Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм (ГРМ) обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов. Он включает в себя элементы привода, распределительную шестерню, распределительный вал, детали привода клапанов, клапана с пружинами и направляющие втулки.
Распределительный вал служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя. Распредвалы отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Трущиеся поверхности распределительных валов для уменьшения износа подвергнуты закалке при помощи нагрева токами высокой частоты.
Распредвал может располагаться в картере двигателя либо в головке блока цилиндров. Существуют двигатели с двумя распредвалами в головке цилиндров (в многоклапанных ДВС). Один используется для управления впускными клапанами, второй – выпускными. Такая конструкция называется DOHC (Double Overhead Camshaft). Если распредвал один, то такой ГРМ именуется SOHC (Single OverHead Camshaft). Распредвал вращается на цилиндрических шлифованных опорных шейках.
Привод клапанов осуществляется расположенными на распределительном валу кулачками. Количество кулачков зависит от числа клапанов. В разных конструкциях двигателей может быть от двух до пяти клапанов на цилиндр (3 клапана – два впускных, один выпускной; 4 клапана – два впускных, два выпускных; 5 клапанов – три впускных, два выпускных). Форма кулачков определяет моменты открытия и закрытия клапанов, а также высоту их подъема.
Привод распределительного вала от коленчатого вала может осуществляться одним из трех способов: ременной передачей, цепной передачей, а при нижнем расположении распредвала — зубчатыми шестернями. Цепной привод отличается надежностью, но его устройство сложнее и цена выше. Ременной привод существенно проще, но ресурс зубчатого ремня ограничен, а в случае его разрыва могут наступить тяжелые последствия.
При обрыве ремня распредвал останавливается, а коленвал продолжает вращаться. Чем это грозит? В простых двухклапанных моторах, где, как правило, поршень конструктивно не достает до головки открытого клапана, ремонт ограничивается заменой ремня. В современных многоклапанных двигателях при обрыве ремня поршни ударяются о клапана, «зависшие» в открытом состоянии. В результате сгибаются стержни клапанов, а также могут разрушиться направляющие втулки клапанов. В редких случаях разрушается поршень.
Еще тяжелее при обрыве ремня приходится дизелям. Так как камера сгорания у них находится в поршнях, то в ВМТ у клапанов остается очень мало места. Поэтому при зависании открытого клапана разрушаются толкатели, распредвал и его подшипники, велика вероятность деформирования шатунов. А если обрыв ремня произойдет на высоких оборотах, возможно даже повреждение блока цилиндров.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленвала. За это время должны последовательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра. Поэтому распредвал должен вращаться в два раза медленнее коленвала, а, следовательно, шестерня распредвала всегда в два раза больше шестерни коленвала. Клапаны в цилиндрах должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан должен быть открыт, а при тактах сжатия, рабочего хода и выпуска – закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, для правильной установки на шестернях ГРМ делают метки.
Привод клапанов может осуществляться разными способами. При нижнем расположении распредвала, в картере двигателя, усилие от кулачков передается через толкатели, штанги и коромысла. При верхнем расположении возможны три варианта: привод коромыслами, привод рычагами и привод толкателями.
Коромысла (другие названия – роликовый рычаг или рокер) изготавливают из стали. Коромысло устанавливают на полую ось, закрепленную в стойках на головке цилиндров. Одной стороной коромысла упираются в кулачки распредвала, а другой воздействуют на торцевую часть стержня клапана. В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. От продольного перемещения коромысло удерживается при помощи цилиндрической пружины. Во время работы двигателя в связи с нагревом клапанов их стержни удлиняются, что может привести к неплотной посадке клапана в седло. Поэтому между стержнем клапана и носком коромысла должен быть определенный тепловой зазор.
Во втором варианте распредвал располагается над клапанами, и приводит их в действие посредством рычагов. Кулачки распределительного вала действуют на рычаги, которые, поворачиваясь на сферической головке регулировочного болта, другим концом нажимают на стержень клапана и открывают его. Регулировочный болт ввернут во втулку головки цилиндров и стопорится контргайкой. Существуют ГРМ, в которых между рычагом и клапаном устанавливается гидрокомпенсатор. Такие механизмы не требуют регулировки зазора.
И, наконец, при третьем варианте привода распределительный вал при вращении воздействует непосредственно на толкатель клапана. Существует три варианта исполнения толкателей – механические (жесткие), гидротолкатели (гидрокомпенсаторы) и роликовые толкатели. Первый тип в современных моторах практически не используется, в связи с большой шумностью работы и необходимостью частой регулировки зазора клапанов. Второй тип наиболее широко применяется, так как не требует настройки и регулировки теплового зазора, а работа отличается мягкостью и гораздо меньшим шумом. Гидрокомпенсатор состоит из цилиндра, поршня с пружиной, обратного клапана и каналов для подвода масла. Работа гидрокомпенсатора основана на свойстве несжимаемости моторного масла, которое постоянно заполняет его внутреннюю полость и перемещает поршень при появлении зазора в приводе клапана.
Роликовые толкатели чаще всего применяются в спортивных и форсированных двигателях, так как позволяют улучшить динамические характеристики автомобиля за счет снижения трения. В месте контакта с кулачком распредвала у них находится ролик. Поэтому кулачок не трется, а катится по толкателю. Вследствие этого роликовые толкатели выдерживают более высокие нагрузки и обороты, а также позволяют обеспечить более высокий подъем клапанов. Недостатки – большая стоимость и вес, а, значит, и большие нагрузки на детали ГРМ.
Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов. Клапан состоит из головки и стержня. Головка клапана имеет узкую, скошенную под определенным углом, фаску. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла. Для этой цели их взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше. Клапаны во время работы двигателя нагреваются неодинаково. Выпускные клапаны, контактирующие с отработанными газами, нагреваются больше. Поэтому их изготавливают из жароупорной стали.
Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержень выпускного клапана — полый, с натриевым наполнением для лучшего охлаждения. Стержни клапанов помещают в направляющих втулках, изготовленных из чугуна или металлокерамики. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.
Клапан прижимается к седлу при помощи цилиндрической стальной пружины. Кроме того, пружина не дает возможности клапану отрываться от коромысла. Пружина имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения ее вибрации. Другой вариант борьбы с вибрацией — установка двух пружин меньшей жесткости, имеющих противоположную навивку. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой – в упорную тарелку. Упорная тарелка удерживается на стержне клапана при помощи двух конических сухарей, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана. Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя на стержни клапанов надеты маслоотражательные колпачки.
В теории открытие и закрытие клапанов должно происходить в моменты прихода поршня в мертвые точки. Однако в связи инерционностью процесса, особенно при больших оборотах коленвала, этого периода времени недостаточно для впуска свежей смеси и выпуска отработанных газов. Поэтому впускной клапан открывается до прихода поршня в в.м.т. в конце такта выпуска, т.е. с опережением в пределах 9-24 градусов поворота коленчатого вала, а закрывается в начале такта сжатия, когда коленвал пройдет положение н.м.т на 51-64 градусов. Таким образом, продолжительность открытия впускного клапана составит 240-270 градусов поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси.
Выпускной клапан открывается за 44-57 градусов до прихода поршня в н.м.т. в конце рабочего хода и закрывается после прихода поршня в в.м.т. такта выпуска на 13-27 градусов. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240-260 градусов поворота коленчатого вала.
В двигателе бывают моменты (в конце такта выпуска и начале такта впуска) когда оба клапаны открыты. В это время происходит продувка цилиндров свежим зарядом горючей смеси для лучшей их очистки от продуктов сгорания. Этот период носит название перекрытие клапанов.
Моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженных в градусах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.
Основные неисправности газораспределительного механизма
Внешними признаками неисправности ГРМ являются: уменьшение компрессии, хлопки во впускном и выпускном трубопроводах, падение мощности двигателя и металлические стуки.
Уменьшение компрессии, хлопки во впускном и выпускном трубопроводах, а также падение мощности двигателя возможно вследствие плохого прилегания клапанов к седлам. Плохое прилегание клапана к седлу происходит вследствие отложения нагара на клапанах и седлах, образования раковин на рабочих поверхностях, коробления головок клапанов, поломки клапанных пружин, заедания стержня клапана в направляющей втулке, а также отсутствия зазора между стержнем клапана и коромыслом (рычагом).
Падение мощности двигателя и резкие металлические стуки могут происходить вследствие неполного открытия клапанов. Эта неисправность возникает из-за большого теплового зазора между стержнем клапана и коромыслом (рычагом) или отказа гидрокомпенсаторов.
К неисправностям ГРМ также относят износ шестерен распредвала и коленвала, направляющих втулок клапанов, втулок и осей коромысел, а также увеличенное осевое смещение распредвала.
Регулировка клапанов: что это, зачем нужно, и что будет, если ее не делать
Если вы когда-нибудь были свидетелем того, как опытный водитель открывает капот автомобиля (вашего или вашей машины), некоторое время слушает звук двигателя, а затем красноречиво говорит: «Клапаны нуждаются в регулировке», но вы не можете понять, что он сказал, так же как и звук двигателя, который он слушал, сегодня мы попытаемся устранить этот пробел. Что такое регулировка клапанов, зачем она нужна, когда ее следует проводить и что произойдет, если ее вообще не делать? И почему многие автомобили вообще не нуждаются в регулировке клапанов? Давайте узнаем.
Что такое регулировка клапанов?
Р абота обычного поршневого двигателя заключается в подаче топливно-воздушной смеси в цилиндры и выпуске отработанных газов. Обе функции выполняют клапаны — впускной и выпускной, соответственно — которые поочередно открываются в нужный момент для наполнения и опорожнения цилиндра. Они управляются распределительным валом, который имеет специальные кулачки, воздействующие на крышку клапана, чтобы открыть его в цилиндр. Существует несколько конструкций приводного механизма — распределительный вал может воздействовать на клапаны практически напрямую, прижимая кулачок к толкателям, или, например, через специальные коромысла, прижимающие один конец кулачка, в то время как другой давит на клапан. Однако в обоих случаях есть интересная конструктивная особенность: тепловой зазор между кулачком распределительного вала и компонентом клапанного механизма, который открывает клапан. На самом деле, рабочая температура компонентов двигателя, особенно клапанного механизма и самих клапанов, очень высока, и металл имеет тенденцию расширяться под воздействием тепла, что, в частности, приводит к расширению клапанов. Именно для компенсации этого расширения необходим тепловой зазор, регулировка которого называется «регулировкой клапана».

