Мотоциклы

На рис. 42 показано верхнее газораспределение.

Рис. 42. Верхнее газораспределение.

Привод к клапанам осуществляется от коленчатого вала через нижнюю пару конических шестерен, вертикальный валик, верхнюю пару конических шестерен, кулачковый валик и коромысла.

Клапаны. Клапаны служат для открытия и закрытия впускных и выпускных окон цилиндра. Они являются наиболее ответственными деталями двигателя, так как условия их работы, особенно выпускного клапана, чрезвычайно тяжелы.

Во время сгорания рабочей смеси в цилиндре тарелки клапанов соприкасаются с горячими газами, температура которых доходит до 2000–2200 °C. Кроме того, выпускной клапан во время выпуска омывается отработавшими газами, средняя температура которых колеблется от 1000 до 1100 °C. Впускной клапан работает в более легких условиях, так как в период заполнения цилиндров он омывается холодной горючей смесью, которая отнимает от клапана значительное количество тепла, и температура впускных клапанов редко достигает 350–400 °C.

Кроме высоких тепловых нагрузок, клапаны подвержены значительным механическим нагрузкам от пружин, обеспечивающих плотную посадку клапана в гнездо, и от сил инерции.

В связи с тяжелыми условиями работы клапанов мотоциклетных двигателей к ним предъявляются следующие требования:

1) Высокая механическая прочность, сохраняемая при многократном нагреве (до 900 °C) и охлаждении.

2) Высокая противокоррозийная при высокой температуре в присутствии продуктов сгорания.

3) Большая жесткость клапана и его седла, обеспечивающая постоянную плотную посадку.

4) Отсутствие коробления клапана при перегревах.

5) Хороший отвод тепла от клапана.

Клапаны могут быть с плоской тарелкой и тюльпанообразные.

Клапаны с плоской тарелкой имеют головку плоской или несколько выпуклой формы (рис. 43, а).

Рис. 43. Клапаны: а — с плоской тарелкой; б — тюльпанообразный.

На боковой части тарелки выполнена. рабочая фаска обычно под углом 45°. Тарелка клапана имеет плавный переход к стержню. На конце стержня выполняется кольцевая выточка, которая служит для установки в нее замка, соединяющего клапан с пружиной. В центре тарелки клапана иногда выфрезеровывают паз для лезвия отвертки, при помощи которой осуществляется притирка рабочей фаски клапана к гнезду.

Торец стержня клапана, как правило, выполняется плоским, так как он обычно опирается на плоскую головку толкателя, ось которого параллельна оси клапана. Это обеспечивает полное соприкосновение обеих плоскостей и меньший их износ. В тех случаях, когда оси клапана и толкателя не параллельны, торец стебля клапана имеет сферическую форму. Так выполнен торец стержня клапана двигателя мотоцикла М-72. Сферическая форма торца обеспечивает касание клапана и толкателя в точке, расположенной близко к центру стержня, что уменьшает возможность перекоса клапана в направляющих втулках.

При клапанах с плоской тарелкой наблюдается недостаточно высокое наполнение цилиндров двигателя горючей смесью, так как вследствие недостаточно плавного перехода от стержня к тарелке под тарелкой создается завихрение, тормозящее поступление горючей смеси в цилиндр двигателя.

У некоторых двигателей применяются тюльпанообразные клапаны (рис. 43, б). Эти клапаны имеют более плавный переход от стержня к головке, что улучшает наполнение цилиндров горючей смесью. Но эти клапаны более применимы как впускные, так как при установке их на выпуск в углублении клапана создается завихрение продуктов сгорания, что в известной степени тормозит выход отработавших газов из цилиндра.

Тюльпанообразные клапаны обладают большой поверхностью соприкосновения с горячими газами, в результате чего температура тюльпанообразных клапанов несколько выше, чем у клапанов с плоской тарелкой.

Вследствие высоких тепловых и механических нагрузок клапаны подвержены серьезным дефектам, из которых наиболее часто наблюдается прогар фаски тарелки клапана и отрыв ее от стержня.

Прогар фаски клапана происходит в том случае, когда нарушается плотность посадки клапана. Нарушение плотности посадки может быть вызвано короблением тарелки клапанов, перекосом клапана, попаданием между фаской клапана и седлом каких-либо механических частиц (нагара, частиц металла и т. д.). В случае неплотной посадки раскаленные газы во время сгорания рабочей смеси в цилиндре с большой скоростью прорываются через неплотность между фаской и клапаном и выплавляют из седла и фаски частицы металла. В последующем прогар клапана резко увеличивается, так как проход для газов все более и более расширяется.

Замки клапанов служат для закрепления опорной шайбы клапанной пружины на стержне клапана. Они обычно состоят из двух половин, которые образуют конус с цилиндрическим сверлением в центре. Замок входит в коническое отверстие опорной шайбы, охватывая своей цилиндрической частью выточку, имеющуюся на стержне клапана.

Опорные шайбы (рис. 44) клапанных пружин служат для соединения клапанов с клапанными пружинами и представляют собой диск с коническим отверстием для замка посредине.

< image l:href="#"/>

Рис. 44. Опорная шайба клапана: 1 — стержень клапана; 2 — опорная шайба; 3 — замок.

Чтобы пружина клапана располагалась симметрично относительно оси стержня клапана, на шайбе имеется центрующая выточка. Если на шайбу опираются две концентрично установленные пружины, для каждой из них сделана центрующая выточка.

Пружины служат для плотной посадки клапана в седло. Одним концом пружины опираются на опорную шайбу клапана, а другим — на тело цилиндра или его головки.

По своей форме пружины делятся на цилиндрические, конические и шпильчатые.

Наиболее распространены цилиндрические пружины.

Это обусловлено простотой их изготовления и достаточно надежной работой. При боковом расположении клапанов на каждом клапане устанавливается по одной пружине. В подвесных же клапанах обычно устанавливаются концентрично две пружины (рис. 45), причем обе навиты в разные стороны.

Рис. 45. Пружины подвесных клапанов: а — цилиндрическая; б — коническая, в — шпильчатые.

В случае поломки одной из пружин вторая будет продолжать работать, хотя и с большой перегрузкой. При этом витки поломанной пружины не смогут попасть между витками работающей пружины, так как они имеют разностороннюю навивку. Кроме того, две пружины, установленные на одном клапане, обладают меньшей высотой, чем одна пружина, при соответствующей упругости и высоте подъема клапана.

Иногда пружины выполняют с разным шагом навивки. Это делается с целью уменьшения вибрации пружин, так как каждый виток пружины имеет разную частоту собственных колебаний и поэтому попадание такой пружины в резонанс невозможно.