Иногда для проворачивания клапана применяется специальный механизм (рис. 6.34), который состоит из корпуса 2, пяти шариков 3 с возвратными пружинами 10, дисковой пружины 9 и упорной шайбы 4. Шарики 3 и пружина 10 размещены в канавках переменной глубины внутри корпуса 2. При открытии клапана его пружина 6 сжимается и увеличивает давление на дисковую пружину 9. Дисковая пружина распрямляется, шарики 3 перекатываются по наклонным поверхностям углублений и сжимают возвратную пружину 10 (см. рис. 6.34,в). В то же время шарики 3 поворачивают дисковую пружину 9, упорную шайбу 4 и вместе с ними пружину клапана 6 и клапан. При закрытии клапана сжатие его пружины 6 уменьшается и дисковая пружина 9 принимает свою исходную форму, освобождает шарики 3 и они воз-
вращаются в исходное положение под действием возвратной пружи- |
||||||||||||||||||||||||||
ны 10 (см. рис. 6.34,б). |
|
|
|
|
И |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
При непосредственном приводе клапана от кулачков распреде- |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
лительного вала тарелка ввёртывается в стержень клапана (рис. 6.35). |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
А |
А |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А – А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
С5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Б |
|
|
|
|
|
ББ – Б |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
б) |
|
|
|
|
|
в) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Рис. 6.35. Крепление тарелок пружин [4, 5, 6, 8] : |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
1 – стержень клапана; 2 – замок; 3 – шлицы; 4, 5 – тарелки |
|||||||||||||||||||||||
146
Тарелка воспринимает усилие от кулачка и служит для регулировки зазоров. От проворачивания относительно стержня тарелка удерживается лысками (см. рис. 6.35,а) или шлицами (см. рис. 6.35,в, г) на стержне клапана и на замке. На торцах тарелки и замка имеются радиальные шлицы 3, находящиеся в зацеплении под действием пружины клапана. В некоторых двигателях тарелка 4 (см. рис. 6.35,б) контрится дополнительной тарелкой 5, которая навинчивается на наружную резьбу стержня клапана.
Резьбовая часть тарелки должна иметь длину, равную 2…3 диаметрам резьбы. Выполняется резьба точно с малым зазором.
На наружной части тарелки имеются зубцы, а на замке – отверстия для ключей при установке фаз газораспределения.
Условия работы сёдел клапанов аналогичны условиям работы го-
6.4.2. Сёдла, направляющие втулки,Ипружины клапанов
ловок клапанов. Поэтому сёдла клапанов выполняют вставными. Перед запрессовкой либо нагревают головку цилиндров, либо охлаждают седло клапана. Натяг составляет 0,0015…0,0035 от наружного
диаметра седла. |
б |
Седло представляет собой детальДв виде кольца (рис. 6.36) с ци-
линдрической (см. рис. 6.35,а) или конической (см. рис. 6.36,б) боко- |
||||||
вой поверхностью. Угол конусаАсоставляет 12º. |
|
|
|
|
||
|
и |
|
0,04 |
мм |
||
|
а) |
б) |
||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в) |
г) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д) е)
Рис. 6.36. Крепление клапанных сёдел [4, 5, 6, 7, 8, 15]
147
Внекоторых случаях седло не запрессовывается, а имеет резьбовое соединение с головкой блока (см. рис. 6.35,в). Резьба выполняется с натягом 0,045…0,155 мм.
Цилиндрические сёдла запрессовывают до упора, а при запрессовке конических иногда оставляют зазор до 0,04 мм (см. рис. 6.37,г).
На наружной поверхности сёдел вытачивают кольцевые канавки (см. рис. 6.37,а, г), в которые при запрессовке затекает металл головки или блока. Кроме того, седло фиксируют расчеканкой головки (см. рис. 6.37,д) или развальцовкой верхней части седла (см. рис. 6.37,е).
Вфорсированных двигателях сёдла устанавливают в холодном состоянии с небольшим зазором при удержании с помощью пружинного кольца (рис. 6.38).
|
|
δс |
|
|
|
|
|
dг |
Толщина стенки седлаδс = (0,08…0,15)·dг, |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
высота hс = (0,16…0,25)· dг.. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Направляющие клапанов изготавли- |
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вают в виде отдельных втулок, которые за- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Рис. 6.37. Крепление седла |
прессовывают в блок цилиндров или го- |
|||||||||
|
|
|
|
кл а п а н а п р уж и н н ы м |
ловку блока. |
И |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кольцом [4, 5] |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Направляющие втулки выполняют как |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
цельными, так и разрезными. Втулки запрессовывают в блок цилиндров или в головку блока с натягом (0,003….0,005)·dвт.
