8.1. Элементы механизма газораспределения
Распределительные валы. Выполняются из стали, либо из чугуна. Состоят из опорных шеек, кулачков с определенным профилем. В бензиновых карбюраторных двигателях на валу выполняют эксцентрик для привода бензонасоса. В качестве опорных подшипников применяют биметаллические втулки, запресованные в картер или блок. Для облегчения монтажа распределительного вала диаметры опорных шеек уменьшаются по длине вала от переднего его конца.
Клапаны. Схемы приводов клапанов показаны на рис.14.5. В процессе работы подвергаются воздействию циклически меняющихся высоких интенсивных механических и тепловых нагрузок. Для снижения тепловой нагрузки выпускных клапанов в ряде конструкций бензиновых двигателей применяются клапаны с принудительным отводом теплоты (двигатель ЗиЛ 130). Клапан выполнен пустотелым и на 50 – 60 % заполняется солями натрия с температурой плавления 970С. Перемещение жидкого натрия при работе двигателя интенсифицирует отвод теплоты, что обеспечивает снижение температуры тарелки клапана. Для увеличения долговечности и надежности работы уплотняющих фасок в сопряжении клапан - седло головка клапана должна периодически изменять свое положение относительно седла. На некоторых двигателях предусмотрены специальные устройства для проворачивания клапана.
Седла клапанов работают в условиях высоких температур и агрессивной среды. Через седла отводится от клапана до 70% теплоты. Для изготовления седел применяют специальные жаростойкие стали, чугуны, металлокерамику. На рабочие поверхности седел выпускных клапанов для повышения их жаропрочности и долговечности иногда наносят слой тугоплавкового материала.
Направляющие втулки. Их изготавливают спеканием из хромистой или хромоникелевой керамики. Пористая структура втулок позволяет хорошо удерживать смазку. Чтобы предотвратить попадание масла в цилиндр по стержням впускных клапанов, применяют уплотнения в виде манжет из маслостойкой резины.
Пружины клапанов. Обеспечивают плотную посадку клапана на седло, сохранение кинематической связи между отдельными элементами ГРМ в фазе замедления движения при приближении к ВМТ. В пружинном узле современных многооборотных двигателей применяют чаще всего две пружины на каждый клапан. Это уменьшает габариты пружинного узла и повышает его надежность. Навивки наружной и внутренней пружин должны иметь противоположно направленную навивку, чтобы при поломке исключить возможность попадания витков одной пружины между витками другой.
Толкатели. В двигателях нашли применение два типа толкателей -плоский и роликовый. Роликовые толкатели более долговечны, так как между кулачком и роликом происходит трение качения, в то время как при плоском толкателе – трение скольжения. Из-за большей массы роликовые толкатели применяют в основном в двигателях с невысокой частотой вращения вала.
При верхнем расположении распределительных валов клапаны могут приводиться непосредственно от кулачка, либо через направляющий стакан, либо через одноплечевые рычаги.
На ряде ДВС для снижения шума механизма газораспределения применяют гидравлические толкатели, позволяющие исключить тепловой зазор в приводе клапанов. Часто для компенсации теплового зазора используют гидрокомпенсаторы.
Коромысла представляют собой двуплечевые рычаги. Для их изготовления применяют сталь или чугун. Длина плеча, повернутого к клапану, имеет большую длину, нежели плечо, повернутое к штанге. Делается это с целью получения большего хода клапана при возможно меньшем ходе толкателя.
д
Рис.8.1. Привод клапанов: а, б – при однорядном расположении клапанов;
в, г, д – при двухрядном расположении; 1 – гидрокомпенсатор;
2 – направляющий стакан