3.4. Поворотный механизм клапана

В процессе работы двигателя на рабочих фасках клапанов (особенно выпускных) откладывается нагар. При попадании частиц нагара на фаску клапаны начинают неплотно закрывать седло, в результате чего нарушается герметичность и снижается компрессия в цилиндре. Отложение большого количества нагара на головках клапанов приводит к ухудшению отвода тепла на седла клапанов, перегреву и, возможно, прогоранию клапанов, особенно выпускных клапанов. Под действием перегрева головки клапана происходит калильное воспламенение рабочей смеси, нарушающее нормальное протекание рабочего процесса.

Для устранения нарушений необходимо проворачивание клапана. Поворотный механизм клапана может быть выполнен в виде обоймы, на которую опирается пружина (5) (рис.27), или конической втулки, установленной между сухариками (7) и тарелкой пружинного клапана (6). Обойма вращается за счет перекатывания шариков (3) в наклонных углублениях из-за изменения сил, вызывающих перемещение клапана. Втулка нижним торцом опирается на днище тарелки по небольшой площади. В определенный момент времени, когда суммарная сила, действующая вдоль клапана, невелика и сила трения в плоскости контакта мала, вибрация двигателя вызывает колебания втулки, отрывает ее от тарелки и поворачивается вместе с клапаном.

3.5. Фазы газораспределения

Считалось, что впускной клапан открывается в момент, когда поршень находится в в.м.т., и закрывается, когда поршень находится в н.м.т., а выпускной открывается, когда поршень находится в н.м.т., и закрывается, когда он достигает в.м.т.

В действительности клапаны открываются с опережением, т.е. до прихода поршня в в.м.т. или н.м.т., и закрываются с запаздыванием, т.е. после прохода поршнем в.м.т. или н.м.т. Это позволяет лучше наполнять цилиндр двигателя свежей горючей смесью или воздухом и лучше его очищать от отработавших газов.

Опережение открытия или запаздывание закрытия клапанов, выраженное в градусах угла поворота коленчатого вала двигателя, называется фазами газораспределения.

Фазы газораспределения на примере автомобиля ЗИЛ-130

Запаздывание выпуска

Опережение впуска

Опережение выпуска

Запаздывание впуска

Рис. 28 Фазы газораспределения

Впускной клапан открывается на 31° раньше в.м.т. и закрывается через 83° после прохождения н.м.т. Следовательно, такт впуска длится 31° + 180° + 83° = 294°, а не 180° . Выпускной клапан открывается на 67° раньше н.м.т. и закрывается через 47° после прохождения в.м.т. Следовательно, такт выпуска длится в течение 67° + 180° + 47° = 294° вместо 180°. В момент нахождения поршня в в.м.т.оба клапана приоткрыты и, следовательно, в этот момент осуществляется продувка цилиндра свежей горючей смесью. Фактически горючая смесь вытесняет отработавшие газы и в момент, когда она начала бы выходить в выхлопную трубу, выпускной клапан закрывается.

Момент, когда оба клапана в цилиндре двигателя находятся в приоткрытом состоянии, называется перекрытием клапанов. Это способствует более полной очистке цилиндра от отработавших газов и лучшему его наполнению свежей горючей смесью, что позволяет получить большую мощность при тех же размерах цилиндров. Для данного двигателя перекрытие клапанов составляет 31° + 47° = 78° .