Механизм газораспределения

Назначение, принцип действия и основные схемы клапанных механизмов газораспределения
Механизм газораспределения служит для впуска в цилиндры горючей смеси (карбюраторные двигатели) или воздуха (дизели) и выпуска отработавших газов в соответствии с протеканием рабочего процесса в каждом цилиндре двигателя. В четырехтактных двигателях применяются механизмы газораспределения двух типов: клапанные и золотниковые.

Клапанные механизмы газораспределения, преимущественно распространенные на поршневых двигателях, в зависимости от размещения клапанов относительно цилиндров разделяются на механизмы с нижним и верхним расположением клапанов. Клапаны, перекрывающие впускные отверстия, называются впускными; клапаны, перекрывающие выпускные отверстия, — выпускными. На большинстве автомобильных двигателей в каждом цилиндре имеется по одному впускному и одному выпускному клапану. У некоторых двигателей цилиндры снабжены тремя или четырьмя клапанами: двумя впускными и одним выпускным или двумя впускными и двумя выпускными.

В механизме газораспределения с нижним расположением клапанов (рис. 22, а) клапан 5 размещен сбоку цилиндра. Клапан состоит из тарелки и стержня. На тарелке выполнен конусный поясок, который, когда клапан закрыт, плотно прижимается пружиной 7 к седлу 6, имеющему также конусную поверхность. Для обеспечения требуемой герметичности цилиндра конусные поверхности притирают одну к другой. Пружина, закрепленная на стержне клапана, одним концом упирается в шайбу 8, а другим — в тело цилиндра. Когда вращающийся кулачок 10 поднимает толкатель 9, регулировочный болт 4 которого упирается в стержень клапана, клапан отходит от седла и соединяет цилиндр с впускным или выпускным каналом. Кулачок приводится во вращение от коленчатого вала 3 шестернями 1 и 2. Так как в течение рабочего цикла в четырехтактном двигателе за два оборота коленчатого вала необходимо открыть клапан 1 раз, то передаточное отношение шестерен должно быть 2:1. Когда выступ кулачка сходит с толкателя, пружина плотно прижимает клапан к седлу, обеспечивая тем самым Герметичность внутренней полости цилиндра. Каждый клапан поднимается с седла своим кулачком. В многоцилиндровых двигателях кулачки находятся на общем распределительном валу.

В механизме газораспределения с верхним расположением клапанов (рис. 22, б) клапан 5 находится над цилиндром. В этом механизме по сравнению с механизмом с нижним расположением клапанов для открытия клапана используются дополнительные детали: штанга 14 и коромысло 11, установленное с помощью оси 12 на кронштейне 13. Принцип действия такого механизма аналогичен действию клапанного механизма, описанного выше.

Клапанам приходится работать в условиях высокой температуры. Для гарантии плотной посадки клапана на седло необходимо, чтобы на прогретом двигателе в деталях привода был небольшой зазор (несколько десятых долей миллиметра). Для регулировки этого зазора, называемого тепловым, в распределительных механизмах имеются регулировочные болты 4 (рис.- 22, а, б).

При верхнем расположении клапанов можно увеличить степень сжатия и несколько улучшить по сравнению с нижним расположением клапанов наполнение цилиндров двигателя горючей смесью. Поэтому современные карбюраторные двигатели выполняются преимущественно с верхним расположением клапанов, несмотря на некоторое усложнение конструкции (дизели всегда имеют верхнее расположение клапанов).