(Показать все непатрулированные изменения)

[непроверенная версия]

← Предыдущая правка Следующая правка →

Содержимое удалено Содержимое добавлено

ВизуальныйВики-текст

Линейный

Версия от 23:37, 8 января 2018

О газораспределительных механизмах карбюраторных двухтактных двигателей см. Двухтактный двигатель

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм управления газовыми потоками в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, переключающий фазы газораспределения.

Состоит из распределительного вала — или нескольких валов — и механизмов привода к ним, клапанов, открывающих и закрывающих впускные и выпускные отверстия в камерах сгорания, и передаточных звеньев — толкателей, штанг, коромысел и некоторых вспомогательных деталей (регулировочных элементов, клапанных пружин, системы поворота клапанов и проч.) В некоторых конструкциях система распределения представлена вращающимися или качающимися распределительными гильзами или золотниками.

Система привода распределительного вала четырёхтактного двигателя в любом случае обеспечивает его вращение с угловой скоростью, равной 1/2 угловой скорости коленвала.

Типология

Классификация механизмов газораспределения производится в зависимости от того, каким образом в них осуществляется управление впуском и выпуском. Обычно выделяют четыре типа механизмов управления впуском и выпуском — поршневые, золотниковые, клапанные и гильзовые.

С поршневым управлением газораспределения

Механизм газораспределения с поршневым управлением впуском и выпуском применяется на двухтактных двигателях. В нём фазы газораспределения задаются за счёт осуществляемого непосредственно поршнем открытия и закрытия окон в стенке цилиндра.

Впускное окно обычно открывается при положении коленчатого вала, в котором поршень не доходит 40—60° до нижней мёртвой точки (по углу поворота коленвала), а закрывается спустя 40—60° после её прохождения, что даёт достаточно узкую фазу впуска — не более 130—140°. На высокофорсированных спортивных моторах открытие впускного окна может производиться за 65—70° до НМТ, что расширяет фазу впуска, но при этом работа двигателя на малых и средних оборотах становится неустойчивой, значительно увеличивается непроизводительный расход топлива из-за обратного выброса топливной смеси в атмосферу.

Выпускное окно открывается примерно за 80-85° до достижения поршнем нижней мёртвой точки, а закрывается спустя 80-85° после её прохождения, что даёт длительность фазы выпуска около 160—165°. Фаза продувки имеет длительность около 110…125°. Симметричность фаз газораспределения при поршневом управлении впуском и выпуском обусловлена тем, что взаимное расположение поршня и окон в стенке цилиндра одинаково как при ходе вверх, так и при ходе вниз. Это является недостатком, поскольку для оптимальной работы двигателя как минимум фаза впуска должна быть асимметрична, что при чистом поршневом управлении газораспределением недостижимо. Для получения таких характеристик в малых двухтактных двигателях с кривошипно-камерной продувкой используются золотниковое газораспределение или лепестковый клапан на впуске (см. ниже).

В двухтактных двигателях большого объёма (тепловозные, морские, авиационные, танковые) либо на один цилиндр два поршня, движущихся навстречу друг другу, один из которых открывает впускные окна, а второй — выпускные (прямоточная продувка), либо через окна в стенке цилиндра производится только впуск, а выпуск осуществляется с помощью клапана в головке цилиндров (клапанно-щелевая продувка), при этом также достигается более оптимальная продувка.

С золотниковым управлением газораспределением

В двухтактных двигателях

На двухтактных моторах с золотниковым управлением газораспределением для управления впуском используется золотник с приводом от коленчатого вала — вращающийся дискового или цилиндрического (кранового) типа либо имеющий возвратно-поступательное движение пластинчатого типа. Золотник тем или иным образом осуществляет открывание и закрывание впускного канала двигателя, управляя тем самым длительностью впуска. Благодаря этому удаётся сделать фазу впуска асимметричной относительно ВМТ (начинается за 130—140° и заканчивается за 40-50° после) и увеличить её длительность до 180—200°, тем самым улучшив наполнение цилиндра. Некоторые варианты реализации золотникового управления газораспределением позволяют даже изменять фазы газораспределения непосредственно во время работы двигателя.

Золотниковый привод газораспределения на двухтактных моторах был известен ещё с 1920-х годов, однако по-настоящему удачная реализация этого принципа была осуществлена лишь в начале 1950-х годов восточногерманским инженером Даниэлем Циммерманом на спортивно-гоночных мотоциклах MZ, а затем в 1960-х — 70-х годах схожие решения стали появляться и на некоторых серийных мотоциклах марок Jawa, Yamaha, Suzuki, Kawasaki и др. С аналогичной целью может устанавливаться и автоматически срабатывающий на перепад давления клапан лепесткового или мембранного типа (Yamaha и др.).

Опыты с газораспределением вращающимся золотником велись в начале 1990-х годов фирмой Lotus применительно к двухтактному автомобильному двигателю с наддувом от приводного компрессора, причём, в отличие от обычного двухтактного двигателя с клапанно-щелевой продувкой, свежий воздух подавался в верхнюю часть цилиндра через золотник, а отработавшие газы удалялись через окна в нижней части цилиндра (у обычного двигателя с клапанно-щелевой продувкой воздух подаётся через окна в средней части цилиндра, а газы удаляются через клапан в головке блока). Золотник имел вид постоянно вращающегося вокруг своей оси полого цилиндра — ротора — с окнами в стенках, внутри которого располагался также имевший вид полого цилиндра статор с продольной перегородкой, поворот которого относительно ротора, осуществляемый электронной системой, управлял фазами газораспределения. Такое устройство газораспределения позволило вместо обычно используемого на дизелях с клапанно-щелевой продувкой непосредственного впрыска использовать более дешёвый вариант системы питания, с форсункой низкого давления, распыляющей топливо внутрь золотника, откуда рабочая смесь вдувалась внутрь цилиндра через впускное окно. Завершились эти работы безрезультатно, одной из причин чего было резкое ужесточение экологических стандартов в середине 1990-х годов, поставившее крест на использовании двухтактных двигателей на автомобильном транспорте.