рис. 6.38,б, в), выточкой подбпружинное кольцо 1 (см. рис. 6.38,а). Толщина втулки выб рается в пределах 2,5…4,0 мм, длина за-
Конструкция направляющих втулок представлена на рис. 6.38. |
|
и |
|
Направляющие втулки изготавливаютА |
с наружным конусом |
(см. рис. 6.38,а), внутренн м конусом (см. рис. 6.38,г), заплечиками (см. |
|
С |
|
висит от диаметра dс и длины l стержня клапана и изменяется в пре-
делах l1 = (1,75…2,50)· dг.
Зазор между стержнем клапана и внутренним диаметром втулки зависит от условий работы клапана и его конструкции. У клапана большого диаметра стержня dс зазор составляет 0,004·dс для впускного и 0,006·dс для выпускного клапанов. Зазор у клапанов малого диаметра стержня dс лежит в пределах (0,005…0,010)·dс для впускных клапанов и (0,0080…0,0125)·dс для выпускных клапанов.
Смазка направляющей втулки и стержня клапана осуществляется разбрызгиванием. Для защиты клапана от излишнего масла и устранения попадания моторного масла в камеру сгорания через направляющую втулку и образования в ней нагара в направляющую втулку запрессовывают графитовые втулки, а на стержень устанавливают рези-
148
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стеллит |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
dс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(0,65…0,75)· |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
l1 |
l |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dвт |
|
|
|
|
|
|
|
||
12…150 |
|
|
|
rс |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стеллит |
|
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
dг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
|
|
|
б) |
|
в) |
г) |
|||||
|
|
|
|
|
|
Рис. 6.38. Направляющие втулки с клапанамиИ[7, 15] : |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 – пружинное стопорное кольцо |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
новые или пластмассовые колпачки, манжеты (см. рис. 6.33,в, поз. 5)
и отражатели. |
и |
|
В крупных стационарныхАи судовых двигателях клапаны уста- |
||
навливают в сборе с охлаждаемыми корпусами, которые объединяют |
||
|
С |
бседло (рис. 6.39,а), или седло запрессовыва- |
направляющую втулку |
||
ют (рис. 6.39,б).
Вставные корпуса уменьшают площадь проходного сечения клапана.
Работа клапанных пружин протекает в условиях переменных динамических нагрузок, дополнительных ударных нагрузок и повышенных температур. Пружины осуществляют посадку и удержание клапана в седле в закрытом состоянии. Кроме того, пружины обеспечивают замкнутость всех звеньев ГРМ во время работы двигателя. Поэтому пружины должны обладать высокой упругостью, что при небольших их размерах вызывает в них высокие напряжения.
Наибольшее распространение имеют винтовые пружины, работающие на кручение. Представлены такие пружины на рис. 6.40. Для получения кольцевой опорной поверхности концевые витки сближают до соприкосновения и сошлифовывают по плоскости, перпендику-
149
lпр
2
|
3 |
4 |
|
|
|
1 |
1 |
4 |
|
1 |
|
6 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
а) |
|
И |
б) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Рис. 6.39. Вставные корпуса клапана [5] : |
|
|
||||||
|
1 – корпус клапана; 2 – |
фланец крепления; |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
3 – крышка цилиндра; 4 – полость охлаждения клапана; |
|
||||||||
|
|
|
|
5 – рёбра; 6 – окно для прохода газов |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
Dср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
С |
|
|
|
|
|
|
|||
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
|
б) |
|
|
в) |
|
г) |
|
Рис. 6.40. Винтовые пружины клапана [6, 7] |
|
||||||||
лярной оси пружины (см. рис. 6.40) и составляющей около 270° окружности. Число опорных витков должно быть не менее трёх. Чаще всего шаг витка t выполняют постоянным по всей длине пружины (см. рис. 6.40,а). Но для устранения возможного появления резонанса изготавливают пружины с переменным шагом. Уменьшают шаг либо по направлению к одному концу пружины (см. рис. 6.40,б), либо от середины к обоим концам пружины (см. рис. 6.40,в). Расположенные рядом витки пружины при открытии клапана соприкасаются друг с
150