Различают два типа клапанных механизмов газораспределения: с верхними (подвесными) клапанами, расположенными в головке блока цилиндров, и с нижними (боковыми) клапанами, расположенными в блоке цилиндров. В дизелях применяются механизмы с верхними (подвесными) клапанами, что объясняется особенностями рабочего процесса дизеля.
В состав клапанного газораспределительного механизма входят следующие основные детали: впускные и выпускные клапаны, толкатели, распределительный вал, пружины, коромысла, толкающие штанги и механизм привода газораспределения.
На рис. 33 показан газораспределительный механизм дизеля Д-35. Работа механизма осуществляется следующим образом. При вращении распределительного вала 9 кулачок набегает на толкатель 8 и поднимает его. Толкатель через штангу 7, коромысло 6 и направляющий стакан 4 нажимает на стержень клапана 1 и, сжимая пружину 3, сообщает поступательное движение клапану. При этом клапан открывает впускное или выпускное отверстие цилиндра. Пружина 3, будучи сильно сжатой, упирается одним концом в блок цилиндров, а другим в опорную шайбу 5, укрепленную на стержне клапана. При дальнейшем вращении распределительного вала выступ кулачка выходит из-под толкателя, пружина 3 разжимается и под действием ее клапан закрывает впускное или выпускное отверстие.
Рис. 33. Газораспределительный механизм дизеля Д-35: 1 - клапан; 2 - направляющая; 3 - пружина; 4 - направляющий стакан; 5 - опорная шайба; 6 - коромысло; 7 - штанга; 8 - толкатель; 9 - распределительный вал
(Текст предоставлен порталом Autoinstruction.ru)
Клапан движется в направляющей 2, запрессованной в блоке цилиндров, и состоит из головки (или тарелки) и стержня. Головка открывает отверстие, через которое проходит воздух или отработавшие газы, стержень направляет движение клапана. Края впускного и выпускного отверстий в цилиндре двигателя выполняются коническими (угол наклона фаски 45°, реже 30°), образующими гнезда клапанов. Соответственно этому боковая поверхность головки клапана, которой он садится в гнездо, также делается конической. Конусные поверхности гнезда и головки притираются одна к другой, чем и обеспечивается плотное закрытие клапана.
Гнезда выпускных клапанов работают в тяжелых температурных условиях и подвергаются быстрому износу. Поэтому в большинстве случаев гнезда выпускных клапанов выполняются вставными из более прочного и жароупорного материала, чем материал блока цилиндров. При износе эти гнезда легко заменить новыми.
Переход от головки клапана к стержню выполняется плавным. Этим достигается большая прочность клапана, лучший отвод тепла от головки и меньшее сопротивление потоку газов.
Стержень клапана выполняется цилиндрическим. Нижнему концу стержня придается различная форма в зависимости от способа крепления опорной шайбы, в которую упирается клапанная пружина.
Материалом для клапанов служат жароупорные стали. Выпускные клапаны изготовляются обычно из кремниево-хромистой стали (сильхром).
Кулачки, управляющие движением впускных и выпускных клапанов, располагаются на одном общем валу, называемом распределительным, и изготовляются с ним заодно. Распределительный вал устанавливается Параллельно коленчатому валу и вращается в подшипниках.
В двухтактном дизеле ЯАЗ-204, имеющем клапаннощелевую продувку для впуска воздуха, используется не впускной клапан, а два ряда отверстий в гильзе, перекрываемых поршнем. Распределительный механизм в этом двигателе управляет работой выпускных клапанов и насос-форсунок. Он состоит из распределительного вала, роликовых стаканообразных толкателей, штанг толкателей, коромысел и клапанов. В каждом цилиндре установлены два выпускных клапана и насос-форсунка. На распределительном валу имеется по три кулачка на каждый цилиндр. Два крайних кулачка служат для привода толкателей коромысел клапанов!, а один средний — для привода толкателя коромысла насос-форсунки.
Рис. 34. Детали газораспределительного механизма дизеля ЯАЗ-204: 1 - пружина; 2 - штанга; 3 - коромысло клапанов; 4 - коромысло насос-форсунки; 5 - валик коромысел; 6 - болт; 7 - стойка; 8 - толкатель
На рис. 34 отдельно показаны толкатели 8, штанги 2, пружины 1 толкателей, коромысла 3 и 4, валик 5 коромысел и стойки 7 одного из цилиндров дизеля ЯАЗ-204. Все три коромысла каждого цилиндра установлены на валике 5, укрепленном в двух чугунных стойках 7, каждая из которых крепится болтом 6 к верхней плоскости головки блока.
С механизмом газораспределения в тракторных дизелях (Д-35, Д-54, КДМ-46) связано декомпрессионное устройство, облегчающее запуск дизеля.