Толкатели

Толкатели

Усилия от кулачков распределительного вала к клапану или штанге передают толкатели. Они же воспринимают и боковые усилия, возникающие при вращении кулачков распределительного вала. Толкатели подвергаются действию переменных нагрузок,

имеющих динамический характер, следовательно, должны иметь износостойкие рабочие поверхности и малую массу. Для уменьшения массы толкатели выполняют пустотелыми.

В двигателях с нижним расположением клапанов применяются тарельчатые толкатели со сферической опорной поверхностью.

Кулачок 10(см. рис. 4.1, о) распределительного вала касается опорной части толкателя сбоку от оси стержня и имеет небольшую конусность. Благодаря такому устройству толкателя и кулачка толкатель вращается во время вращения распределительного вала, что обеспечивает равномерный износ опорной поверхности. Для регулировки тепловых зазоров в стержень толкателя 9 ввернут регулировочный болт 7с контргайкой 8.

У двигателей с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительных валов (см. рис. 4.1, б) толкатели выполнены в виде пустотелого поршня, внутрь которого входит штанга. Нижний конец штанги смазывается маслом, стекающим по штанге. В толкателе имеется отверстие, через которое вытекающее масло смазывает направляющие втулки и кулачки распределительного вала. Таких отверстий может быть два. Торец толкателя, контактирующий с кулачком, наплавлен отбелен-

ным чугуном, сами толкатели стальные. Для равномерного износа опорная часть толкателя делается сферической, а кулачок имеет конусность, что приводит к вращению толкателя во время работы двигателя.

Рычажные подвесные толкатели применяют на двигателях дизелей. В приливах толкателя установлена ось ролика, на которой в игольчатом подшипнике вращается ролик 2. Ролик при работе двигателя катится по поверхности кулачка распределительного вала.

У этих толкателей трение скольжения заменено на трение качения, что способствует уменьшению износа толкателя и поверхности кулачка вала (рис. 4.4.)

Рис. 4.4. Детали привода клапанов дизелей: 1 — ось; 2 — ролик; 3 — толкатель; 4 — штанга; 5 — регулировочный винт, 6 — коромысло

При верхнем расположении клапанов и распределительного вала (двигатели автомобилей ВАЗ-2110, -2111, - 111 1 и -11113) толкатели 3 имеют форму стакана, в перевернутом виде надетого на клапан 2 (рис. 4.5). В наружном днище толкателя выполнено кольцевое углубление для укладки регулировочных шайб 6, подбором толщины которых регулируется тепловой зазор А между толкателем и кулачком распределительно-

го вала 5.

На двигателях ЗМЗ-4061 и -4063 автомобилей «ГАЗель* и на двигателях автомобилей ВАЗ-2112 применены гидротолкатели. Эти двигатели имеют распределительные валы для впускных и выпускных клапанов. Каждый цилиндр имеет по два впускных и два вы-

пускных клапана. Над каждым клапаном располагаются гидротолкатсли. Гидротолкатели стальные, выполнены в виде цилиндрического стакана с плунжерной парой и шариковым обратным клапаном. На наружной поверхности стакана имеются кольцевая канавка и отверстие для подвода масла внутрь толкателя из магистрали головки блока цилиндров. Наружная поверхность и торец толкателя нитроцементированы. Толкатели устанавливаются в отверстиях головки блока цилиндров. Гидравлические толкатели ис-

ключают необходимость регулировки зазора между толкателями и клапанами.

Рис. 4.5. Механизм привода клапа- нов при верхнем расположении кла- панов и распределительного вала: 1— головка цилиндров; 2 — клапан; 3 — толкатель; 4 — корпус подшипников распределительного вала; 5 — распре- делительный вал; 6 — регулировочная шайба; 7 — маслоотражатсльный кол- пачок; А — зазор между кулачком и ре- гулировочной шайбой

Клапаны

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные кана-
лы, по которым в цилиндры поступает горючая смесь или воздух и
выходят отработавшие газы. Клапаны должны надежно изолиро-
вать цилиндр от впускного и выпускного трубопроводов во время
тактов сжатия и рабочего хода, а также оказывать минимальное
сопротивление движению газов в открытом положении.

