Клапан из чего состоит двигателя

Клапанный механизм двигателя: устройство и принцип работы

Поступление топливной смеси в мотор автомобиля и выброс отработанных газов в атмосферу осуществляются через клапанные механизмы, которые входят в газораспределительный механизм (ГРМ). Клапанные механизмы позволяют обеспечить герметичность системы. Они должны обладать повышенной прочностью и надежностью, потому что работают в условиях повышенных температур и больших механических нагрузок.

Клапанный механизм и его внутреннее устройство

Цилиндры мотора оборудованы двумя клапанами. Рабочая смесь поступает через впускающих клапан, а через выпускающий элемент выводятся отработанные вещества. В состав устройства входят тарелка и стержень. Область сопряжения головки блока цилиндра (ГБЦ) с тарелкой называется седлом. По размеру клапаны впуска превосходят клапаны выпуска. Это обеспечивает хорошее наполнение камеры сгорания рабочей смесью.

В состав клапанного устройства входят следующие части:

• клапаны, обеспечивающие поступление рабочей смеси и отвод отработанных газов;
• маслоотражающие кольца, препятствующие проникновению смазки внутрь цилиндров;
• седло (область сопряжения тарелки и корпуса);
• пружина, обеспечивающая возвращение клапана в начальную позицию;
• толкатель, передающий силу на распредвал;
• сухари, обеспечивающие устойчивость пружины.

Кулачки, размещенные на распредвале, оказывают воздействие на клапаны. Пружины отвечают за возвращение клапанов в начальную позицию. Пружина фиксируется сухарями. Чтобы избежать резонансных колебаний, часто используют дополнительную пружину. На двух пружинах в этом случае используется навивка в разные стороны.

Правильное движение стержня обеспечивается направляющей втулкой. За счет ровного движения втулки цилиндрической формы удается существенно снизить трение. Втулки испытывают большие механические и температурные нагрузки. В качестве материала используются сплавы металлов, обладающие высокой устойчивостью к высоким температурам и стойкостью к износу. Из-за различных внешних нагрузок втулки в клапанах, работающих на впуск и выпуск, имеют некоторые отличия.

Специфические детали работы

Оба клапана должны выдерживать значительное повышение температуры. Основная нагрузка ложится на клапан выпуска. Через него выбрасываются в атмосферу отработанные вещества. Они могут нагревать детали клапана выпуска бензинового мотора до температуры 900 градусов. Температура клапана выпуска в дизельном моторе лежит в диапазоне 500-700 градусов. Детали клапана впуска разогреваются слабее, но материал должен выдерживать повышение температуры до 300 градусов.

Клапаны производятся из жаропрочных сплавов с добавлением легирующих добавок. Стержень клапана выпуска внутри имеет полость, которая заполнена натрием. Натрий расплавляется и поглощает часть тепла тарелки. В результате удается избежать перегрева детали. Чтобы на седле не образовывался нагар, используют схему с вращающимся клапаном. Седло имеет форму кольца и напрессовано на ГЦБ для обеспечения надежного контакта. Его изготавливают из стали повышенной прочности.

Из-за повышения температуры размер детали увеличивается, поэтому необходимо предусмотреть наличие щели между толкателем и кулачками распредвала. Величина зазора выставляется с помощью металлических шайб регламентированного размера или толкателей. При наличии гидрокомпенсаторов в моторе зазор выставляется автоматически.

При увеличенном зазоре становится невозможным полное открытие клапана. Неполное открытие препятствует правильному заполнению цилиндров новой топливовоздушной смесью. При уменьшенном зазоре возникают затруднения с полным закрыванием клапана. Такая ситуация приводит к прогару клапана и уменьшению сжатия в моторе.

Количество клапанов

Для функционирования четырехтактного мотора хватает пары клапанов в каждом цилиндре. Однако для снижения вредных выбросов, увеличения мощности, снижения расхода топлива в современных моторах используется больше клапанов. Увеличение их количества позволяет повысить эффективность наполнения цилиндров мотора новой топливной смесью.

