4.3.1. Сёдла клапанов, направляющие втулки и пружины

Седла клапанов подвергаются циклическим резко изменяющимся механическим и тепловым нагрузкам при ограниченной смазке и воздействию агрессивных сред. Они повышают износостойкость рабочей фаски в головке цилиндров и облегчают ее ремонт. Их изготовляют из серых перлитовых чугунов СЧ 24–48, стали 45. Охлаждаемое в жидком азоте седло устанавливают в гнездо нагретой головки. Наружная поверхность седла имеет форму обратного конуса, благодаря чему предотвращается его выпадение из гнезда при нагреве на работающем дизеле.

Рис. 4.6. Уплотнение стержня клапана:

1 – уплотнительная манжета; 2 – браслетная пружина; 3 – стальной каркас

Направляющие сменные втулки клапанов повышают износостойкость сочленения стержня клапана и его направляющей при их недостаточной смазке, а также облегчают ремонт узла. Втулки запрессовывают в отверстия головки цилиндров. Их изготовляют из чугуна, порошкового материала или из биметалла с бронзой в несущем слое. Для уменьшения протечки масла в зазор между втулкой и стержнем впускного клапана под действием разрежения во впускном канале, на верхний конец втулки устанавливают уплотнительную манжету из маслостойкой резины, синтетического или фторкаучука с oбжимaющeй eё браслетной пружиной (рис. 4.6). Для лучшего центрирования уплотняющего пояска манжеты относительно стержня клапана в нее вулканизируют стальной каркас.

Клапанные пружины (рис. 4.7) должны обеспечить плотную посадку клапана на седло, а также препятствовать разрыву кинематической цепи кулачок - клапан, для чего сила пружин должно быть больше сил инерции клапана и движущихся с ним частей механизма газораспределения. Для пружин применяют специальную пружинную проволоку диаметром 3–5 мм из сталей 60Г, 65Г, 50ХФХ и П1. Детали крепления тарелки, пружины и стержня клапана (сухари, чеки) изготовляют из сталей 40, 45, 12НЗА и чугуна СП-4Ф и др.

Рис. 4.7. Клапанные пружины:

а – цилиндрическая с постоянным шагом навивки; б, в – цилиндрическая с переменным шагом навивки; г – конусная

Под пружины ставятся стальные шайбы, чтобы предотвратить износ алюминиевых головок цилиндров и фиксировать взаимное положение пружин. В некоторых двигателях пружины опираются на механизм, обеспечивающий поворот клапана на небольшой угол при каждом его ходе. Тарелка клапана закрепляется на его стебле при помощи двух сухарей с конической поверхностью.

В зоне высоких частот вращения коленчатого вала возникают резонансные колебания пружины, приводящие к нарушению работы механизма и поломке пружин. Наиболее эффективным способом предотвращения резонанса пружин является установка внутри основной пружины дополнительной пружины из плоской ленты, выполняющей функцию демпфера. Пружины имеют разное направление навивки, чтобы в случае поломки одной из них ее витки не попали между витков другой пружины. Для смещения резонансных явлений в сторону высоких частот вращения на многих двигателях применяются конические пружины или пружины с переменным шагом.