Конструкция. Клапан состоит из головки и стержня, на кон-
це которого имеются кольцевые проточки. Клапанный узел со-
стоит из самого клапана / (рис. 4.6), вставленного в направляю-
щую втулку 2, стопорного кольца 3, маслоотражательного кол-
пачка 4_У опорной шайбы пружины 5, внутренней пружины б,
наружной пружины 7, тарелки пружин 8_У двух сухарей Р, толка-
теля //и регулировочной шайбы 10. Плавный переход от стер-
жня к головке уменьшает сопротивление при обтекании газами,
особенно при такте впуска, увеличивает прочность клапана, улуч-
шает теплоотвод. Головка клапана может быть плоской, выпук-
лой, тюльпанообразной. Она должна иметь хорошую сопротив-
ляемость короблению, так как головки выпускных клапанов мо-
гут нагреваться до 850 *С, а впускных — до 400 *С. Для улучше-
ния обтекаемости и снижения гидравлических потерь переход
от головки к стержню выполняется плавным, с большим радиу-
сом. Головки выпускных клапанов плоские. Они проще в изго-
товлении и обладают необходимой жесткостью. Головки впуск-
ных клапанов для уменьшения веса и инерционных сил делают
тюльпанообразными. Диаметры головок впускных и выпускных
клапанов могут быть одинаковыми, однако чаще головки впускных клапанов имеют больший диаметр для улучшения наполнения цилиндра горючей смесью или воздухом. Для уменьшения сопротивления при
впуске впускные клапаны автомобилей ВАЗ-2110, -2111,
-2112,-1111,-11113 и ИЖ-2126 наклонены к оси цилиндра. Для
повышения надежности и герметичности сопряжения клапан—седло на головке клапана есть фаска, которую шлифуют, а затем притирают по месту специальными пастами. Контактный поясок на фаске должен иметь ширину не менее 0,5 мм.
Повышение надежности сопряжения достигается наплавкой на
фаску специального износостойкого сплава. У выпускных кла-
панов двигателей автомобилей «ГАЗель» на фаску наплавляют
хромоникелсвый сплав. У двигателя автомобиля ЗИЛ-433100 на
оба клапана наплавляется сплав ЭП-616-Б.

Рис. 4.6. Детали клапанного узла: 1 — клапан; 2 — направляющая втулка;3 — стопорное кольцо; 4 — мзелоотражятсльный колпачок; 5— опорная шайба пружин; 6 — внутренняя пружина; 7- наружная пружина; 8— тарелка пружин; 9 — сухарь; 10 — регулировочная шайба; 11 — толкатель

Материалы. Клапаны изготовляют, из жаропрочных сталей:
впускной — из хромокремнистой, выпускной — из хромоникель-
марганцовистой с присадкой азота. У ЗИЛ-433100 клапаны из жа-
ропрочной стали с хромовым покрытием. Тарелки пружин клапа-
нов и сухари изготовляют из малоуглеродистой стали и подверга-
ют поверхностной нитроцементации.

Фаски клапанов выполняют под углом 30 и 45* Клапан с фас-
кой под углом 45* при одинаковом подъеме имеет меньшие про-
ходные сечения, чем клапан с фаской под углом 30^е, однако обес-
печивает лучшую центровку в седле и большую жесткость голов-
ки. Поэтому фаску под углом 30* применяют главным образом для
впускных клапанов форсированных двигателей.

У некоторых двигателей, например ЗИЛ-508.10, для лучшего
охлаждения в стержне выпускного клапана 1 высверлен канал, ча-
стично заполненный натрием 11. При нагреве натрий плавится и,
испаряясь, отбирает теплоту у головки клапана и передаст его че-
рез направляющую втулку 12 стенкам головки блока цилиндров 16 (рис. 4.7).

(

Направляющие втулки 12 обеспечивают перпендикулярное относительно седла 13 перемещение клапана. На двигателях
ЗМЗ-4061 и -4063 втулки изготавливают из серого чугуна. Двига-
тели автомобилей «ГАЗель» имеют направляющие втулки, изготовленные прессованием с последующим спеканием из смеси же-
лезного, медного и графитового морошка с добавлением дисуль-
фида молибдена для повышения износостойкости. Направляю-
щие втулки двигателя автомобиля ИЖ-2126 металлокерамические. Они легко обрабатываются и, обладая пористостью, хорошо

удерживают масло, благодаря чему уменьшается износ стержней

клапанов и втулок.

Между стержнем клапана и втулкой имеется зазор, необходи-

мый для скольжения клапана. При такте впуска создастся разность

давлений: в цилиндре — разрежение, а под крышкой головки блока — давление атмосферное. За счет этого масло продавливается

внутрь цилиндра. Для уменьшения продавливания масла на на-

правляющую втулку клапана надевается маслоотражательный кол-

пачок 7 (см. рис. 4.5), изготовленный из маслобснзостойкой рези-

ны. а сам зазор делается минимальным (0,05...0,08 мм).

⇐ Предыдущая 12