Материал: 2466

Так как выпуск отработавших газов происходит при большом перепаде давлений, диаметр головки впускного клапана (при одина-

лом 30° применяют только для впускных клапанов. Связано это с тем, что при одинаковом перемещении клапана площадь проходного сече-

ния больше, чем при фаске под углом 45°. Однако при этом ухудшается плотность пр леган я клапана к седлу и, следовательно, теплоотвод от головки к седлу. Для увеличения плотности прилегания клапана с седлом фаску выполняют дифференциальной (рис. 6.31).

141

руют в пределах 1…3 мм (см. рис. 6.31).

Диаметр стержня dс (см. рис. 6.30,а) клапана выбирается в зависимости от нагружения стержня боковыми силами при открывании клапана. В случае привода через толкатель (отсутствие боковых сил) или через коромысло (боковые силы небольшой величины) стержень изготавливают небольшого диаметра. Большего диаметра стержень выполняют при непосредственном приводе, то есть при наличии больших боковых сил. Однако при большом диаметре стержня увеличивается масса клапана и уменьшается проходное сечение газовоздушного канала.

Длина стержня l зависит от расположения клапана и изменяется в пределах (2,5…3,5)·dг. У подвесных клапанов (верхнее расположение)

У основания фаски угол β (см. рис. 6.30,а) выбирают из условий

наилучшего обтекания, и он составляет 12…15°. Радиус сопряжения головки со стержнем rс изменяется в пределах (0,25…0,35)·dг у плоских и выпуклых клапанов и до 0,5·dг – у тюльпанообразных.

Основные геометрические параметры клапанов представлены в табл. 6.2.

142

У некоторых двигателей для увеличения завихрения свежего заряда впускные клапаны снабжаются отражателем 2 (см. рис. 6.29,д). В результате поступающий с высокой скоростью свежий заряд начинает вращаться. Увеличение сопротивления компенсируется хорошим смесеобразованием.

Для устранения заедания стержня клапана в наиболее нагретой его части либо уменьшают диаметр стержня 8 (см. рис. 6.29,ж), либо увеличивают внутренний диаметр направляющей втулки 8 (см. рис. 6.29,е).

Для уменьшения износа торца стержня на него надевают колпачок 1 (см. рис. 6.29,а, б, е). Одновременно колпачок, представленный на рис.6.29,б, отводит масло от стержня. Кроме того, для отвода масла от стержня применяют отражатель 2 или уплотнение 5.

На некоторых двигателях применяютИнаправляющую втулку 6, состоящую из двух частей (см. рис. 6.29,з). В этом случае клапан и втулку устанавливают в блок в собранномДвиде и внешний диаметр втулки выполняют несколько большего диаметра. Для закрепления втулки в блоке цилиндров размещают вильчатую чеку 7.

Для притирки клапана кАседлу в тарелке делаются прорези (см. рис. 6.29,в, е) или сверления (см. рис. 6.29,а).

Как уже говорилосьбвыше, важным вопросом при конструировании клапанов является отвод теплоты. На рис. 6.27 показана схема отвода теплоты от клапанаи, из которой видно, что часть теплоты (основная) отводится через седло, другая часть – через направляющую втулку. Для улучшенСя теплоотвода кроме перечисленных выше мер – плавный переход от стержня клапана к головке, контактирование клапана с седлом через коническую фаску – увеличивают диаметр стержня клапана, удлиняют направляющую втулку, приближают рубашку охлаждения головки цилиндра как можно ближе к седлу клапана. Более того, в двигателях большой удельной мощности выпускные клапаны, стержень и головку выполняют полыми (см. рис. 6.27, 6.32). Полость примерно на 60 % заполняют солями натрия. У солей на-

трия температура плавления составляет всего 97 °С. При рабочей температуре клапана натрий расплавляется (находится в жидком состоянии) и частично испаряется. При соприкосновении со стенками клапана натрий конденсируется и переносит теплоту от головки к стержню.

На конце стержня клапана устанавливается тарелка 7 (см. рис.6.26) пружин 5, закреплённая замками различной конструкции (см. рис. 6.29),

143

Рис. 6.33. Замки крепления тарелок пружин [4, 5, 6, 7, 8, 15] :

1 – сухарики; 2 – тарелка; 3 – пружинное кольцо; 4 – коническая втулка; 5 – манжета; 6 – чека; 7 – колпачок

144

напряжений благодаря галтели большого радиуса. Высота сухариков приблизительно равна диаметру стержня dс, угол конуса составляет 10…15°. В некоторых случаях тарелка крепится чекой (см. рис. 6.33,ж), проходящей через отверстие в стержне клапана.

Конец стержня закаливают либо надевают колпачок 7 (см. рис. 6.33,д) из более твёрдого материала, либо покрывают стеллитом. Этим предохраняют конец стержня от разбивания.

Для предотвращения падения клапана в цилиндр при поломке хвостовика стержня или пружин на стержне ниже тарелки могут устанавливать пружинное кольцо 3 (см. рис. 6.33,а).

Коническая втулка 4 (см. рис. 6.33,в) устанавливается для возможности проворачивания клапана в седле во время работы двигателя. Эта втулка упирается в плоское донышко тарелки 2. Во время работы двигателя небольшой момент трения, возникающий на этой поверхности, при вибрации уменьшается до нуля и клапан имеет возможность проворачиваться в седле.

Рис. 6.34. Выпускной клапан двигателя ЗиЛ-130 [14] :

1 – стержень клапана; 2 – корпус механизма вращения ; 3 – шарик; 4 – упорная шайба; 5 – направляющая втулка; 6 – пружина клапана; 7 – тарелка; 8 – разрезные сухарики; 9 – дисковая пружина; 10 – возвратная пружина; 11 – натрий; 12 – головка клапана; 13 – седло

145