В четырёхтактных двигателях

Золотниковое газораспределение с поршневыми или вращающимися золотниками, так или иначе связанными с распределительным валом и осуществляющими открытие и закрытие впускных и выпускных окон, использовалось на некоторых четырёхтактных двигателях благодаря бесшумности работы по сравнению с обычными тарельчатыми клапанами (стук которых при работе ГРМ был большой проблемой для двигателей начала XX века) и возможности упростить ГРМ за счёт использования одного золотника (вращающегося) на каждую пару цилиндров, но впоследствии вышло из употребления, в основном из-за проблем с уплотнением золотника, особенно работающего на выпуск находящихся под большим давлением горячих отработанных газов.

Управление газораспределением поршневыми золотниками является фактически стандартным на паровых машинах и мощных поршневых насосах, некоторые конструкторы пытались приспособить его и к двигателю внутреннего сгорания, однако без большого успеха — перемещение золотника оказывалось весьма затруднено из-за большого давления газов, создававшего огромную силу трения между золотником и стенками золотниковой коробки, не говоря уже о проблемах с прорывом газов через уплотнения.

Несколько больший успех выпал на долю механизмов с вращающимся золотником. Первый патент на газораспределение вращающимся золотником был получен британской фирмой Crossley в середине 1880-х годов. Основанные на нём тихоходные газовые двигатели пользовались популярностью в качестве стационарных и выпускались этой фирмой с 1886 по 1902 год. Пик популярности данной конструкции в автомобильных двигателях пришёлся на начало 1910-х годов, когда, следуя последней моде, свои варианты золотникового газораспределения представил целый ряд фирм, выпускавших дорогостоящие автомобили, таких, как Itala (Италия, 1911), Darraq (Франция, 1912), впоследствии Minerva (Бельгия, 1925). Сравнительно удачные конструкции двигателей с газораспределением вращающимся золотником создавались британцами Р. Кроссом и Ф. Аспином в 1930-х — 1950-х годах, однако в массовое производство так и не попали. В те же годы экспериментировал с золотниковым газораспределением германский инженер Ф. Ванкель в сотрудничестве с фирмами BMW, DVL, Daimler-Benz, Lilienthal и Junkers, однако, не добившись решительного успеха, он переключился на работу над проектом роторно-поршневого двигателя, в чём весьма преуспел. Британская фирма Norton в 1950-х годах выпустила некоторое количество гоночных мотоциклов с золотниковым газораспределением, но в 1954 году полностью прекратила работы в этом направлении. Необычный автомобильный двигатель с Х-образным расположением цилиндров и газораспределением вращающимися золотниками разработала в середине 1970-х годов компания Esso, которая привлекла к работам Р. Кросса, однако двигатель не показал значительных преимуществ перед традиционными.

Разновидностью золотникового иногда считают гильзовое газораспределение, рассмотренное отдельно ниже по тексту.

С клапанным управлением газораспределением

Управление газораспределением осуществляется при помощи тарельчатых клапанов, как правило имеющих привод от распределительного вала. Эта система наиболее распространена на современных четырёхтактных двигателях, а также мощных двухтактных (с клапанно-щелевой продувкой, имеются только выпускные клапана).

В данной конструкции ГРМ используется клапан, состоящий из тарелки (головки) и стержня, который служит для открытия и закрытия впускных и выпускных каналов. Главное преимущество тарельчатого клапана, позволившее ему достичь преимущественного распространения в данной области — простота обеспечения герметичности: под воздействием давления в камере сгорания его тарелка плотно прижимается к седлу, поэтому для исключения утечки газов вполне достаточно тщательно притереть эти детали друг к другу, причём усилие, создаваемое давлением в камере сгорания, направлено по оси стержня клапана и не мешает ему перемещаться вдоль направляющей. При открытии клапана он смещается относительно седла на расстояние, называемое высотой подъёма клапана. При этом открывается определённое проходное сечение, определяемое величиной высоты подъёма, размерами и формой клапана. В большинстве случаев впускные клапана имеют большее проходное сечение, чем выпускные.

Ранее, примерно до 1950-х годов, клапаны обычно изготавливали из обычной углеродистой или низколегированной инструментальной стали (например, хромистой 40Х), однако по мере совершенствования двигателей и повышения их степени форсирования появилась необходимость применения как минимум для выпускных клапанов, температура которых может достигать 600—850 °С, специальных легированных жаростойких сталей, например сильхромовой (40Х10С2М / ЭИ107, 40Х9С2 / ЭСХ8, и т. п.). Впускные клапана обычно имеют температуру не выше 300—400 °С и выполняются из хромистой, хромованадиевой или хромоникелевой сталей. Иногда с целью удешевления из жаростойкой стали изготавливается только тарелка (головка) клапана, а стержень — из обычной инструментальной, также на тарелках выпускных клапанов иногда может производиться дополнительная наплавка слоя твёрдого жаростойкого сплава, повышающего срок службы клапана. В двигателях с большой тепловой напряжённостью камеры сгорания могут применяться клапана с полыми стержнями, заполненными натрием — при работе двигателя натрий плавится и, испаряясь, улучшает теплоотвод от клапана. В последнее время могут использоваться клапана из титановых сплавов, сочетающие жаростойкость с лёгкостью, что позволяет уменьшить инерцию деталей ГРМ. Изготавливаются клапаны путём горячей высадки (объёмной штамповки) стального прутка, после чего подвергаются механической и термической обработке.^[1]