Что такое регулировка клапанов?
Да, с логической точки зрения формулировка «регулирование клапана» не совсем корректна. В нормальных условиях клапан закрыт, когда на него не давит кулачок распределительного вала: головка клапана плотно прижимается к седлу в головке цилиндра пружиной, а надлежащая герметичность обеспечивается фасками на обоих компонентах. Поэтому регулировка клапанов здесь не требуется — но тепловой зазор должен быть правильным. Поэтому правильнее говорить не «регулировка клапанов», а «регулировка теплового зазора ГРМ».
Почему необходима регулировка клапанов?
Если представить себе комбинацию «клапан — метчик — распредвал» без теплового зазора — т.е. плотное прилегание при неработающем двигателе, то легко понять, что при достижении рабочей температуры выдвинутый клапан, «вытащенный пружиной из цилиндра» в сторону распредвала, из-за теплового расширения будет постоянно прижиматься тем же распредвалом, что приведет к небольшому сжатию пружины и неплотному закрытию клапана. Это означает, что после достижения клапаном рабочей температуры он фактически перестает полностью выполнять одну из своих функций: плотно закрывать камеру сгорания и изолировать ее от системы впуска или выпуска.
Это может произойти, например, в результате износа седел клапанов и поппинга. Поэтому в этом случае необходимо отрегулировать клапан, чтобы обеспечить необходимый тепловой зазор для полного закрытия клапана.
Вторая возможность — увеличение теплового зазора: например, из-за износа поверхностей кулачков распределительного вала и компонентов клапанного механизма. В этом случае, даже после того, как двигатель достигнет рабочей температуры, между распределительным валом и клапанами все еще будет оставаться зазор, и они будут соприкасаться ударно и только при ударе кулачка. Это уже негативно сказывается на сроке службы клапанного механизма, но есть и другие последствия: клапан будет открываться чуть позже и не полностью — а это значит, что наполнение цилиндра топливно-воздушной смесью ухудшится.

