Механізм газорозподілу

У ДВЗ використовюється газорозподілення наступних типів: клапанне, золотникове і комбіноване. Газорозподільні органи повинні забезпечувати хорошу очистку і наповнення циліндра при достатній надійності у роботі. Бездоганність очистки і наповнення циліндра залежить головним чином від величини прохідного січення газорозподільних органів і тривалості їх відкриття. Збільшення прохідних січень переважно обмежено розмірами циліндра, а час відкриття газорозподільних органів залежить від частоти оберту вала. Надійність роботи клапанів і золотників, що працюють на великих швидкостях і залежить від величини сил інерції, умов мащення і охолодження, а також від використаних матеріалів.

Клапанне газорозподілення має найбільше розповсюдження завдяки порівняно простій будові і надійній роботі. Клапани приміняються у якості впускних і випускних органів у чотиритактних двигунах всіх типів і в якості випускних органів у двотактних двигунах при клапаннощілинній схемі газообміну. Клапани розташовуються або зверху, або збоку циліндра і приводяться у дію від колінвала через розподільний вал (рис. 23,а-г ) двигуна.

Рис. 23. Схеми установки клапанів і їх приводу:

а, б, в і г – верхні клапани з приводом від верхніх розподільчих валів;

д – верхні клапани з приводом від нижнього розподільчого вала;

е – нижній клапан; 1 – коромисло; 2 – важіль; 3 – травеста;

4 – штанга; 5 – штовхач;

При розташуванні клапанів у головці циліндра вони звуться верхніми, або підвісними. Верхні клапани дають можливість одержати компактну камеру згоряння циліндричної, конічної або сферичної форми, сприятливої для сумішоутворення і згоряння палива. Менша поверхня камери обумовлює також зменшення теплових втрат через стінки, а також, збільшення індикаторного ККД. Привід верхніх клапанів здійснюється або безпосередньо від розподільчого валу, або через проміжні деталі у вигляді штовхачів, штанг, коромисел, траверс. Розташування розподільчого валу при цьому може бути як верхнім, так і нижнім. Наявність тих чи інших деталей механізму приводу залежить від розташування розподільчого валу і кількості клапанів. Верхнє розташування клапанів є типовим для всіх дизелів. У сучасних карбюраторних двигунах з високим степенем стискання також переважають підвісні клапани, що забезпечують одержання великої потужності при високій швидкохідності.

Клапани, що розташовані збоку циліндра ( рис. 23, е ),називають нижніми, або боковими. В цьому випадку клапани розташовують з однієї або з двох сторін циліндра в  площині, паралельній вісі колінчастого валу. Камера згорання при боковому розташуванні клапанів виходить менш компактного, як правило має Т-подібну форму і зміщена відносно вісі циліндра. При цьому спрощується будова головки циліндрів і механізму приводу клапанів, зменшується число деталей механізму газорозподілу і висота двигуна, однак ускладнюється конструкція блока і погіршується наповнення циліндру.

Золотниковий ( безклапанний )газорозподіл ( рис. 24, г і д ) може здійснюватись поступально рухомими або обертовими золотниками.

При золотниковому газорозподілі забезпечуються великі прохідні січення для газів і безшумна робота. Внаслідок постійного кінематичного зв’язку золотників з колінвалом зменшуються динамічні навантаження на деталі механізму газорозподілу, що обумовлює моживість роботи при більшій частоті обертів. До основних недоліків золотникового газорозподілу слід віднести складність конструкції і виготовлення гільзових і плоских золотників, а також складність у здійсненні охолодження золотникових пристроїв,їхнього змащення і необхідного ущільнення. Тому золотникові пристрої швидко зношуються.

Рис. 24 Схеми золотникового газорозподілу:

а – поперечно-щілинне; б – прямоточне клапанно-щілинне;

в – прямоточно-щілинне; г – з обертовим плоским золотником;

1 – плоский золотник; 2 – циліндричний золотник;

У двотактних двигунах зі щілинною схемою газообміну (безклапанна система газорозподілу ) органами золотникового газорозподілу служать поршень і вікна у втулках циліндра ( рис. 24, а і в)і в двотактних двигунах з прямоточною клапанно-щілильною схемою газообміну. Газорозподіл відбувається поршнем і клапанами ( рис. 24, б ). У деяких конструкціях двотактних двигунів з комбінованим газорозподілом в якості випускного органу використовується спеціальний золотник у вигляді поршня, пов’язаного приводом з колінвалом.