В разные периоды времени использовались следующие решения:

• трехклапанное (с двумя клапанами впуска и одним выпускным);
• четырехклапанное (по паре клапанов на впускание и отвод);
• пятиклапанное (три входных клапана и два выпускных).

Заполнение цилиндров топливной смесью и их очищение от отработанных газов улучшаются с увеличением числа клапанов. Однако это приводит к усложнению устройства мотора. Сегодня распространены моторы, в которых на цилиндр приходится четыре клапана. Впервые такое решение было реализована в Peugeot Grand Prix, выпущенном в начале двадцатого века. Потом данная схема не использовалось в течение полувека. К четырем клапанам вернулись в 1970 году, когда наладили серийный выпуск таких автомобилей.

Конструкция привода

Функционирование системы клапанов обеспечивается приводом ГРМ и распредвалом. Он состоит из вала с кулачками. При поворачивании распредвала кулачки давят на толкатели, открывающие клапаны. Устройство распредвала определяется моделью двигателя. Также в различных моделях автомобиля используется разное число распредвалов.

Распредвал расположен в ГБЦ. Взаимодействие с коленчатым валом осуществляется с помощью цепной передачи. Существуют также варианты ременной и зубчатой передачами. Применение цепной передачи обеспечивает максимальную надежность, но при ее использовании в автомобиле необходимо использовать некоторые дополнительные конструкции. В частности, надо предусмотреть натяжитель цепи, а также деталь, компенсирующую вибрацию цепи. Согласование работы коленчатого вала с распредвалом достигается, если скорость вращения первого превышает скорость вращения второго вдвое.

Количество распредвалов связано с числом клапанов. Распространение получили следующие варианты:

• SOHC (с одним распредвалом);
• DOHC (используется два распредвала).

При паре клапанов в цилиндре можно обойтись одним распредвалом. При такой конструкции во время вращения распредвала клапаны впуска и выпуска работают поочередно. Четырехклапанные двигатели работают с двумя распредвалами. Один вал отвечает за фукционирование клапанов впуска, а второй осуществляет открывание клапанов выпуска. При V-образной системе размещения цилиндров в моторе число распредвалов равно четырем. На обеих сторонах установлено по два устройства.

Кулачки распредвала воздействуют на стержень посредством следующих элементов:

• коромысел (роликовых рычагов);
• гидравлических толкателей;
• стаканов (механических толкателей).

В большинстве моделей предпочтение отдается роликовым рычагам. При такой конструкции на оси располагаются коромысла. Именно они оказывают давление на гидротолкатель. Для снижения трения используется специальный ролик, контактирующий с кулачком. Существуют модели, в которых задействованы гидравлические толкатели. Они размещаются на стержне. Автоматическая регулировка размера зазора обеспечивается гидрокомпенсатором. Такой механизм работает мягко и издает меньше шума.

В состав гидрокомпенсатора входят:

• цилиндр, на котором размещены пружина и поршень;
• обратный клапан;
• масляный канал;
• гидротолкатель, работающий на масле для смазки двигателя.

Толкатели состоят из втулки, которая закрыта с одной стороны. Они располагаются на корпусе ГБЦ. С их помощью осуществляется воздействие на стержень клапана. Минусом такой конструкции является то, что приходится периодически регулировать зазоры. Также до разогревания мотора можно услышать характерный стук.

Стук в работающем двигателе

О неисправности клапана сигнализирует стук, который появляется при работе двигателя. Часто после разогрева стук в двигателе пропадает. Это происходит из-за закрытия теплового зазора. Стук может появиться из-за чрезмерной густоты масла. В такой ситуации смазка не доходит в достаточном количестве до гидрокомпенсаторов. Причиной недостаточного поступления масла может быть засорение масляных каналов, которое также может привести к возникновению посторонних звуков.
Иногда стук возникает и в разогретом моторе. Кроме засорения фильтра или недостаточного поступления смазки проблема может быть связана с несоответствующей нормам величиной зазора. Нужно принимать во внимание возможный износ узлов, составляющих клапанный механизм.

