Для предупреждения
осевого смещения предусмотрен упорный фланец,
который закреплен на блоке цилиндров между торцом передней
опорной шейки вала и ступицей распределительной шестерни
В четырехтактных двигателях рабочий процесс происходит
за четыре хода поршня или два оборота коленчатого вала.
Это возможно, если распределительный вал за это время
сделает в два раза меньшее число оборотов. Поэтому диаметр
шестерни, установленной на распределительном валу,
делают в два раза большим, чем диаметр шестерни коленчатого
вала.
Для правильной работы двигателя кривошипы коленчатого
вала и кулачки распределительного вала должны находиться
в строго определенном положении относительно друг
друга. Поэтому при сборке двигателя распределительные
шестерни вводятся в зацепление по имеющимся на их зубьях
меткам: одной — на зубе шестерни коленчатого вала, а
другой — между двумя зубьями шестерни распределительного
вала. На двигателях, имеющих блок распределительных
шестерен, установка их производится также по
меткам
Толкатели передают усилие от кулачков распределительного
вала к штангам. Изготовляют их из чугуна и ста
ли. Толкатели бывают цилиндрическими, грибовидными
или роликовыми и имеют сферические углубления, в которые
входят нижние концы штанг. Перемещаются толкатели
в направляющих, выполненных в блоке цилиндров,
либо в прикрепленных к нему специальных корпусах.
Для предотвращения неравномерности износа их рабочих
поверхностей толкатели все время провертываются
вокруг своих осей за счет выпуклой поверхности их нижней
головки и скошенной поверхности кулачка распределительного
вала.
Штанги передают усилие от толкателей к коромыслам и
выполняются в виде полых цилиндрических стержней из
стали с закаленными наконечниками или в виде дюралюминиевых
трубок с запрессованными с обеих сторон сферическими
стальными наконечниками. Штанга упирается с одной
стороны в углубление толкателя, а с другой — в сферическую
поверхность регулировочного винта коромысла.
Коромысло передает усилие от штанги к клапану. Выполняют
его в виде двуплечего рычага, посаженного на ось.
Плечо коромысла со стороны клапана длиннее, чем со стороны
штанги-толкателя, что позволяет уменьшить высоту
подъема штанги толкателя. В короткое плечо коромысла
ввернут регулировочный винт с контргайкой для установки
теплового зазора в клапанном механизме. Для уменьшения
трения коромысла об ось в отверстие запрессовывается бронзовая
втулка. Устанавливают коромысла на полых стальных
осях, которые бывают общими для всех цилиндров или
изготовляются отдельно для каждого цилиндра. Оси закрепляются
в стойках на головке цилиндров двигателя. От продольного
перемещения коромысло удерживается при помощи
цилиндрических пружин.
Клапаны служат для периодического открытия и закрытия
отверстий впускных и выпускных каналов в зависимости
от положения поршня в цилиндре и от порядка работы
двигателя.
Клапан состоит из тарельчатой плоской головки
и стержня. Головка имеет узкую рабочую кромку — фаску,
скошенную под углом 45 или 30°. Диаметр головки впускного
клапана больше, чем выпускного, что обеспечивает
более быстрое заполнение камеры сгорания цилиндра зарядом
горючей смеси.
Впускные клапаны изготовляют из хромистой стали;
выпускные клапаны или их головки — из жаростойкой стали.
Седла клапанов запрессованы в головку или блок цилиндров
и изготовляются из жаропрочного чугуна. На фаску
Клапан и детали крепления. Клапан и детали крепления
головки клапанов иногда наплавляют жаростойкий сплав.
Фаска головки клапана должна плотно прилегать к фаске
седла клапана. С этой целью сопрягаемые поверхности притирают.
Так как выпускной клапан из-за омывания его
отработавшими газами испытывает большие температурные
нагрузки по сравнению с впускным клапаном, его стержень
заполняют металлическим натрием. Металлический натрий
имеет высокую теплопроводность и низкую температуру
плавления, чем способствует отводу тепла от головки к стержню,
затем к направляющей втулке. Выпускные клапаны
также могут иметь механизм их принудительного проворачивания
при работе, что предотвращает их заедание и обгорание.
Клапан к седлу прижимается одной или двумя клапанными
пружинами (в последнем случае пружины должны
иметь различное направление витков с целью гашения колебаний).
Стержень клапана цилиндрический и в верхней части
имеет выточку для фиксации деталей крепления клапанной
пружины. Стержни клапанов перемещаются по чугунным
или металлокерамическим направляющим втулкам, запрессованным
в головку цилиндров двигателя.
Для предотвращения попадания масла в камеру сгорания
цилиндра по зазору между стержнем клапана и его направляющей
втулкой ставят уплотнение из маслобензостойкой
резины в виде колпачка или сальника.
В настоящее время при производстве двигателей легковых
автомобилей все чаще применяют четырехклапанную
конструкцию, когда в каждом цилиндре установлены два
впускных и два выпускных клапана. Совместно с расположением
свечи зажигания по центру камеры сгорания это
улучшает наполнение цилиндров свежим зарядом горючей
смеси, сокращает время сгорания рабочей смеси и улучшает
топливную экономичность двигателя.