Почему необходима регулировка клапанов?
Что произойдет, если клапаны не отрегулированы?
Если клапаны не отрегулированы вовремя, тепловой зазор изменится. Как увеличение, так и уменьшение теплового зазора, как мы уже поняли, оказывает негативное влияние на срок службы и производительность двигателя. Снижение клиренса означает неполное закрытие клапана, что приводит к ряду последствий. Негерметичность камеры сгорания из-за отклонённого клапана приводит к снижению компрессии и выходу горячих газов во впускную или выпускную систему (в зависимости от того, отклонён впускной или выпускной клапан).
Кроме того, стоит отметить значительно возросшую тепловую нагрузку на клапаны. Плотный контакт между закрытым клапаном и его седлом является одним из важных условий охлаждения клапана, и если клапан неплотно прилегает к седлу, охлаждение заметно снижается. Это особенно актуально для выпускных клапанов: впускные клапаны дополнительно охлаждаются топливно-воздушной смесью, поступающей в цилиндры, в то время как выпускные клапаны подают отработавшие газы при очень высокой температуре, и для них решающее значение имеет охлаждение в зоне контакта с седлом. В крайних случаях плохое охлаждение клапана из-за малого теплового зазора может привести к перегреву и разрушению клапана — так называемому прогару. Кроме того, взрыв горящей топливно-воздушной смеси в выхлопной магистрали увеличивает нагрузку на каталитический нейтрализатор (а при разрушении абразивная пыль может также повредить цилиндры).
Последствия увеличения теплового зазора несколько иные. Как упоминалось выше, это вызывает стук распредвала в клапанном механизме, что негативно сказывается на его сроке службы, а также несвоевременное и неполное открытие клапанов. Ухудшение заполнения цилиндров топливно-воздушной смесью означает нарушение фаз газораспределения и снижение мощности двигателя: другими словами, снижение вероятности включения.

