98. Устройство и работа газораспределительных механизмов с верхним и нижним расположением клапанов

Четырехтактные автомобильные дви­гатели имеют клапанные механизмы га­зораспределения, в которых впуск горю­чей смеси и выпуск отработавших газов происходит при помощи впускных и вы­пускных клапанов. В двухтактных дви­гателях газораспределение осуществле­но при помощи кривошипно-шатунного механизма или смешанной си­стемы газораспределения.

В зависимости от расположения кла­панов различают механизмы газорас­пределения с нижними клапанами, рас­положенными в блоке цилиндров (рис. 1, а), и с верхними (подвесными) клапа­нами, размещенными в головке блока (рис. 1, б и в). При размещении клапа­нов в головке блока камера сгорания имеет наиболее рациональную форму и меньшую площадь поверхности те­плоотдачи, что благоприятно отражает­ся на рабочем цикле: улучшается напол­нение цилиндров горючей смесью или воздухом; удобнее регулировать кла­паны. Однако такой механизм газорас­пределения сложнее, более металлоемок и имеет большую стоимость, чем меха­низм с нижними клапанами. В карбюра­торных двигателях применяют оба типа механизмов газораспределения, а в дизелях - только механизм с верхними клапанами.

В большинстве автомобильных двига­телей распределительные валы устано­влены в блоке цилиндров - нижнее рас­положение вала (рис. 1, а и б). Распре­делительные валы устанавливают и на головках блока (рис. 1, в) – верхнее расположение вала (двигатели автомо­билей «Москвич-2140», ВАЗ «Жигули» и др.). В этом случае механизм газорас­пределения проще, но имеет довольно сложный цепной привод. Обычно меха­низм газораспределения приводится в движение от коленчатого вала через зубчатые колеса. При вращении распределительного вала кулачок 10 (рис. 1, а) набегает на толкатель 9, который поднимается вверх и регулировочным болтом 7 нажимает на стержень клапа­на 2. Головка клапана отходит от седла 1, и цилиндр соединяется с впускным или выпускным трубопроводом. Пружи­на 4 клапана сжимается. После напол­нения или очистки цилиндра кулачок выходит из-под толкателя, и клапан под действием пружины опускается на сед­ло. Клапан передвигается в направляю­щей втулке 3, запрессованной в блок ци­линдров. Пружина одним концом опи­рается на тарелку 6, соединенную с клапаном при помощи сухарей 5, а другим — в кольцевую проточку блока цилиндров. Положение регулировочно­го болта в толкателе фиксируется контргайкой 8 (двигатели автомобилей ЗИЛ-157КД и ГАЗ-52-04).

Во время сжатия и рабочего хода кла­пан 2 (рис. 1, б) неподвижен и под действием пружины 4 плотно прижат к седлу 1. При вращении распредели­тельного вала кулачок 10 набегает на толкатель 9 и поднимает его вместе со штангой 18 вверх. Штанга поворачивает на оси 17 коромысло 75, которое бой­ком нажимает на стержень клапана. Вследствие этого клапан опускается вниз, и цилиндр двигателя соединяется с впускным или выпускным трубопрово­дом. При дальнейшем вращении рас­пределительного вала кулачок выходит из-под толкателя 9, и клапанный меха­низм под действием пружины возвра­щается в первоначальное положение. Толкатель, перемещающийся в отвер­стии блока цилиндров, опускается вниз. В короткое плечо коромысла ввернут регулировочный винт 16. Клапан с пру­жиной 4 соединяется при помощи та­релки 6 и сухарей 5. Под нижний конец пружины установлена опорная шайба 12.

При вращении распределительного вала, установленного на головке блока (рис. 1, в), кулачок 10 набегает на плечо коромысла 15, и оно поворачивается на оси 17. Наконечник 20 регулировочного винта 16 нажимает на стержень клапана 2, пружины 21 и 22 сжимаются, и клапан открывается. После выхода кулачка из-под коромысла клапан под дей­ствием пружин плотно садится на сед­ло 1.

Верхнее расположение распредели­тельного вала применяют в быстро­ходных двигателях, так как в этом слу­чае движение передается от кулачка через коромысло на клапан. Следова­тельно, можно отказаться от промежу­точных деталей механизма газораспре­деления, имеющих возвратно-поступа­тельное движение и большие инер­ционные силы.

Рис. 1. Механизм газораспределения:

а - с нижним расположением клапанов и распределительного вала; б — с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала; в-с верхним расположением клапанов и распределительного вала; 1 — седло клапана; 2 — клапан: 3 — направляющая втулка; 4 — пружина; 5 —сухарь; 6 — тареяка пружины клапана; 7 — регулировочный болт; 8 — контргайка; 9 - толкатель; 10 - кулачок распределительного вала; 11-свеча зажигания; 12 - опорная шайба; 13 - маслоотражательный колпачок клапана; 14 - крышка головки блока; 15 — коромысло; 16 - регулировочный винт; 17 - ось коромысел; 18 -штанга; 19 - блок цилиндров; 20 - наконечник: 21 - внешняя пружина; 22 - внутренняя пружина.