Система привода клапанов газораспределительного механизма
Впускные клапаны. Массовое наполнение двигателя зависит от величин проходного сечения, открываемого клапаном и
продолжительности открытия. Площадь впускного отверстия равна площади конической поверхности, расположенной между
тарелкой клапана и его седлом. Эта площадь пропорциональна диаметру опорной поверхности клапана, высоте подъема
клапана и зависит от угла фаски клапана. Большинство клапанов выполняется с углом фаски 45градусов.
Для форсированных двигателей угол фаски иногда выполняется равным 30градусам. При
меньшем угле фаски площадь впускного отверстая увеличивается. Однако при этом уменьшается жесткость
тарелки, что может привести к колебаниям клапана и нарушению процесса впуска. Для облегчения клапанов их
иногда выполняют тюльпанообразной формы. При выборе высоты подъема клапана приходится
учитывать ряд факторов. Прежде всего, высота подъема ограничивается ростом инерционных сил, выбором
соответствующего усилия клапанных пружин и связанным с этим износом пары клапан-толкатель.
По мере увеличения подъема на суммарное сопротивление потоку смеси все большее влияние оказывает отверстие седла
клапана. Слишком большой подъем клапана бесполезен, т.к. площадь отверстия седла клапана оказывается
меньше проходного сечения конической поверхности клапана и уже она определяет прохождение смеси.
Диаметр тарелки клапана ограничивается его расположением в камере сгорания, конструкцией головки
цилиндра, диаметром цилиндра. Увеличение числа впускных клапанов позволяет добиться наибольшего эффекта
по наполнению. Большинство современных двигателей легковых автомобилей имеют по два впускных клапана,
но встречаются двигатели и с тремя впускными клапанами. Это обеспечивает существенное увеличение суммарного
проходного сечения. Дополнительно улучшения наполнения удается достигнуть при наклонной установке всех
четырех клапанов (два впускных и два выпускных) в полусферической камере сгорания.
На процесс впуска существенное влияние оказывают динамические явления во впускных каналах.
Наполнение двигателя можно увеличить за счет выбора оптимальной величины запаздывания закрытия впускного
после НМТ, находящейся в пределах от 55 до 85 градусов поворота коленчатого вала. Но время впуска поток смеси (или
воздуха в двигателях с впрыском топлива) двигается с высокой скоростью (до 50 м/с). Созданная при этом
инерция потока смеси обеспечивает поступление смеси и при движении поршня вверх после прохождения НМТ.
Это так называемая дозарядка цилиндра, зависящая от
длины впускного канала, его сечения, времени-сечения
открытия впускного клапана после НМТ. Чем выше частота вращения, тем больше эффективность от дозарядки
(инерционного наддува). При этом коэффициент наполнения (отношение фактически поступившего
воздуха в цилиндр к теоретически возможному) может быть
больше единицы. Но при малой частоте вращения из-за
малой скорости смеси происходит обратный выброс
смеси из цилиндра во впускной канал. Этот фактор является одной из важных причин снижения наполнения, а
следовательно, и крутящего момента при снижении час-
тоты вращения.
Выпускные клапаны.
Впуск происходит под действием разрежения в цилиндре, а начало выпуска под действием значительно большего
давления в цилиндре, поэтому выпускные клапаны выполняются всегда меньшего
диаметра, чем впускные. Температура клапана при оптимальных углах опережения зажигания и составах смеси
доходит до 950 градусов С. При снижении углов опережения зажигания, применении топлива с меньшей скоростью
сгорания. Нарушении герметичности клапана и ряде других
факторов перегрев клапана прогрессирует, что может
вызывать его прогар. Слишком раннее открытие выпускного клапана (до 70 градусов до НМТ) при низкой частоте
вращения коленчатого вала приводит к потере площади индикаторной диаграммы в конце рабочего хода, снижению
крутящего момента, перегреву выпускных клапанов и повышению требований к октановому числу топлива.
Для снижения температуры выпускного клапана с целью повышения надежности и уменьшения требований
к октановому числу топлива существуют следующие
способы.
1. Применение двух клапанов меньшего диаметра вместо одного.
2. Применение натриевого охлаждения путем выполнения клапана с полостью в тарелке и стержне и
частичного заполнения ее натрием. При нагреве натрий плавится и, передавая тепло от тарелки в стержень,
способствует ее охлаждению.
3. Применение двойного последовательного выпуска отработавших газов (через окна в нижней части цилиндра, а затем через клапан).
4. В двигателях с непосредственным впрыском бензина и наддувом за счет увеличения перекрытия
клапанов охлаждение достигается продувкой камеры сгорания.
При выборе распределительною вала с учетом
устанавливаемых фаз газораспределения следует убедиться, что при увеличенном ходе клапана в зоне ВМТ остается
гарантированный зазор между тарелкой клапана и днищем поршня.
Система привода клапанов газораспределительного механизма 
Впуск происходит под действием разрежения в цилиндре, а начало выпуска под действием значительно большего
давления в цилиндре, поэтому выпускные клапаны выполняются всегда меньшего
диаметра, чем впускные. Температура клапана при оптимальных углах опережения зажигания и составах смеси
доходит до 950 градусов С. При снижении углов опережения зажигания, применении топлива с меньшей скоростью
сгорания. Нарушении герметичности клапана и ряде других
факторов перегрев клапана прогрессирует, что может
вызывать его прогар. Слишком раннее открытие выпускного клапана (до 70 градусов до НМТ) при низкой частоте
вращения коленчатого вала приводит к потере площади индикаторной диаграммы в конце рабочего хода, снижению
крутящего момента, перегреву выпускных клапанов и повышению требований к октановому числу топлива.