Выставление зазора

Регулировка зазора осуществляется исключительно при остывшем моторе. Ширина зазора измеряется специально предназначенными для этого щупами. Они изготовлены из металла и имеют различную толщину. Специальный винт, расположенный на коромыслах, позволяет изменять величину зазора. В системах с механическими толкателями регулировка зазора осуществляется с помощью подбора деталей по толщине.

Ниже по шагам расписан процесс регулировки зазора для моторов со стаканами:

• Снять с мотора крышку, закрывающую клапаны.
• Расположить коленчатый вал в таком положении, чтобы в ВМТ находился поршень первого цилиндра. Эта операция осуществляется по меткам. Также можно через свечное отверстие вставить отвертку. Мертвая точка соответствует самому высокому состоянию отвертки.
• Щупами провести замер тепловых щелей в клапанах, где колпачки не давят на толкатели. Надо зафиксировать на бумаге размеры зазоров.
• Прокрутить коленчатый вал на 360 градусов, чтобы в ВМТ находился поршень четвертого цилиндра. Провести измерение и зафиксировать на бумаге размеры остальных зазоров.
• Сверить соответствие зазоров с допустимыми значениями. Если толщина какого-то зазора выходит за пределы допустимого, то надо заменить толкатели. Для этого снимаются распредвалы и подбираются толкатели требуемого размера. Правильные значения можно посмотреть в книгах по ремонту машин.

Контроль зазоров следует осуществлять после 50 000 -80 000 километров. При правильной настройке ГРМ двигатель будет работать плавно. Это позволит увеличить ресурс мотора и создать комфортные условия для водителя.

Клапаны

Для работы четырехтактного ДВС требуется как минимум по два клапана на цилиндр — впускной и выпускной. В настоящее время применяются клапаны тарельчатого типа со стержнем. Для улучшения наполнения цилиндра горючей смесью диаметр тарелки впускного клапана делается больше, чем у выпускного. Седла клапанов изготовленные из чугуна или стали, запрессовываются в головку блока цилиндров.
При работе двигателя клапаны подвергаются значительным механическим и тепловым нагрузкам, поэтому для их изготовления применяются специальные сплавы. Иногда для улучшения охлаждения клапанов высокофорсированных двигателей применяют клапаны с полым стержнем, который заполняется натрием. Натрий при рабочих температурах плавится и в расплавленном виде перетекает внутри клапана, перенося тепло от более нагретой тарелки клапана к стержню. Для лучшей очистки рабочей фаски от нагара и равномерной теплопередачи иногда применяются различные механизмы для вращения клапана.
ГРМ могут быть нижнеклапанными и верхнеклапанными, но в современных двигателях используются только верхнеклапанные ГРМ, когда клапаны располагаются в головке цилиндров. Клапан удерживается в закрытом состоянии с помощью пружины, а открывается при нажатии на стержень клапана. Клапанные пружины должны иметь определенную жесткость для гарантированного закрытия клапана при работе, но жесткость пружины не должна быть чрезмерной, чтобы не увеличивать ударной нагрузки на седло клапана. Иногда для уменьшения возможности резонансных колебаний используются пружины уменьшенной жесткости, но на один клапан устанавливается по две пружины.

При использовании двух пружин они должны быть навиты в разные стороны, чтобы не произошло заклинивания клапана в случае поломки одной из пружин и попадания ее витка между витками другой пружины. Для снижения потерь на трение в ГРМ сейчас широко применяются ролики, размещаемые на рычагах и толкателях привода клапанов.