Что произойдет, если клапаны не отрегулированы?
Как узнать, каким должен быть момент зажатия клапанов?
Величина теплового зазора определяется для конкретного двигателя производителем: если конструкция двигателя позволяет регулировать клапаны, эти значения обычно приводятся в руководстве пользователя.
В целом, величина теплового зазора, конечно, очень мала и составляет десятые доли миллиметра — около 0,1-0,4 мм. Однако обычно его определяют с помощью набора щупов с шагом 0,05 мм или менее — то есть соблюдается точность до сотых долей. Стоит отметить, что тепловой зазор для впускных и выпускных клапанов различен: как мы уже знаем, выпускные клапаны нагреваются сильнее — и, следовательно, больше растут — и требуют большего теплового зазора.
На практике вам нужно знать только конкретные значения тепловых зазоров для регулировки — т.е. если вы не занимаетесь этим самостоятельно, эти цифры вам не пригодятся.
Как распознать необходимость регулировки клапанов
Частота регулировки клапанов, если она предусмотрена конструкцией двигателя, указывается в руководстве по эксплуатации автомобиля. В целом, эта процедура выполняется не очень часто — обычно каждые 50-80 000 километров пробега. Однако и более частая проверка не повредит — особенно если автомобиль оборудован баллоном для сжиженного газа, поскольку сжиженный газ увеличивает тепловую нагрузку на двигатель.
Второй способ узнать, что вам нужна регулировка клапанов, — это услышать характерный шум — стук или скрежет при работе двигателя, который не исчезает по мере прогрева.
Ну а если автомобиль куплен не новым и его пробег уже значительный, регулировка теплового зазора точно не будет лишней — нужно только выяснить, предусмотрена ли она конструкцией.
Как вы регулируете клапаны?
Существует несколько вариантов конструкции для регулировки теплового зазора. В качестве альтернативы, например, можно вставить прокладки соответствующей толщины между толкателем клапана и распределительным валом. Для регулировки зазора сначала измеряется зазор на имеющейся прокладке, а затем при необходимости прокладка заменяется на более толстую или тонкую. Альтернативным вариантом для аналогичной конструкции является подбор самих толкателей требуемой толщины, а не прокладок.
Другой вариант — регулировка теплового зазора с помощью винтового механизма. В этом случае ничего не нужно регулировать: зазор измеряется с помощью измерителя зазора, а затем регулируется по мере необходимости путем вкручивания или выкручивания регулировочного винта, который затем фиксируется контргайками
Почему клапаны в некоторых двигателях не нуждаются в регулировке?
Повторное объяснение, что регулировка клапанов должна быть предусмотрена в конструкции двигателя, очень важно: в конце концов, многие двигатели не требуют этой процедуры. Это зависит от того, оснащен ли двигатель гидрокомпенсаторами: это устройства, используемые для автоматического регулирования теплового зазора. Они работают от масла в двигателе (поэтому их называют «гидрокомпенсаторами»). гидро компенсаторы») и полностью исключают необходимость периодической ручной регулировки клапанов. Сами они, конечно, тоже не вечны — о необходимости их проверки и замены свидетельствует все тот же скрежет, который не исчезает вскоре после запуска, а иногда даже после прогрева двигателя. Однако в контексте данного материала, прежде всего, стоит знать, что двигатели, оснащенные гидрокомпенсаторами, не требуют регулировки клапанов.
Почему тепловые зазоры клапанов всегда уменьшаются

