Клапанный механизм или клапанный механизм — это механическая система, управляющая работой впускных и выпускных клапанов в двигателе внутреннего сгорания . [1] Впускные клапаны контролируют поток топливовоздушной смеси (или только воздуха для двигателей с прямым впрыском) в камеру сгорания, а выпускные клапаны контролируют поток отработанных выхлопных газов из камеры сгорания после завершения сгорания. [2]
Компоновка клапанного механизма во многом зависит от расположения распределительного вала. Распространенные конфигурации клапанного механизма для поршневых двигателей (в порядке от самой старой к самой новой):
Клапанный механизм состоит из всех компонентов, отвечающих за передачу вращательного движения распределительного вала на открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Типичные компоненты перечислены ниже в порядке от коленчатого вала до клапанов.
Время и профиль подъема открытия клапана контролируются распределительным валом ( ами) за счет использования лепестка тщательной формы на вращающемся валу. Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом и — в случае четырехтактного двигателя — вращается со скоростью вдвое меньшей скорости коленчатого вала.
Движение передается от коленчатого вала к распределительному валу чаще всего с помощью резинового ремня ГРМ , металлической цепи ГРМ или набора шестерен.
Толкатели — это длинные тонкие металлические стержни, которые используются в двигателях с верхним расположением клапанов для передачи движения от распределительного вала (расположенного в блоке цилиндров) к клапанам (расположенным в головке блока цилиндров). Нижний конец толкателя снабжен подъемником , с которым контактирует распределительный вал. Кулачок распределительного вала перемещает подъемник вверх, который перемещает толкатель. Верхний конец толкателя давит на коромысло, которое открывает клапан.
В зависимости от используемой конструкции клапаны приводятся в действие коромыслом , пальцем или ковшовым толкателем . В двигателях с верхним расположением клапанов используются коромысла, которые приводятся в действие снизу косвенно (через толкатели) кулачками кулачков . В двигателях с верхним распределительным валом используются пальцы или ковшовые толкатели, которые приводятся в действие сверху непосредственно кулачками кулачков. [3]
В большинстве современных двигателей используются тарельчатые клапаны , хотя иногда также используются золотниковые клапаны , золотниковые клапаны и поворотные клапаны . Тарельчатые клапаны обычно открываются кулачком распределительного вала или коромыслом и закрываются спиральной пружиной, называемой клапанной пружиной .
Поплавок клапана возникает, когда пружина клапана не может контролировать инерцию клапанного механизма на высоких оборотах двигателя (об/мин). [4] [5]