Тарелка (головка) клапана может иметь плоскую, выпуклую или тюльпанообразную форму. Она имеет коническую рабочую поверхность — запорную фаску, плотно притёртую к ответной фаске седла (гнезда) клапана. Фаска на головке клапана выполняется под углом 30° или 45°. Фаска в 45° даёт меньшее проходное сечение при том же подъёме, чем фаска в 30°, однако облегчает центровку клапана в седле и способствует повышению его жёсткости, поэтому 30-градусная фаска применяется обычно на впускных клапанах высокофорсированных и спортивных двигателей. В некоторых случаях может применяться двойная фаска. Фаска подвергается шлифовке, а затем плотно притирается к седлу (гнезду). На нижнем конце стержня клапана выполняются кольцевые проточки, предназначенные для крепления тарелок (опорных шайб) клапанных пружин, обычно осуществляемого при помощи конических сухарей (реже — поперечной шпилькой). Иногда для повышения срока службы клапана тарелка (опорная шайба) клапанной пружины оснащается упорным подшипником, допускающим свободное вращение клапана вокруг своей оси при работе двигателя.^[1]

Сёдла (гнёзда) клапанов выполняются либо непосредственно в материале блока цилиндров (у нижнеклапанных моторов) или головки цилиндров, либо в виде запрессованных в них отдельных деталей из легированного чугуна, бронзы или жаростойкой стали (только выпускных клапанов, либо и впускных, и выпускных), иногда с наплавкой износостойкого кобальтового сплава типа сормайт.^[1] Обычно седло имеет одну фаску с углом в 45°, или две фаски — верхнюю с углом в 30°, служащую переходом от основной фаски к стенке камеры сгорания, и основную в 45°. Иногда выполняется также нижняя фаска с углом порядка 60°, применение которой снижает сопротивление седла потоку воздуха. Особенное значение имеет проработка формы фаски сёдел впускных клапанов, через которые осуществляет наполнение цилиндров рабочей смесью.

Направляющие втулки клапанов служат для обеспечения их точной посадки в сёдла, изготавливаются из чугуна, алюминиевой бронзы или металлокерамических антифрикционных композиций (бронзографитовой и других). Для уменьшения расхода масла через зазор между направляющей клапана и его стержнем либо на сам стержень клапана одевается маслоотражательный колпачок, либо на его направляющую устанавливается сальник с кольцевой пружинкой (маслосъёмный колпачок) из маслостойкой резины.^[1]

Клапанные пружины обеспечивают закрытие клапана и его плотную посадку в седло, воспринимают усилия, возникающие при работе ГРМ. При сборке клапанного механизма пружина получает предварительную затяжку, величина которой является важным параметром, влияющим на качество работы двигателя. Если пружина в засухаренном состоянии не развивает должного усилия, указанного в технической документации — двигатель не будет развивать полной мощности и не обеспечит паспортных динамических характеристик автомобиля. При полностью закрытом клапане остаточной силы пружины должно хватать для удержания контакта между кулачком распределительного вала и контактирующей с ним деталью ГРМ (толкателем, коромыслом, рокером), что позволяет сохранить заданную конструкторами продолжительность открытия клапана и устранить ударные нагрузки в приводе клапанов, быстро выводящие его из строя. Как правило, клапанные пружины изготавливаются из легированной высокоуглеродистой стали (марганцовистой, кремнемарганцовистой, хромоникелеванадиевой) холодной навивкой с последующими термообработкой и дробеструйным наклёпом для повышения срока службы. Могут иметь постоянный или переменный шаг навивки.^[1]

Иногда применяются по две пружины на клапан, расположенные одна внутри другой, причём наружная и внутренняя пружина имеют разное направление витков для предотвращения заклинивания внутренней пружины витками внешней. Применение таких сдвоенных пружин позволяет несколько уменьшить габариты узла за счёт меньшей общей высоты двух пружин по сравнению с одинарной при том же усилии, а также служит в качестве страховки на случай поломки одной из пружин, тем самым повышая надёжность и безотказность работы двигателя. Также иногда клапанная пружина может устанавливаться не на самом клапане, а в толкателе (пример — дизель ЯАЗ-204).^[1]

Классификация

По расположению клапанов выделяют двигатели:

Нижнеклапанные (с боковым расположением клапанов);
Верхнеклапанные (в старой литературе — «с подвесными клапанами»);
Со смешанным расположением клапанов.

По расположению распределительного вала выделяют двигатели:

С распредвалом, расположенным в блоке цилиндров (с нижним распредвалом, Cam-in-Block);
С распредвалом, расположенным в головке блока цилиндров (с верхним распредвалом, Cam-in-Head);
Без распределительного вала.

По этим признакам клапанные механизмы четырёхтактных двигателей внутреннего сгорания разделяются на целый ряд подтипов.

Двигатели с распредвалом в блоке цилиндров

Нижнеклапанные

Нижнеклапанный двигатель (с боковым расположением клапанов, англ. L-Head, Flathead, SV — Side-Valve) — двигатель, у которого клапаны расположены в блоке цилиндров, тарелками вверх, и имеют привод от расположенного под ними распредвала посредством толкателей.

Плюсы схемы — малая шумность, простота конструкции, отсутствие опасности касания клапанов и поршня при неправильной установке угла распределительного вала. При наличии гидравлических толкателей клапанов или правильно выставленном клапанном зазоре нижнеклапанные двигатели работают на холостых оборотах почти совершенно бесшумно — отчётливо слышен только шум воздуха, обтекающего вентилятор системы охлаждения. Все детали ГРМ этого типа находятся внутри блока, что позволяет получить очень компактный двигатель. Распределительный вал находится в общем картере с коленвалом, что упрощает систему смазки и повышает безотказность, отсутствуют промежуточные передаточные звенья между кулачками распредвала и клапанами (коромысла, рокеры, рычаги и т. п.), нет необходимости в сложных уплотнениях стержней клапанов (маслосъёмные колпачки). Головка блока нижнеклапанного мотора представляет собой простую чугунную или алюминиевую плиту с каналами для охлаждающей жидкости, она легко демонтируется, открывая удобный доступ к клапанам и поршням, что было весьма актуально в годы, когда поршни требовалось регулярно очищать от нагара, а клапаны — периодически притирать к сёдлам, для чего в их тарелках делались специальные шлицы для притирочной машинки.

