клапанні системи
Впускні клапани. Масове наповнення двигуна залежить від величин прохідного перетину, що відкривається клапаном і тривалості відкриття. Площа впускного отвору дорівнює площі конічної поверхні, розташованої між тарілкою клапана і його сідлом. Ця площа пропорційна діаметру опорної поверхні клапана, висоті підйому клапана і залежить від кута фаски клапана. Більшість клапанів виконується з кутом фаски 45градусов. Для форсованих двигунів кут фаски іноді виконується рівним 30градусов. При меншому куті фаски площа впускного отвору збільшується. Однак при цьому зменшується жорсткість тарілки, що може привести до коливань клапана і порушення процесу впуску. Для полегшення клапанів їх іноді виконують тюльпанообразной форми. При виборі висоти підйому клапана доводиться враховувати ряд факторів. Перш за все, висота підйому обмежується зростанням інерційних сил, вибором відповідного зусилля клапанних пружин і пов'язаним з цим зносом пари клапан-штовхач. У міру збільшення підйому на сумарний опір потоку суміші все більший вплив робить отвір сідла клапана. Занадто великий підйом клапана марний, тому що площа отвору сідла клапана виявляється менше прохідного перерізу конічної поверхні клапана і вже вона визначає проходження суміші. Діаметр тарілки клапана обмежується його розташуванням в камері згоряння, конструкцією головки циліндра, діаметром циліндра. Збільшення числа впускних клапанів дозволяє домогтися максимального ефекту за наповненням. Більшість сучасних двигунів легкових автомобілів мають по два впускні клапани, але зустрічаються двигуни і з трьома впускними клапанами. Це забезпечує істотне збільшення сумарного прохідного перетину. Додатково поліпшення наповнення вдається досягти при похилій установці всіх чотирьох клапанів (два впускних і два випускних) в напівсферичної камері згоряння. На процес впуску істотний вплив роблять динамічні явища у впускних каналах. Наповнення двигуна можна збільшити за рахунок вибору оптимальної величини запізнювання закриття впускного після НМТ, що знаходиться в межах від 55 до 85 градусів повороту колінчастого вала. Але час впуску потік суміші (або повітря в двигунах з уприскуванням палива) рухається з високою швидкістю (до 50 м / с). Створена при цьому інерція потоку суміші забезпечує надходження суміші і при русі поршня вгору після проходження НМТ. Це так звана дозарядки циліндра, що залежить від довжини впускного каналу, його перетину, часу-перетину відкриття впускного клапана після НМТ. Чим вище частота обертання, тим більше ефективність від дозарядки (інерційного наддуву). При цьому коефіцієнт наповнення (відношення фактично надійшов повітря в циліндр до теоретично можливої) може бути більшим за одиницю. Але при малій частоті обертання через малій швидкості суміші відбувається зворотний викид суміші з циліндра у впускний канал. Цей фактор є однією з важливих причин зниження наповнення, а отже, і крутного моменту при зниженні час- тоти обертання.
Для зниження температури випускного клапана з метою підвищення надійності і зменшення вимог до октанового числа палива існують такі способи.
1. Застосування двох клапанів меншого діаметра замість одного.
2. Застосування натрієвого охолодження шляхом виконання клапана з порожниною в тарілці і стрижні і часткового заповнення її натрієм. При нагріванні натрій плавиться і, передаючи тепло від тарілки в стрижень, сприяє її охолодження.
3. Застосування подвійного послідовного випуску відпрацьованих газів (через вікна в нижній частині циліндра, а потім через клапан).
4. У двигунах з безпосереднім уприскуванням бензину і наддувом за рахунок збільшення перекриття клапанів охолодження досягається продувкою камери згоряння.
При виборі розподільного валу з урахуванням встановлених фаз газорозподілу слід переконатися, що при збільшеному ході клапана в зоні ВМТ залишається гарантований зазор між тарілкою клапана і днищем поршня.