Рис. Замена трения скольжения трением качения путем применения в клапанном механизме роликов дает возможность уменьшить потери на привод клапанов

При открытии (опускании) впускного клапана через кольцевой проход между тарелкой клапана и седлом проходит топливно-воздушная смесь (или воздух) и заполняет цилиндр. Чем больше будет площадь проходного сечения, тем полнее заполнится цилиндр, а следовательно, и выходные показатели этого цилиндра при рабочем ходе будут выше. Для лучшей очистки цилиндров от продуктов сгорания желательно также увеличить диаметр тарелки выпускного клапана. Размеры тарелок клапанов ограничены размером камеры сгорания, выполненной в головке цилиндров. Лучшее наполнение цилиндров и их очистка обеспечиваются при использовании большего, чем два, числа клапанов на один цилиндр. Встречаются трехклапанные (два впускных и один выпуск ной) системы и пятиклапанные (три впускных и два выпускных) системы.

Рис. Четырехклапанная камера сгорания. Применение газораспределительного механизма с четырьмя клапанами на цилиндр в дизельном двигателе

Впервые четыре клапана на цилиндр были использованы еще 1912 г. на двигателе автомобиля Peugeot Gran Prix. Широкое использование такой схемы на серийных легковых автомобилях началось только в 1970-е гг. Сейчас ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр стали практически стандартными для двигателей европейских и японских легковых автомобилей. Некоторые из двигателей Mercedes имеют по три клапана на цилиндр, два впускных и один выпускной, с двумя свечами зажигания (по одной с каждой стороны от выпускного клапана).
Двигатели некоторых автомобилей группы Volksvagen-Audi и ряд японских двигателей используют пять клапанов на цилиндр (три впускных и два выпускных), но при таком числе клапанов значительно усложняется их привод.

Рис. Трехклапанный ГРМ. Компания DaimlerChrysler утверждает, что ГРМ с двумя впускными, одним выпускным и двумя свечами зажигания обеспечивает снижение вредных веществ в отработавших газах

Клапан двигателя. Назначение, устройство, конструкция

Чтобы четырехтактный двс любого автомобиля смог работать, в его устройство входит множество разных деталей и механизмов, которые синхронизированы между собой. Среди таких механизмов – грм. Его функция заключается в том, чтобы обеспечить своевременное срабатывание фаз газораспределения. О том, что это такое, подробно рассказывается здесь.

Если коротко, то газораспределительный механизм в нужное время открывает впускной/выпускной клапан, чтобы обеспечить своевременность процесса при выполнении конкретного такта в цилиндре. В каком-то случае требуется, чтобы оба отверстия были закрыты, в другом – открыто одно или даже оба.

Рассмотрим ближе одну деталь, которая позволяет стабилизировать данный процесс. Это клапан. В чем особенность его конструкции, а также как он работает?

Что такое клапан двигателя

Под клапаном подразумевается металлическая деталь, устанавливаемая в головке блока цилиндров. Она является частью механизма газораспределения, и приводится в движение распредвалом.

В зависимости от модификации авто двигатель будет иметь нижнее или верхнее расположение ГРМ. Первый вариант еще встречается в некоторых старых модификациях силовых агрегатов. Большинство производителей уже давно перешли на второй вид газораспределительных механизмов.

Причина тому – такой мотор легче настраивать и ремонтировать. Для регулировки клапанов достаточно снять клапанную крышку, и не нужно демонтировать весь агрегат.

Устройство привода

За правильную и своевременную работу клапанного механизма отвечает распределительный вал и привод ГРМ. Конструкция и количество распредвалов для каждого типа двигателя выбирается индивидуально. Деталь представляет собой вал, на котором выполнены кулачки определенной формы. Проворачиваясь, они оказывают давление на толкатели, гидрокомпенсаторы или коромысла и открывают клапана. Тип схемы зависит от конкретного двигателя.

Распредвал находится непосредственно в головке блока цилиндров. Привод к нему идет от коленчатого вала. Это может быть цепная, ременная или зубчатая передача. Наиболее надежной является цепная, но она требует дополнительных конструктивных решений. Например, успокоитель для гашения вибрации цепи и натяжитель. Скорость вращения распределительного вала в два раза ниже, чем скорость вращения коленчатого вала. Так обеспечивается согласование их работы.