Главный минус нижнеклапанной компоновки — обусловленная перевёрнутым расположением клапанов специфическая компоновка впускного и выпускного трактов, приводящая к снижению удельных характеристик двигателя. Из-за связанного с ней сложного пути бензовоздушной смеси значительно ухудшается наполнение цилиндров, в особенности на высоких оборотах. Как следствие — в большинстве случаев нижнеклапанный двигатель получается тихоходным и неэкономичным, с низкой удельной мощностью.

Наиболее простым и эффективным способом повышения удельной мощности двигателя внутреннего сгорания обычно является увеличение степени сжатия, что может быть достигнуто уменьшением объёма камеры сгорания. Однако в нижнеклапанном двигателе возможность получения меньшего объёма камеры сгорания резко ограничена его конструктивными особенностями.

Уменьшение высоты свода камеры сгорания с целью уменьшению её объёма в нижнеклапанном двигателе приводит к уменьшению проходных сечений впускного и выпускного трактов, причём в их наиболее критичной части, непосредственно прилегающей к камере сгорания, причиной чего является уменьшение зазора между стенкой камеры сгорания и тарелкой клапана. В результате по мере уменьшения объёма камеры сгорания и, соответственно, повышения степени сжатия, происходит ухудшение наполнения цилиндров, что значительно снижает эффективность данной меры форсировки двигателя. Отчасти устранить этот недостаток помогает расположение сёдел клапанов в углублениях на поверхности блока и применение обращённой к клапанам лунки в днище поршня. Однако, даже с учётом этих мер, при степени сжатия порядка 8:1 и выше наполнение цилиндров нижнеклапанного двигателя ухудшается из-за эффекта дросселирования до такой степени, что делает дальнейшее повышение степени сжатия бессмысленным — полученное за счёт неё повышение эффективности рабочего процесса двигателя нивелируется ухудшением наполнения цилиндров. Кроме того, сама по себе форма камеры сгорания нижнеклапанного мотора препятствует увеличению диаметра тарелок клапанов и их подъёма из-за тесного их расположения в камере сгорания, причём тем больше, чем выше степень сжатия двигателя, и, следовательно, тем компактнее камера сгорания его цилиндров.^[2]^[3]

По той же причине не имеет смысла создание нижнеклапанного дизеля, поскольку в дизель-моторах для обеспечения эффективного рабочего процесса необходимы степени сжатия порядка 16:1 и выше.

Необходимость обеспечить, с одной стороны, минимальное конструктивно обусловленное расстояние между осями цилиндра и распределительного вала, а с другой — необходимый зазор между тарелкой клапана и стенками камеры сгорания, вынуждает конструкторов придавать камере сгорания нижнеклапанного двигателя сильно вытянутую форму. Поэтому не достигает значительного эффекта и уменьшение объёма камеры сгорания путём уменьшения её длины. Неоптимальная форма камеры сгорания, в свою очередь, значительно увеличивает теплоотдачу через стенки, вызывая потерю тепла и снижение КПД, увеличивает время горения смеси, что ограничивает быстроходность двигателя, а также способствует развитию детонации, из-за чего нижнеклапанный двигатель при той же степени сжатия требует более высокооктанового топлива, чем верхнеклапанный. В незначительной степени эти недостатки могут быть устранёны наклоном осей клапанов относительно оси цилиндров, что уменьшает длину камеры сгорания, тем самым улучшая условия сгорания смеси и снижая склонность двигателя к детонации, а также снижает сопротивление потоку рабочей смеси, всасываемой в цилиндр (например, в двигателе автомобиля «Москвич-400» угол наклона клапанов составлял чуть более 8°), однако при этом быстро растут габариты двигателя, ограничивая возможности данного подхода.^[4]

Наиболее же эффективный способ повышения удельной мощности нижнеклапанного двигателя — наддув от приводного нагнетателя или турбонагнетателя, что позволяет добиться хорошей наполняемости цилиндров и достаточно высокой эффективности рабочего процесса даже при невысокой степени сжатия. Однако из-за сложности и дороговизны реализации при сравнительно скромном по сравнению с двигателями других схем эффекте он применялся крайне нечасто, в основном в США 1930-е — 40-е годы, а также очень широко — в тюнинге американских нижнеклапанных V8 (в частности, на хотродах).

Камеры сгорания нижнеклапанного мотора имеют сложную форму и из-за этого как правило не подвергаются механической обработке, сохраняя шероховатую поверхность, полученную при отливке, что ещё больше снижает показатели двигателя и является причиной появления различий в объёме и, соответственно, характере работы камер сгорания одной головки. Длинные выпускные каналы, расположенные в блоке цилиндров, способствуют перегреву нижнеклапанного двигателя из-за дополнительного нагрева от горячих выхлопных газов, в частности — при такой схеме ГРМ выше риск прогара выпускных клапанов.

Ещё одним недостатком нижнеклапанного двигателя является сложность в обслуживании газораспределительного механизма — при такой его компоновке весьма затруднён доступ к толкателям клапанов для их регулировки, поскольку они располагаются под выпускным коллектором. На некоторых нижнеклапанных двигателях штатная регулировка клапанного зазора вообще не была предусмотрена (Ford T, Ford A и их производные), в случае серьёзного нарушения работы стержни клапанов немного подпиливали. Впоследствии на большинстве двигателей был введён механизм регулировки зазоров (болт с контргайкой), однако доступ к нему зачастую был крайне неудобен (впрочем, требовался он на таких моторах сравнительно редко). Полностью данную проблему решают гидравлические компенсаторы клапанного зазора, встроенные в токатели.