Доброго времени суток, уважаемые читатели! Эта статья поможет ответить на поставленный в заголовке вопрос: почему тепловые зазоры клапанов могут только уменьшаться и никогда не увеличиваются? Некоторым людям бывает сложно представить этот процесс, поэтому упрощенная схема + анимация помогут увидеть работу клапанного механизма в действии и производить регулировку клапанов с пониманием дела. Итак, приступим.
Влияние выработки клапана на зазор
На первой иллюстрации схематически показана изначальная посадка клапана в седле и выставленный зазор между кулачком распредвала и регулировочной шайбой.

На второй иллюстрации выделены эти ключевые области.

В дальнейшем мы будем обращать внимание именно на них. Поэтому идем дальше.
В процессе работы двигателя между седлом клапана и тарелкой клапана образуется выработка или износ по-другому. На следующей иллюстрации этот износ закрашен красным цветом.

Выделим эту область для лучшего восприятия.

Под воздействием пружины клапан все равно будет плотно прилегать к седлу и компенсировать образовавшийся износ. Этот момент отображен на следующей иллюстрации.

Клапан при этом, за счет выработки, поднимается уже чуть выше, уменьшая тем самым тепловой зазор вверху. Проще говоря, происходит проседание клапана. Выделим две этих важных области на изображении.

Вот вам и ответ на вопрос: почему зазор уменьшается, а не увеличивается?
Чтобы сделать этот процесс еще более наглядным посмотрите на анимацию данных изображений.
Итак, на анимированном изображении хорошо прослеживается обратно пропорциональная зависимость тепловых зазоров клапанов от выработки. Другими словами, чем больше выработка между седлом клапана и тарелкой клапана, тем МЕНЬШЕ становится тепловой зазор между кулачком распредвала и регулировочной шайбой.
Клапанный механизм

