Клапанные механизмы газораспределения автомобильных и тракторных двигателей по способу управления клапанами подразделяются на два типа:
1) – С нижним распределительным валом;
2) – С верхним распределительным валом.
Газораспределительный механизм с нижним распределительным валом отличается компактностью привода и простотой конструкции (Д-144, А-41, Д-240, А-01 и прочие). Для форсированных двигателей, как правило, стараются приблизить к клапанам распределительный вал, что обеспечивает уменьшение поступательно движущихся масс и увеличение общей жёсткости механизма привода. Преследуя аналогичные цели в карбюраторных высокофорсированных (по скоростному режиму) двигателях (М-2140, ВАЗ и прочих), а также в дизельных двигателях, комплектуемых четырёхклапанными головками цилиндров, используются механизмы с верхним расположением распределительного вала.
Верхнее расположение распределительного вала не только позволяет снизить массу и повысить жёсткость механизма привода клапанов, но и за счёт компактной формы впускных и выпускных каналов даёт возможность улучшить наполнение двигателя.
Механизмы газораспределения различных двигателей показаны на [рис. 1]. В газораспределительном механизме двигателя ЗМЗ-52, имеющего нижнее расположение клапанов и распределительного вала [рис. 1, а)], в процессе вращения последнего кулачок (3) набегает на толкатель (2), который поднимается вверх и, посредством регулировочного болта (4), нажимает на стержень клапана (1). Пружина сжимается и головка клапана отходит от седла, при этом полость цилиндра соединяется с впускным либо выпускным каналом. Впуск либо выпуск заканчивается в тот момент, когда кулачок выйдет из-под толкателя и клапан опустится на седло под воздействием пружины.
Рис. 1. Конструктивные схемы механизмов газораспределения.
а) – Механизм газораспределения с нижним расположением клапанов и распределительного вала;
б) – Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала;
в) – Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов и распределительного вала;
г) – Механизм газораспределения с верхним расположением клапанов и нижним расположением распределительного вала в развале цилиндров V-образного двигателя;
1) – Клапан;
2) – Толкатель;
3) – Кулачок распределительного вала;
4) – Регулировочный болт (винт);
5) – Коромысло;
6) – Штанга;
7) – Маслоотражательный колпачок клапана;
8) – Тарелка пружины;
9) – Сухари.
В механизме газораспределения двигателя ЗМЗ-24, имеющего верхнее расположение клапанов и нижнее расположение распределительно вала [рис. 1, б)], в процессе вращения последнего кулачок (3) набегает на толкатель (2) и поднимает его вверх вместе со штангой (6). Через регулировочный винт (4) штанга поворачивает на оси коромысло (5), которое нажимает на стержень клапана (1). Это приводит к опусканию клапана вниз и соединению полости цилиндра двигателя с впускным либо выпускным каналом. Дальнейшее вращение распределительного вала приведёт к выходу кулачка из-под толкателя, а клапан, коромысло, штанга и толкатель под воздействием пружины возвратятся в исходное положение.
Газораспределительный механизм с нижним (боковым) расположением клапанов (в сравнении с верхним расположением клапанов) включает в себя меньшее количество деталей, но формирует вытянутую щелевидную форму камеры сгорания. У механизма с верхним расположением клапанов более сложная конструкция, но он обеспечивает компактность камеры сгорания.
В газораспределительном механизме двигателей с верхним расположением клапанов и распределительного вала (двигатели М-2140, ВАЗ), который установлен на головке цилиндров [рис. 1, в)], при вращении вала кулачок (3) набегает на плечо коромысла (5) и оно поворачивается на оси. Наконечник регулировочного винта (4) нажимает на стержень клапана (1), пружины сжимаются и открывается клапан. После выхода кулачка из-под коромысла клапан под воздействием пружин плотно садится в седло.
Характерной особенностью механизма газораспределения V-образных двигателей ЯМЗ является привод клапанов обоих рядов цилиндров в действие посредством одного распределительного вала, который расположен в развале цилиндров [рис. 1, г)]. Данное расположение распределительного вала используется на двигателях СМД-60, ЗИЛ-130, КамАЗ, ЗМЗ-53.