Вплоть до 1950-х годов благодаря своей простоте и дешевизне двигатели с таким ГРМ были наиболее распространены на легковых (за исключением спортивных) и грузовых автомобилях. Первые массовые модели с верхнеклапанными двигателями появились ещё в 1920-х годах, однако в те годы нижнеклапанные моторы конкурировали с ними практически на равных. Лишь к 1950-м годам, после появления в широком доступе топлива с более высокими октановыми числами, реализация преимуществ которого требовала повышения степени сжатия, стало очевидно, что нижнеклапанная схема сдерживает развитие автомобилестроения, мешая созданию более совершенных, динамичных и скоростных автомобилей, соответствующих изменившимся условиям дорожного движения. В результате в первой половине 1950-х годов на легковых автомобилях началось массовое внедрение верхнеклапанных двигателей, лишённых присущих нижнеклапанной схеме недостатков. На отдельных моделях легковых автомобилей, впрочем, нижнеклапанные двигатели продержались до начала 1960-х годов (все модели Plymouth в варианте с рядной шестёркой, Studebaker, Rambler, Simca Vedette, ЗИМ ГАЗ-12), а на грузовых автомобилях эта схема вообще использовалась вплоть до семидесятых годов, если не дольше — например, грузовики ГАЗ-52 и ЗИЛ-157 с нижнеклапанным мотором выпускался до 1990-х годов. В спецтехнике нижнеклапанные двигатели широко используются и в наши дни.

Кроме того, нижнеклапанные двигатели сохраняют определённую популярность в поршневой малой авиации, где их низкие рабочие обороты оборачиваются большим достоинством, так как позволяют устранить из конструкции понижающий редуктор привода на винт. Так, можно отметить бельгийские оппозитные нижнеклапанные авиамоторы D-Motor LF26 и LF39, которые свою максимальную мощность выдают при частоте обращения коленчатого вала всего лишь в 2800…3000 об./мин. Простота конструкции, надёжность и безотказность нижнеклапанного мотора также являются большими преимуществами в данной области.

С двухрядным расположением клапанов

Разновидностью схемы с нижним расположением клапанов были имевшие некоторое распространение в первой половине XX века двигатели с Т-образной головкой (T-head в англоязычной литературе), или нижнеклапанные с двухрядным расположением клапанов. В них впускные клапаны находились с одной стороны блока цилиндров, а выпускные — с другой. Распределительных валов также было два. Такими двигателями, в числе прочих, оснащались первые «Руссо-Балты».

Цель данной конструкции — устранить перегрев впускных клапанов и впускных каналов в блоке за счёт удаления их от раскалённых выпускных. Дело в том, что низкооктановый бензин, доступный в начале XX века, отличался высокой склонностью к детонации, что делало применение этой схемы в какой-то мере выгодным — более холодная бензовоздушная смесь имеет несколько более высокое октановое число (на этом же принципе работал впрыск воды в цилиндры, охлаждавшей рабочую смесь — конструкция, также имевшая хождение в те годы). В остальном двигатель с такой системой газораспределения имел худшие характеристики, чем имеющий обычный нижнеклапанный ГРМ, в частности — имел меньшую удельную мощность. Кроме того, он получался сложным, громоздким, тяжёлым и дорогим в производстве. Поэтому после Первой мировой войны, отмеченной значительным прогрессом как в области моторостроения, так и в нефтехимии, данная схема ГРМ вышла из употребления.

Со смешанным расположением клапанов

Также встречаются обозначения F-Head или IOE (Intake Over Exhaust — «впускной клапан над выпускным»). У такого двигателя обычно впускные клапаны находятся в головке блока, как у верхнеклапанного мотора, и приводятся в действие при помощи штанг толкателей, а выпускные — в блоке, как у нижнеклапанного двигателя. Распределительный вал был один и был расположен в блоке, как у обычного нижнеклапанного мотора.

Эта схема обладает тем преимуществом, что её мощность ощутимо выше, чем у «чистого» нижнеклапанного — верхнее расположение впускных клапанов позволяет ощутимо улучшить наполнение цилиндров рабочей смесью. Как правило, такие двигатели переделывались из нижнеклапанных в качестве меры текущей модернизации, что зачастую было технологически проще и экономически выгоднее перехода к полностью верхнеклапанному мотору на основе того же блока цилиндров.

Такие двигатели широко применялись фирмами Rolls-Royce и Rover (включая внедорожники Land Rover) благодаря их высокой надёжности как по сравнению с нижнеклапанными (из-за хорошего охлаждения верхних клапанов), так и по сравнению с ранними верхнеклапанными двигателями (из-за вдвое меньшего числа штанг), а также способности работать на низкооктановом бензине без детонации.

Подобные «полуверхнеклапанные» переделки на базе серийных моторов существовали и в СССР — это были спортивные двигатели на базе агрегатов автомобилей «Москвич», «Победа» и ЗИМ. Выигрыш в мощности, в сочетании с иными мерами форсировки, был значительным — до 20…40 л. с., при исходной мощности самих указанных двигателей в 35, 50 и 90 л. с., соответственно. Планировалось использование подобного мотора на наследнике «Победы», однако в итоге выбор был сделан в пользу полноценного верхнеклапанного мотора полностью нового семейства.

С широким распространением «настоящих» верхнеклапанных двигателей, эта схема почти полностью вышла из употребления. Тем не менее, последний такой двигатель был выпущен фирмой Willys в 1970-х годах.

В очень редких случаях (мотоциклы Indian Four 1936 и 1937 годов выпуска) верхними делались выпускные клапана, а впускные — оставались нижними. Эта конструкция оказалась крайне неудачной из-за постоянного прогара выпускных клапанов, и более не повторялась.