От количества клапанов зависит количество распределительных валов. Существует две основных схемы:

При наличии только двух клапанов достаточно одного распредвала. Вращаясь, он обеспечивает попеременное открытие впускного и выпускного клапанов. В наиболее распространенных четырехклапанных двигателях устанавливаются два распредвала. Один обеспечивает работу впускных, а другой выпускных клапанов. В двигателях с V-образных расположением цилиндров устанавливается четыре распредвала. По два на каждую сторону.

Кулачки распредвала не толкают стержень клапана напрямую. Существует несколько типов “посредников”:

• роликовые рычаги (коромысло);
• механические толкатели (стаканы);
• гидравлические толкатели.

Роликовые рычаги имеют более предпочтительную конструкцию. На гидротолкатель давят так называемые коромысла, которые качаются на вставных осях. Чтобы снизить трение на рычаге предусмотрен ролик, который контактирует непосредственно с кулачком.

В другой схеме используются гидравлические толкатели (компенсаторы зазора), которые расположены непосредственно на стержне. Гидрокомпенсаторы автоматически регулируют тепловой зазор и обеспечивают мягкую и менее шумную работу механизма. Это небольшая деталь состоит из цилиндра с поршнем и пружиной, каналов для масла и обратного клапана. Для работы гидротолкателя используется масло, которое подается из системы смазки двигателя. Более подробно про гидрокомпенсаторы можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Снятие стакана клапана магнитом

Механические толкатели (стаканы) представляют собой втулку, закрытую с одной стороны. Они устанавливаются в корпус ГБЦ и непосредственно передают усилие на стержень клапана. Основные их недостатки заключаются в необходимости периодической регулировки зазоров и стуке при работе на непрогретом двигателе.

Назначение и особенности устройства

Клапан – подпружиненный элемент. В спокойном состоянии он плотно закрывает отверстие. Когда распределительный вал проворачивается, кулачок, расположенный на нем, надавливает на клапан, опуская его. Благодаря этому отверстие открывается. Подробно устройство распредвала описывается в другом обзоре.

Каждая деталь играет свою функцию, которую конструктивно невозможно выполнить аналогичному элементу, находящемуся рядом. На один цилиндр предусмотрено минимум два клапана. В более дорогих моделях агрегатов их по четыре. Этих элементов в большинстве случаев парное число, и они открывают разные группы отверстий: одни – впускные, а другие – выпускные.

Впускные клапаны отвечают за поступление в цилиндр свежей порции воздушно-топливной смеси, а в моторах с непосредственным впрыском (разновидность инжекторной топливной системы, она описывается здесь) – объема свежего воздуха. Этот процесс происходит в тот момент, когда поршень выполняет такт впуска (с верхней мертвой точки после удаления выхлопа движется вниз).

Выпускные клапана имеют тот же принцип открытия, только выполняют они уже другую функцию. Они открывают отверстие для удаления продуктов горения в выпускной коллектор.

Особенности работы

Клапаны постоянно подвержены воздействиям высокой температуры и давления. Это требует особого внимания к конструкции и материалам данных деталей. Особенно это касается выпускной группы, так как через них выходят горячие газы. Тарелка выпускного клапана в бензиновых двигателях может разогреваться до 800˚С – 900 ˚С, а в дизельных 500˚С – 700˚С. Нагрузка на тарелку впускного в несколько раз ниже, но и она достигает 300˚С, что также немало.

Именно поэтому в их производстве применяются жаропрочные сплавы металлов, содержащие легирующие присадки. Также выпускные клапаны часто имеют полый стержень с натриевым наполнителем. Это делается для лучшей терморегуляции и охлаждения тарелки. Натрий внутри стержня плавится, течет и забирает часть тепла с тарелки и переносит его на стержень. Так можно избежать перегрева детали.

Клапанный механизм двигателя

На седле в процессе работы может образоваться нагар. Чтобы избежать этого, применяют конструкции, которые вращают клапан. Седло представляет собой кольцо из высокопрочных стальных сплавов, которое напрессовывается непосредственно на головку цилиндров для более плотного контакта.

