Тема 1.2 «Устройство и основы теории двигателя»
Урок № 1.2.25. Тема: «Устройство деталей клапанной группы»
Клапаны предназначены для открытия и закрытия впускного и выпускного отверстий, расположенных в головке блока. Основные части клапана: головка и стержень. Плавный переход от головки к стержню уменьшает сопротивление клапана при обтекании его газами. Для плотного прилегания клапана к седлу на головке клапана делают фаску под утлом 45 или 30°, которую шлифуют и притирают к фаске седла. Стержень клапана имеет цилиндрическую форму. На конце его проточены цилиндрические канавки под замок пружины. Замок состоит из конических сухариков, которые входят в проточку на стержне и прижимаются к конической поверхности тарелки клапана под действием одной или двух пружин.
Стержень перемещается в направляющей втулке, обеспечивающей посадку клапана в седло без перекоса. У большинства двигателей втулки выполнены из спеченных материалов, обладающих хорошими антифрикционными свойствами.
Для лучшего наполнения цилиндров свежим зарядом диаметр головки впускного клапана больше диаметра выпускного. Например, в двигателях автомобилей ГАЗ диаметр головки впускного клапана 47 мм, а выпускного — 36 мм. Поскольку клапаны работают в условиях высоких температур и подвергаются коррозионному действию газов, их изготовляют из высококачественных сталей. Для впускных клапанов используют хромистую сталь, а для выпускных — жаростойкую, так как последние нагреваются до 800 °С.
Чтобы увеличить срок службы головки цилиндров и клапанов, в головки цилиндров карбюраторных двигателей устанавливают специальные вставки из жаропрочного чугуна.
В двигателе автомобилей КамАЗ каждый цилиндр имеет один впускной и один выпускной клапаны, конструктивное исполнение которых одинаковое. Угол рабочей фаски клапанов 45°. Диаметр головки впускного клапана 51,5 мм, выпускного — 46,5 мм, высота подъема клапанов 12,5 мм. Клапаны 1 (рис. 1) перемещаются в направляющих втулках 2, изготовленных из спеченных материалов. Для предотвращения попадания масла в цилиндр через зазор стержень — втулка на стержне впускного клапана устанавливают манжету.
| Пружины 5 и 6 клапанов витые с различным направлением навивки. На стержень каждого клапана устанавливают две пружины. Диаметр проволоки наружной пружины 4,5 мм, внутренней — 3,5 мм. Нижние концы пружин опираются через стальную шайбу 7 и на головку блока, верхние — на тарелку 4 клапана. Тарелка удерживается стальной втулкой, которая соединена со стержнем клапана разрезным коническим сухариком 3. Во время работы двигателя под действием вибрации клапан проворачивается относительно седла. Рис. 1. Детали клапанной группы двигателя КамАЗ-740: 1 – клапан; 2 – направляющая втулка; 3 – сухари; 4 – тарелка; 5 – внутренняя пружина; 6 – внешняя пружина; 7 – упорная шайба. |
На двигателе автомобиля ВАЗ оба клапана расположены в головке цилиндров наклонно в один ряд.
| Головка впускного клапана выполнена большего диаметра для лучшего наполнения цилиндра, а на рабочую фаску выпускного клапана, работающего при высоких температурах в агрессивной среде выпускных газов, наплавлен жаростойкий сплав. Пружин две. Верхняя опорная тарелка пружин удерживается на стержне клапана двумя коническими сухариками. Рис. 2. 1 – клапан; 2 – направляющая втулка; 3 – стопорное кольцо; 4 – маслоотражательный колпачок; 5 – упорная шайба; 6 – внутренняя пружина; 7 – внешняя пружина; 8 – тарелка; 9 – сухарь; 10 – регулировочная шайба; 11 – толкатель. |
В двигателе автомобиля ЗИЛ-431410 клапаны также расположены в головке блока цилиндров в один ряд наклонно к оси цилиндров. Угол рабочей фаски седла впускного клапана 30°, выпускного — 45°. Стержень выпускного клапана имеет полость, заполненную натрием на 3/4 объема для лучшего отвода теплоты. Стержни клапанов хромируют для повышения надежности клапанного механизма.
Выпускные клапаны в двигателях автомобилей ГАЗ также заполняют металлическим натрием. Кроме того, в клапанном приводе двигателей ЗМЗ дополнительно устанавливают коническую втулку для фиксации сухариков, благодаря чему уменьшается трение и клапан легче проворачивается при обратном ходе. Последнее предотвращает образование нагара на головке и седле клапана. Для этой же цели выпускные клапаны автомобиля ЗИЛ-431410 оснащены механизмом принудительного вращения.
Выпускной клапан двигателя ЗИЛ-508:1 — металлический натрий, 2 — корпус механизма поворота, 3 — упорная шайба пружины, 4 — сухарики, 5 — направляющая втулка, 6 — возвратная пружина, 7 — дисковая пружина, 8 — упорная шайба, 9 — замочное кольцо, 10 — шарик.
При частоте вращения коленчатого вала около 3000 мин-1 частота вращения выпускного клапана достигает 30 мин-1.
Д.З.
1. Шестопалов С.К. Устройство, техническое обслуживание и ремонт легковых автомобилей. Стр. 32.
2. Богатырев А.В. и др. Автомобили. Стр. 66.