Клапанный механизм включает в себя следующие детали: клапаны, направляющие втулки, седла клапанов, возвратные пружины, опорные тарелки, сухари, механизм вращения клапана (двигатель ЗИЛ-508.10).
Клапаны предназначены для герметизации цилиндра при тактах сжатия и рабочего хода и соединения их с трубопроводами впускной или выпускной системы при тактах впуска или выпуска в процессе газообмена.
Условия работы клапанов:
• большие динамические нагрузки;
• высокие скорости перемещения;
• неравномерный нагрев отдельных участков;
• повышенная коррозионно-активная среда.
Материал изготовления клапанов
Клапаны изготовляются из легированных сталей с высоким содержанием хрома и никеля.
Устройство клапана
Притирка клапанов обеспечивают
лучшую герметичность.
Как проводится притирка клапанов
и какие приспособления используются
для притирки клапанов
Клапан состоит из головки (или тарелки) и стержня. Различают клапаны с плоской, выпуклой и тюльпанообразной головками. Головки обычно имеют небольшой (около 2 мм) цилиндрический поясок и уплотнительную фаску, снятую под углом 45 и 30 градусов. Уплотнительные фаски клапанов шлифуют и притирают к седлам (притирка клапанов), а стержни подвергают термообработке, шлифовке, полировке и покрывают хромом. Торцы стержней (3—5 мм) закаливают. На концах стержней имеются цилиндрические, конусные или фасонные проточки для крепления клапанных пружин.
Чтобы уменьшить напряженность выпускных клапанов, возникающую вследствие высоких температур, в ряде двигателей применяют натриевое охлаждение. С этой целью клапан выполняют полым с утолщенным стержнем и примерно на 1/3 полости заполняют металлическим натрием, температура плавления которого составляет около 97 К. В рабочем состоянии расплавленный натрий, перемещаясь внутри полости при возвратно-поступательном движении клапана, увеличивает интенсивность отвода теплоты от горячей головки к более холодному стержню и далее к направляющей втулке.
Направляяющие втулки
Рассухариватели клапанов
используются для сжатия
и рассухаривания пружин клапанов
Клапанные пружины
Клапанные пружины обеспечивают плотное прилегание клапанов к седлам и своевременное их закрытие после завершения действия кулачков распределительного вала. Характеристику (жесткость) клапанных пружин подбирают из условий сохранения кинематической связи между деталями механизма газораспределения. Клапанные пружины изготовляются из стальной проволоки диаметром 4-6 мм, легированной марганцем и хромом.
Нижним концом пружина опирается на головку блока цилиндров через специальную опорную тарелку, а верхним концом соединяется двумя сухарями с клапаном через верхнюю тарелку. Для этой цели сухари на внутренней поверхности имеют выступы, которые входят в проточку клапана, а гладкая наружная поверхность сухарей выполнена в виде усеченного конуса.
Два сухаря установленные на клапан, образуют опорную коническую поверхность, которая сопрягается с опорной поверхностью проточки в верхней тарелке, и это соединение удерживается в замкнутом состоянии за счет предварительного сжатия пружины. Чтобы устранить возможность возникновения опасного для прочности пружин резонанса, на клапаны ставят по две пружины с навивкой витков в противоположные стороны или делают пружины с переменным шагом навивки.
Седла клапанов
Седла клапанов. Наиболее важным сопряжением, определяющим долговечность механизма газораспределения, является сопряжение седло — клапан, так как оно подвержено ударным нагрузкам при посадке клапана и значительным термическим перегрузкам. Седло клапана, с которым соприкасается уплотнительная фаска клапана, обрабатывают инструментом с углами заточки 15, 45 и 75 градусов таким образом, чтобы уплотнительный поясок седла имел угол 45 градусов и ширину около 2 мм. По своим размерам поясок должен подходить ближе к меньшему основанию конусной фаски клапана. Фаска клапана имеет меньший угол и соприкасается с седлом только узким пояском у своего большого основания, что обеспечивает хорошее уплотнение клапанного отверстия. Вставные седла изготовляются в виде отдельных колец из специального чугуна, легированной стали или металлокерамики.
Механизм вращения клапана
Для поддержания в рабочем состоянии контактных поверхностей уплотнительных фасок выпускных клапанов иногда применяют специальные устройства, позволяющие принудительно поворачивать клапаны в процессе работы.
Механизм вращения клапана состоит из неподвижного корпуса, в наклонных канавках которого расположены пять шариков с возвратными пружинами, дисковой пружины и опорной шайбы с замочным кольцом. Механизм вращения клапана устанавливается в расточке, сделанной в головке блока цилиндров иол опорной шайбой клапанной пружины. При закрытом клапане давление на дисковую пружину невелико, и она вогнута наружным краем вверх, а внутренним краем опирается в заплечик корпуса. Шарики отжаты пружинами в исходное положение. В момент открытия клапана усилие со стороны клапанной пружины возрастает, под действием чего дисковая пружина, выпрямляясь, перелает усилие на шарики и вызывает их перемещение в углубление. Когда клапан закрывается, сила, действующая на дисковую пружину, уменьшается, и она, выгибаясь, освобождает шарики. Шарики под действием возвратных пружин перемешаются в исходное положение, что приводит к повороту клапана на некоторый угол (клапаны совершают 20—40 оборотов в минуту).
В некоторых двигателях применяют менее эффективное, но более простое устройство, основанное на использовании способа крепления клапанной пружины на стержне клапана. Крепление пружины на клапане состоит из опорной тарелки, втулки и двух сухарей.