Также для правильной работы механизма должен соблюдаться регламентированный тепловой зазор. От высоких температур детали расширяются, что может привести к неправильной работе клапана. Зазор выставляется между кулачками распредвала и толкателями путем подбора специальных металлических шайб определенной толщины или самих толкателей (стаканов). Если в двигателе применяются гидрокомпенсаторы, то зазор регулируется автоматически.

Слишком большой тепловой зазор, будет препятствовать полному открытию клапана, а следовательно, цилиндры будут менее эффективно наполняться свежим зарядом. Маленький зазор (или его отсутствие) не позволит клапанам закрыться до конца, что приведет к их прогару и снижению компрессии в двигателе.

Конструкция клапанов двигателя

Рассматриваемые детали входят в клапанную группу газораспределительного механизма. В совокупности с другими деталями они обеспечивают своевременную смену фаз газораспределения.

Рассмотрим особенности конструкции клапанов и смежных с ними деталей, от которых зависит их эффективная работа.

Клапаны

Клапаны имеют форму стержня, с одной стороны которого имеется головка или тарельчатый элемент, а с другой – пятка или торец. Плоская часть предназначена для герметичного закрытия отверстий в ГБЦ. Между тарелкой и стержнем сделан плавный переход, а не ступенька. Это обеспечивает обтекаемость клапану, благодаря чему он не создает сопротивление движению рабочей среды.

В одном моторе впускной и выпускной клапана будут немного отличаться. Так, у первых типов деталей тарелка будет шире, чем у вторых. Причина тому – высокая температура и большое давление при удалении через газоотвод продуктов сгорания.

Чтобы детали стоили дешевле, клапаны состоят из двух частей. Отличаются они составом. Эти две части стыкуются при помощи сварки. Рабочая фаска тарелки выпускного клапана тоже является отдельным элементом. Она наплавляется из другого типа металла, который обладает жаростойкими свойствами, а также устойчивостью к механическим нагрузкам. Помимо этих свойств торец выпускных клапанов не так сильно подвержен образованию ржавчины. Правда, эта часть во многих клапанах изготавливается из материала, идентичного металлу, из которого выполнена тарелка.

Клапанный механизм

Клапанный механизм включает в себя следующие детали: клапаны, на­правляющие втулки, седла клапанов, возвратные пружины, опорные тарел­ки, сухари, механизм вращения клапана (двигатель ЗИЛ-508.10).

Клапаны предназначены для герметизации цилиндра при тактах сжатия и рабочего хода и соединения их с трубопроводами впускной или выпускной системы при тактах впуска или выпуска в процессе газообмена.

Условия работы клапанов:

• большие динамические нагрузки;

• высокие скорости перемещения;

• неравномерный нагрев отдельных участков;

• повышенная коррозионно-активная среда.

Материал изготовления клапанов

Клапаны изготовляются из легированных сталей с высоким содержани­ем хрома и никеля.

Устройство клапана

Притирка клапанов обеспечивают

лучшую герметичность.

Как проводится притирка клапанов

и какие приспособления используются

для притирки клапанов

Клапан состоит из головки (или тарелки) и стержня. Различают клапа­ны с плоской, выпуклой и тюльпанообразной головками. Головки обычно имеют небольшой (около 2 мм) цилиндрический поясок и уплотнительную фаску, снятую под углом 45 и 30 градусов. Уплотнительные фаски клапанов шли­фуют и притирают к седлам (притирка клапанов), а стержни подвергают термообработке, шли­фовке, полировке и покрывают хромом. Торцы стержней (3—5 мм) закали­вают. На концах стержней имеются цилиндрические, конусные или фасон­ные проточки для крепления клапанных пружин.