Верхнеклапанные со штанговым приводом клапанов (тип OHV)

Данная конструкция ГРМ была изобретена Дэйвидом Данбаром Бьюиком (David Dunbar Buick) в самом начале XX века. У двигателей с таким ГРМ клапаны расположены в головке цилиндров, а распредвал — в блоке (англоязычное обозначение — OHV, OverHead Valve; также встречается I-Head, или Pushrod, то есть, «со штангами толкателей»). Разнесённые далеко друг от друга распределительный вал и клапаны вынуждают устанавливать между ними длинные передаточные звенья — штанги толкателей, передающие усилие от контактирующих с кулачками распредвала толкателей на коромысла, непосредственно приводящие в движение клапаны, что и является главной отличительной особенностью данной схемы ГРМ.

Клапаны в головке цилиндров как правило расположены вертикально или с небольшим наклоном в один ряд, примерно на продольной оси камеры сгорания, однако встречаются и иные варианты. Так, на двигателях HEMI V8 концерна Chrysler камера сгорания полусферическая, впускные и выпускные каналы подходят к ней по радиусам полусферы — соответственно, впускные и выпускные клапана расположены в два ряда по разные стороны от продольной оси камеры сгорания, с большим наклоном, а приводящие их штанги толкателей расходятся от расположенного в развале блока распределительного вала в виде буквы V (по два ряда штанг на каждую головку V-образного мотора — верхний ряд приводит впускные клапана, нижний выпускные). На рядном четырёхцилиндровом двигателе GM 122 / Vortec 2200 и некоторых моторах семейства GM Big Block V8, вроде Vortec 8100, с диагонально ориентированной клиновой камерой сгорания, клапана также располагались в два ряда с наклоном и также приводились от V-образно расположенных штанг толкателей. И в том, и в другом случае применение усложнённой компоновки ГРМ объясняется желанием конструкторов спроектировать впускные и выпускные каналы с более эффективной с точки зрения пропускной способности конфигурацией.

Иногда распределительный вал по компоновочным соображениям располагают не в полости картера двигателя, рядом с коленчатым валом, а намного выше, непосредственно под головкой цилиндров, при этом сохраняются приводящие коромысла клапанов короткие штанги толкателей. Примером такого решения являются двухтактные дизели семейства ЯАЗ-204/206 (Detroit Diesel 4-71 / 6-71), причём привод распределительного вала (а также расположенного симметрично ему уравновешивающего вала) в них осуществлялся через сложную систему шестерён, расположенных со стороны маховика. В данном случае причиной такого расположения распредвала было то, что эти двигатели оснащались приводным компрессором, который устанавливался непосредственно на боковую стенку блока и осуществлял продувку цилиндров через расположенные в их средней части окна (см. ниже), так что выполненные в блоке цилиндров каналы для прохода воздуха попросту не оставляли места для распредвала, толкателей и штанг, ввиду чего их пришлось расположить выше. Подобная «полуверхневальная» конструкция изредка применяется также на легковых автомобильных и мотоциклетных двигателях, например — некоторых двухцилиндровых оппозитных мотоциклетных моторах фирмы BMW, включая выпускающий до сих пор BMW R nineT, у которых два распределительных вала с цепным приводом расположены очень близко к головкам, но всё же сохраняются очень короткие штанги толкателей. Выгода здесь состоит в уменьшении массы и, соответственно, инерции механизма привода клапанов по сравнению с обычным вариантом ГРМ типа OHV, что позволяет повысить рабочие обороты, приблизившись по характеристикам к верхневальным моторам, при этом на рядном двигателе сохраняется один распределительный вал. Однако привод распределительного вала получается сложнее и менее надёжным.

В очень редких случаях (некоторые двигатели Duesenberg) вместо штанг толкателей использовались расположенные на боковой стенке двигателя очень длинные коромысла, нижняя часть которых находилась в контакте непосредственно с кулачками распределительного вала, а верхняя — приводила клапана, которые в этом случае располагались в головке блока горизонтально.

Привод распределительного вала шестернями на примере тракторного дизеля Sisu-Valmet D-310.

Несомненный плюс ГРМ типа OHV — относительно простая конструкция и обеспечиваемая ей конструктивная надёжность, в частности, как правило используется простой и надёжный привод распределительного вала шестернями, что исключает саму возможность таких неисправностей, как разрыв ремня ГРМ или «перескакивание» цепи в механизме с цепным приводом (реже используется короткая пластинчато-зубчатая цепь Морзе, но из-за малой длины риск её растяжения намного ниже, чем при верхнем расположении распредвала; ременной привод используется лишь в виде исключения, например — на некоторых японских дизелях). Эксплуатационные нагрузки на детали ГРМ также оказываются сравнительно невысокими, чем обеспечивается высокая долговечность и нетребовательность к смазочным материалам. В V-образном двигателе данная схема газораспределения имеет дополнительное преимущество в том, что появляется возможность осуществить привод клапанов обеих головок от единственного распределительного вала, расположенного в развале блока.

Многие двигатели с ГРМ типа OHV ощутимо более компактны по сравнению с верхневальными, так как у них отсутствует расположенный сверху в головке блока распределительный вал, что особенно актуально для двигателей без оси коромысел, у которых каждое коромысло опирается на отдельную шпильку с полусферическим сегментом (ball seat), что характерно для американских двигателей; для рядных двигателей это в особенности касается габарита по высоте, а для V-образных — и высоты, и габаритной ширины.

Существенный минус ГРМ типа OHV по современным меркам — большая инерционность такого механизма газораспределения, что несколько ограничивает безопасные максимальные обороты коленчатого вала двигателя, а следовательно — развиваемую двигателем удельную мощность (степень форсирования), и, что важнее для «гражданского» мотора, ухудшает его способность быстро набирать максимальные обороты. Спортивные двигатели с ГРМ типа OHV, например — у машин, участвующих в гоночной серии NASCAR, могут работать и на 11 000 оборотах в минуту, но для обеспечения этого требуются специальные, весьма дорогостоящие конструктивные и технологические решения (впрочем, это касается любых специализированных гоночных агрегатов).

