Газораспределительный механизм предназначен для впуска в цилиндр горючей смеси в карбюраторных двигателях или воздуха в дизелях и выпуска отработавших газов. Конструкция газораспределительного механизма двигателя УД-15 (рис. 3.8) относится к механизмам с верхним (подвесным) расположением клапанов в головке цилиндра. В его состав входят следующие основные детали: клапаны 2, направляющие втулки 3 клапанов, клапанные пружины 4, коромысла 6, штанги толкателей 10, толкатели 13, распределительный вал 14 и его привод (шестерня) 15. Впускной клапан в целях улучшения наполнения цилиндра смесью имеет больший диаметр головки, чем выпускной. Седло головки клапана изготавливается в виде вставного запрессовываемого кольца 1, а направляющие втулки 3 запрессовываются в головку блока. Такая конструкция является более ремонтопригодной по сравнению с конструкцией головок цилиндров без втулок. Зазор между стержнем клапана и втулкой составляет 0,3 мм. Клапанная пружина 4 выполняет ряд функций: обеспечивает плотную посадку головки клапана в седле при закрытии и предохраняет его самопроизвольное открытие, не допускает отрыва клапана от наконечника коромысла при их замедленном движении (с отрицательным ускорением). Размеры и форма клапанных пружин выбираются из необходимости их работы на рабочих режимах без вибрации. Для выпускного и впускного клапанов пружины одинаковы. На стержне клапана ставится одна пружина, которая закреплена с помощью тарелки 5. Коромысла 6 клапанов — правое и левое — изготавливаются из легированной стали, отличаются друг от друга углом наклона плоскости коромысла к его оси и представляют собой неравноплечие рычаги.

Для обеспечения необходимых перемещений клапанов большие плечи коромысел в 1,3 — 1,5 раза длиннее коротких и заканчиваются калеными цилиндрическими поверхностями. В коротких плечах установлены регулировочные винты с шаровой головкой и контргайкой 7, предназначенные для регулировки зазора между большим плечом коромысла и клапаном. Коромысла располагаются под крышкой головки 8, куда своими верхними наконечниками 9 входят штанги толкателей 10. Штанги для облегчения выполнены пустотелыми, а наконечники толкателей запрессованы в штанги и имеют сферические гнезда: верхние для головок регулировочных винтов, нижние — для стержней толкателей. Вторая штанга имеет наконечники со сквозными отверстиями, через которые подается масло.

Для фиксации кожухов штанг в головке цилиндра между упорным кольцом штанги и втулкой толкателя 12 устанавливается вторая пружина 11. Втулки толкателей запрессовываются в картер и имеют отверстия для подвода масла.

Правильность запрессовки контролируется по меткам на втулке. Толкатели 13 предназначены для передачи движения от кулачков распределительного вала 14 к штангам. Толкатели имеют грибообразную форму с плоской головкой. В стержне толкателя имеется отверстие для масла. Головки толкателей скользят по образующим кулачков распределительного вала 14, который имеет, кроме того, кулачок привода бензонасоса. Распределительный вал приводится во вращение с помощью шестерни 15, входящей в зацепление, с распределительной шестерней коленчатого вала. В картере двигателя распределительный вал устанавливается на подшипниках скольжения 16, изготавливаемых из бронзовой ленты. Фазы газораспределения, обеспечиваемые механизмом, приведены в табл. 3.1, где представлены также аналогичные данные для двигателя ЗИД-3.

Двигатель ДМ-1 имеет газораспределительный механизм с нижним (боковым) расположением клапанов. Плоские головки клапанов 1 (рис. 3.9) закрывают впускные и выпускные отверстия, имея конусную, тщательно пришлифованную к посадочному седлу 2 фаску, что обеспечивает плотность закрытия клапанов. В качестве направляющих для клапанов служи отверстия, выполненные в приливах 3 цилиндра. Для повышения надежности работы выпускного клапана при высоких тепловых нагрузках и облегчения ремонта в верхнюю часть направляющего отверстия запрессована специальная направляющая втулка 4. Клапанные пружины 5 устанавливаются между верхней стенкой клапанной коробки 6 и тарелками пружин 7. Крепление тарелки пружины выпускного клапана осуществляется с помощью сухариков 9. Передача движения от распределительного вала 11 с двумя кулачками на клапаны осуществляется толкателями 8 с плоскими головками 12.

Распределительный вал 11 приводится во вращение от шестерни коленчатого вала через шестерню 10. Газораспределительный механизм с нижним расположением клапанов использовался на двигателе ЗИД-3, а также применяется на двигателях фирм «Ломбардини», «Ко Ти Емме» и др.

Двухтактные двигатели МК-1, Д-300, «1Z11 Гутброд» и 1Д90ТА имеют петлевую систему газообмена, т. е. продувочные и выпускные окна располагаются в нижней части цилиндра, а смесь (воздух) омывает стенки цилиндра, изменяя при этом направление своего движения на 180°. Выпускные окна двигателей закрываются с опозданием, т. е. позже закрытия продувочных. Смесь (воздух) при продувке поступает в цилиндры через два продувочных окна, имеющих форму, близкую к прямоугольной, а отработавшие газы удаляются через выпускные окна. Например, цилиндр двигателя Д-300 имеет два выпускных окна, напоминающих две прямоугольные трапеции, повернутые друг к другу короткими боковыми сторонами. Двигатели «1Z11 Гутброд» и 1Д90ТА имеют по одному выпускному окну трапецевидной формы.

Таблица 3.1
Фазы газораспределения четырехтактных двигателей мини-тракторов

Рис. 3.9. Газораспределительный механизм двигателя ДМ-1