Мотоциклы

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.

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.

В тех случаях, когда пружины должны быть большой длины и с малым диаметром витков, применяют обычно конические пружины. Конические пружины обладают тем достоинством, что они при большой длине не выгибаются в сторону, как цилиндрические пружины, и не перекашивают при этом стержень клапана в его направляющей втулке.

При подвесных клапанах иногда применяются шпильчатые пружины (по две на каждый клапан). Эти пружины не подвержены резонансовым колебаниям и имеют небольшую высоту. Недостаток этих пружин заключается в том, что при поломке одной пружины вторая будет нагружать стержень клапана эксцентрично.

Толкатели мотоциклетных двигателей можно разделить в основном на следующие группы: тарельчатые, плоские, роликовые.

Тарельчатые толкатели (рис. 46, а) являются наиболее распространенными, так как они просты по устройству и долговечны.

Рис. 46. Толкатели мотоциклетных двигателей: а — тарельчатые; б — плоские; в — роликовые; 1 — толкатель; 2 — регулировочный болт; 3 — контргайка; 4 — тарелка толкателя; 5 — ролик; 6 — втулка; 7 — ось ролика.

Эти толкатели представляют собой цилиндрический стержень, на одном конце которого выполнена плоская тарелка, опирающаяся на кулачок. Для уменьшения износа тарелки ось толкателя смещена в сторону от оси симметрии кулачка. На другом конце стержня толкателя имеется резьба (наружная или внутренняя) для регулировочного винта или регулировочной головки.

Тарельчатые толкатели обладают тем недостатком, что для размещения их требуется много места. Это, естественно, несколько увеличивает габариты привода газораспределения. Поэтому в тех случаях, когда место для размещения головок толкателей ограничено, применяют плоские толкатели.

Плоские толкатели применяются в двигателе мотоцикла М-72 (рис. 46, 6). На конце стержня толкателя, обращенном в сторону кулачкового валика, имеется головка прямоугольного сечения. Выступающие в стороны грани головки ходят в направляющих пазах втулки толкателя, что не позволяет толкателю поворачиваться вокруг своей оси. Ширина поверхности головки соответствует ширине рабочей поверхности кулачка.

Такая форма толкателя в данном случае принята потому, что кулачки очень близко размещены друг от друга и установить тарельчатые толкатели невозможно.

Роликовые толкатели (рис. 46, в) имеют преимущество перед тарельчатыми и плоскими толкателями, так как по сравнению с ними они имеют меньшие потери на трение и износ; кроме того, в сравнении с тарельчатыми толкателями они имеют меньший габарит. Недостатком роликовых толкателей является больший вес, чем других толкателей.

Роликовый толкатель состоит из стержня толкателя, в нижней части которого выполнена вилка с отверстием для установки ролика. Ролик опирается на ось плавающей стальной втулки, сидящей свободно на оси и входящей в отверстие ролика. Плавающая втулка, вращаясь между роликом и осью, уменьшает их износ, так как скорость вращения ролика относительно оси значительно уменьшается. В верхней части стержня ввертывается регулировочный болт, на котором имеется контргайка, закрепляющая болт в необходимом положении. С одной стороны контргайки сделана сквозная прорезь. Нижняя часть контргайки выполнена в виде конуса. Такие контргайки при затягивании входят конической своей частью в коническое углубление в толкателе. При этом происходит обжатие контргайки и она плотнее обхватывает резьбу болта. При применении таких контргаек уменьшается возможность самопроизвольного изменения регулировки зазора между клапаном и толкателем.