Кроме того, такая схема затрудняет использование более двух клапанов на цилиндр (двигатели с таким ГРМ, имеющие 4 клапана на цилиндр, имеют большие габариты и массу, что делает их малоприменимыми в легковых автомобилях, но вполне приемлемыми для грузовиков и тяжёлой техники — примеры тому двигатели КамАЗ, ЯМЗ, ТМЗ, дизель тепловоза ЧМЭ3 и многие другие) и усложняет проектирование впускных и выпускных окон в головке цилиндров с высокоэффективной с точки зрения пропускной способности и сопротивления потоку конфигурацией.

Двигатели этой схемы, как правило, сравнительно низкооборотные и относительно тихоходные, но с гибкой моментной характеристикой. Если не используются гидравлические толкатели, такой двигатель будет одним из наиболее шумных по сравнению с остальными схемами.

В СССР первым массовым верхнеклапанным мотором на легковом автомобиле стал двигатель «Волги» ГАЗ-21 (малосерийные НАМИ-1 и ЗИС-101 имели такой ГРМ уже в 1920-х — 30-х годах). Из советских автомобилей такой механизм газораспределения имели все массовые карбюраторные модели «Волги», «Москвичи» семейств М-407, М-408 и М-2138, а также грузовики и автобусы с карбюраторными двигателями конфигурации V8 (ЗИЛ, ГАЗ). В настоящее время в России производятся рядные четырёхцилиндровые двигатели семейства УМЗ-4216 и V8 семейства ЗМЗ-511, имеющие штанговый привод клапанов и инжекторную систему питания, позволившую им вписаться в рамки экологического стандарта Евро-5. Также ГРМ со штанговым приводом клапанов имели практически все массово выпускавшиеся в СССР быстроходные дизельные двигатели, в частности, ЯАЗ-204/206, ЯМЗ-236/238, КамАЗ-740, и так далее (исключение составляют дизели семейства В-2).

В мировой практике легкового автомобилестроения такие двигатели достаточно широко использовались ещё с 1910-х — 1920-х годов, однако вплоть до появления в конце 1940-х — первой половине 1950-х годов высокооктанового топлива в широком доступе не могли достичь решительного превосходства над нижнеклапанными, так как при сравнимой мощностной отдаче последние имели преимущества в отношении простоты конструкции и дешевизны производства. Так, в США «Форд» и «Крайслер» на своих довоенных моделях использовали только нижнеклапанные моторы, GM — как верхнеклапанные, так и нижнеклапанные, причём вполне сравнимые между собой по мощности и другим характеристикам. В довоенной Германии верхнеклапанные моторы имели большее распространение, но наряду с этим продолжался и массовый выпуск нижнеклапанных.

Повсеместное распространение верхнеклапанных моторов началось после появления в 1949 году двигателя Oldsmobile Rocket V8 со степенью сжатия, рассчитанной на высокооктановое топливо, спровоцировавшего в американской автомобильной промышленности «гонку лошадиных сил», не утихавшую вплоть до начала 1970-х. В Европе двигатели со штанговым приводом клапанов надолго не задержались и по сути стали переходным вариантом от нижнеклапанных к верхневальным — уже к концу 1960-х годов эта схема там стала считаться устаревший и достаточно редко использовалась на новых моделях легковых автомобилей. Однако в США, где вплоть до недавнего времени были популярны сравнительно малооборотные двигатели большого рабочего объёма, для которых штанговый привод клапанов является вполне целесообразным, газораспределительный механизм типа OHV очень широко использовался вплоть до 1980-х и даже 1990-х годов, и продолжает встречаться в настоящее время на современных легковых двигателях — примером может послужить выпускающийся с 2003 года Chrysler 5.7 L Hemi (Dodge Ram, Dodge Charger R/T, Jeep Grand Cherokee, Chrysler 300C), использующий технологию динамически изменяемого рабочего объёма и динамического изменения фаз газораспределения.

Иногда такие двигатели использовались и на недорогих современных европейских автомобилях из-за своей дешевизны и компактности. Например, Ford Ka первого поколения (1996—2002) использовал инжектированную версию четырёхцилиндрового двигателя Kent разработки конца пятидесятых годов с ГРМ типа OHV, имеющую весьма компактные по современным стандартам размеры, что позволило уместить двигатель в небольшом моторном отсеке Ka.

В моторах грузовиков и тяжёлой техники, для которых меньшее число рабочих оборотов и инерционность ГРМ не является недостатком, а надёжность и долговечность первостепенны, ГРМ типа OHV всё ещё очень широко распространён. Схема OHV популярна и на малооборотистых четырёхтактных двигателях для газонокосилок, бензиновых электростанций, мотоблоков. Современные тракторные двигатели также имеют указанную схему.

Двигатели с распредвалом в головке цилиндров (OHC)

SOHC

Двигатель с одним распределительным валом и клапанами в головке (Overhead Camshaft или SOHC — Single OverHead Camshaft). Одним из первых был применён в 1910 году британской фирмой Maudslay на модели 32 HP.

В зависимости от конкретной конфигурации привода клапанов, выделяют двигатели с:

Приводом клапанов коромыслами («Москвич-412», старые модели BMW, Honda) — клапаны расположены по бокам от распредвала, обычно V-образно, и приводятся в движение насаженными на общую ось коромыслами, одни концы которых толкаются кулачками вала, а другие приводит в движение стержни клапанов; обычно сочетается с полусферической камерой сгорания.

Приводом клапанов рычагами / рокерами (ВАЗ-2101 — 2107 и некоторые другие моторы) — распредвал над расположенными в ряд клапанами, приводит их посредством рычагов, опирающихся на ось или шаровую опору, толкая их кулачками примерно посередине; минус — повышенная шумность, высокие нагрузки в месте контакта кулачков вала и рычагов.