Чтобы уменьшить напряженность выпускных клапанов, возникающую вследствие высоких температур, в ряде двигателей применяют натриевое ох­лаждение. С этой целью клапан выполняют полым с утолщенным стержнем и примерно на 1/3 полости заполняют металлическим натрием, температура плавления которого составляет около 97 К. В рабочем состоянии расплав­ленный натрий, перемещаясь внутри полости при возвратно-поступатель­ном движении клапана, увеличивает интенсивность отвода теплоты от горя­чей головки к более холодному стержню и далее к направляющей втулке.

Направляяющие втулки

Рассухариватели клапанов

используются для сжатия

и рассухаривания пружин клапанов

Клапанные пружины

Клапанные пружины обеспечивают плотное прилегание клапанов к сед­лам и своевременное их закрытие после завершения действия кулачков рас­пределительного вала. Характеристику (жесткость) клапанных пружин под­бирают из условий сохранения кинематической связи между деталями меха­низма газораспределения. Клапанные пружины изготовляются из стальной проволоки диаметром 4-6 мм, легированной марганцем и хромом.

Нижним концом пружина опирается на головку блока цилиндров через специальную опорную тарелку, а верхним концом соединяется двумя сухарями с клапаном через верхнюю тарелку. Для этой цели сухари на внут­ренней поверхности имеют выступы, которые входят в проточку клапана, а гладкая наружная поверхность сухарей выполнена в виде усеченного конуса.

Два сухаря установленные на клапан, образуют опорную коническую поверхность, которая сопрягается с опорной поверхностью проточки в верхней тарелке, и это соединение удерживается в замкнутом состоянии за счет предварительного сжатия пружины. Чтобы устранить возможность возникновения опасного для прочности пружин резонанса, на клапаны ставят по две пружины с навивкой витков в противоположные стороны или делают пружины с переменным шагом навивки.

Седла клапанов

Седла клапанов. Наиболее важным сопряжением, определяющим долго­вечность механизма газораспределения, является сопряжение седло — кла­пан, так как оно подвержено ударным нагрузкам при посадке клапана и значительным термическим перегрузкам. Седло клапана, с которым сопри­касается уплотнительная фаска клапана, обрабатывают инструментом с уг­лами заточки 15, 45 и 75 градусов таким образом, чтобы уплотнительный поясок седла имел угол 45 градусов и ширину около 2 мм. По своим размерам поясок дол­жен подходить ближе к меньшему основанию конусной фаски клапана. Фаска клапана имеет меньший угол и соприкасается с седлом только узким пояском у своего большого основания, что обеспечивает хорошее уплотне­ние клапанного отверстия. Вставные седла изготовляются в виде отдельных колец из специального чугуна, легированной стали или металлокерамики.

Механизм вращения клапана

Для поддержания в рабочем состоянии контактных поверхностей уплотнительных фасок выпускных клапанов иногда применяют специальные устройства, позволяющие принудительно поворачивать клапаны в процессе работы.

Механизм вращения клапана состоит из неподвижного корпуса, в наклонных канавках которого расположены пять шариков с возвратными пружинами, дисковой пружины и опорной шайбы с замочным кольцом. Механизм вращения клапана устанавливается в расточке, сделанной в головке блока цилиндров иол опорной шайбой клапанной пружины. При закрытом клапане давление на дисковую пружину невелико, и она вогнута наружным краем вверх, а внутренним краем опира­ется в заплечик корпуса. Шарики отжаты пружинами в исходное положе­ние. В момент открытия клапана усилие со стороны клапанной пружины возрастает, под действием чего дисковая пружина, выпрямляясь, перелает усилие на шарики и вызывает их перемещение в углубление. Когда клапан закрывается, сила, действующая на дисковую пружину, уменьшается, и она, выгибаясь, освобождает шарики. Шарики под действием возвратных пру­жин перемешаются в исходное положение, что приводит к повороту клапа­на на некоторый угол (клапаны совершают 20—40 оборотов в минуту).

В некоторых двигателях применяют менее эффективное, но более про­стое устройство, основанное на использовании способа крепления клапан­ной пружины на стержне клапана. Крепление пружины на клапане состоит из опорной тарелки, втулки и двух сухарей.