Клапанный механизм — это механическая система, которая управляет работой впускных и выпускных клапанов в двигателе внутреннего сгорания . [1] Впускные клапаны управляют потоком воздушно-топливной смеси (или только воздуха для двигателей с непосредственным впрыском) в камеру сгорания, в то время как выпускные клапаны управляют потоком отработанных выхлопных газов из камеры сгорания после завершения сгорания. [2]
Расположение клапанного механизма во многом зависит от расположения распределительного вала. Обычные конфигурации клапанного механизма для поршневых двигателей, в порядке от старого к новому, следующие:
Клапанный механизм состоит из всех компонентов, отвечающих за передачу вращательного движения распределительного вала в открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Типичные компоненты перечислены ниже в порядке от коленчатого вала к клапанам.
Синхронизация и профиль подъема событий открытия клапана контролируются распределительными валами , посредством использования тщательно сформированного кулачка на вращающемся валу. Распределительный вал приводится в действие коленчатым валом и, в случае четырехтактного двигателя, вращается со скоростью, составляющей половину 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 двигателя) к клапанам (расположенным в головке цилиндров). Нижний конец толкателя оснащен подъемником , с которым соприкасается распределительный вал. Кулачок распределительного вала перемещает подъемник вверх, который перемещает толкатель. Верхний конец толкателя нажимает на коромысло, которое открывает клапан.
В зависимости от используемой конструкции клапаны приводятся в действие коромыслом , пальцем или толкателем . В двигателях с верхним расположением клапанов используются коромысла, которые приводятся в действие снизу косвенно (через толкатели) кулачковыми кулачками . В двигателях с верхним расположением распределительного вала используются пальцы или толкатели, которые приводятся в действие сверху непосредственно кулачковыми кулачками. [3]
Большинство современных двигателей используют тарельчатые клапаны , хотя иногда также использовались золотниковые клапаны , золотниковые клапаны и поворотные клапаны . Тарельчатые клапаны обычно открываются кулачком распределительного вала или коромыслом и закрываются спиральной пружиной, называемой пружиной клапана .
Поплавок клапана происходит, когда пружина клапана не может контролировать инерцию клапанного механизма на высоких оборотах двигателя (RPM). [4] [5]