Приводом клапанов толкателями (ВАЗ-2108, многие высокооборотные двигатели) — очень простой механизм с минимальной инерцией деталей, в котором распредвал расположен прямо над клапанами, расположенными тарелками вниз, и приводит их в движение через цилиндрические толкатели; минус — сложная регулировка клапанного зазора (современные моторы с таким ГРМ обычно имеют гидрокомпенсаторы клапанного зазора).

На одном моторе могут применяться сразу несколько типов привода клапанов — так, в двигателе Triumph Dolomite Sprint с четырьмя клапанами на цилиндр впускные клапаны приводились через толкатели, а выпускные — через рокеры, причём от одного и того же кулачка на единственном распределительном валу.

В большинстве случаев схема OHC ассоциируется с двигателями, имеющими по два клапана на цилиндр, но в некоторых моторах могут применяться по три или даже четыре клапана на цилиндр с приводом от одного верхнего распредвала. Например, на V-образном восьмицилиндровом моторе Mercedes-Benz M113 в каждой головке цилиндров был установлен распределительный вал, от кулачков которого приводились коромыслами по два впускных клапана и один большой выпускной. В настоящее время такие моторы практически полностью вытеснены моторами с ГРМ типа DOHC.

Схема OHC была наиболее распространена во вторую половину шестидесятых — восьмидесятые годы. Целый ряд двигателей такой схемы выпускается и в наше время, преимущественно для недорогих автомобилей (скажем, ряд двигателей Renault Logan).

DOHC

Двигатель с двумя распредвалами в головке цилиндров (Double OverHead Camshaft).

При этом существуют две серьёзно различающиеся разновидности этого механизма, отличающиеся количеством клапанов.

2OHC / DOHC с двумя клапанами на цилиндр. Эта схема является усложнённой разновидностью обычной OHC. В головке блока цилиндров расположены два распредвала, один из которых приводит впускные клапаны, второй — выпускные, при этом на каждый цилиндр приходится один впускной и один выпускной клапан. Эта схема применялась в 1960-х — 1970-х годах на высокопотенциальных двигателях таких автомобилей, как Fiat 125, Jaguar, Alfa Romeo, а также опытном двигателе гоночных автомобилей «Москвич-412Р», «Москвич-Г5» и в легковых автомобилях, также лёгких коммерческих, концерна Ford для европейского рынка, вплоть до 1994 года.

Схема позволяет значительно увеличить количество оборотов коленчатого вала за счёт уменьшения инерции привода клапанов, следовательно, увеличить мощность, снимаемую с двигателя. Например, мощность спортивной модификации двигателя «Москвича-412» с двумя распределительными валами объёмом 1,6 литра составляла 100—130 л. с.

DOHC с тремя и более клапанами на цилиндр. Два распредвала, каждый из которых приводит свой ряд клапанов. Как правило, один распредвал толкает два впускных клапана, другой — один или два выпускных. В настоящее время как правило используются четыре клапана на цилиндр, то есть, фактически, двухрядный вариант схемы OHC со вдвое большим количеством распредвалов и клапанов, однако могут осуществляться и иные схемы с общим количеством клапанов на цилиндр от трёх до шести. Привод клапанов, как правило, толкателями, как наиболее компактный.

Данная схема ГРМ даёт большое преимущество по мощностной отдаче, особенно на высоких оборотах — за счёт лучшего наполнения цилиндра. Однако такой двигатель из-за быстрого очищения цилиндра более чувствителен к длительности фазы перекрытия клапанов (когда открыты одновременно впускные и выпускные клапаны) — при высокой скорости длительность фазы должна быть больше для лучшей очистки цилиндров, однако на низких оборотах это приводит к потерям заряда горючей смеси и снижению эффективности работы. Иными словами, двигатель с таким ГРМ обычно имеет слабую тягу «на низах» и требует поддержания высоких оборотов для интенсивного разгона. Радикальным решением данной проблемы является применение изменяемых фаз газораспределения (см. ниже).

Сама по себе данная схема ГРМ известна как минимум с 1920-х годов, но длительное время она применялась только на авиационных моторах и двигателях спортивно-гоночных автомобилей, например Duesenberg Model J. Также ГРМ с четырьмя клапанами на цилиндр и двумя верхними распределительными валами оснащались некоторые танковые двигатели, в частности — знаменитый танковый дизель В-2, изначально разрабатывавшийся в качестве авиационного. В массовом автомобилестроении данная компоновка стала востребована лишь в 1980-х годах, когда возможности традиционной схемы ГРМ с одним верхним распределительным валом с точки зрения мощностной отдачи оказались, несмотря на все ухищрения конструкторов, близки к исчерпанию.

Двигатели с четырьмя клапанами на цилиндр применяются на большей части выпускаемых в настоящее время автомобилей, в частности — семейство двигателей ЗМЗ-406, ЗМЗ-405 и ЗМЗ-409, устанавливаемых на автомобилях «Газель» (ранее) и УАЗ (до 2008-го года также «Волга»), или моторы ВАЗ-2112 и его модификации, устанавливаемые на современных моделях ВАЗ.

Даже если двигатель имеет более одной головки блока цилиндров, и, следовательно, более двух распредвалов, в итоге он всё равно относится к схеме DOHC.

Стоит отметить, что существуют двигатели с четырьмя клапанами на цилиндр, не принадлежащие к схеме DOHC, например — дизельные моторы Cummins с четырьмя клапанами на цилиндр (устанавливаются на автомобили Группы ГАЗ), в которых привод всех клапанов осуществляется от единственного распределительного вала через коромысла с крейцкопфами. Точно так же, существовали двигатели с двумя распределительными валами, но всего двумя клапанами на цилиндр.

Привод распределительного вала

Распредвалы двигателей, выполненных по схеме SOHC или DOHC, приводятся в движение зубчатым ремнем или цепью, причём конструктивная реализация привода при данных схемах газораспределения существенно затруднена из-за верхнего расположения распределительного вала (валов), на значительном удалении от коленвала, что обуславливает большую длину передаточного звена между ними.

Привод распредвалов зубчатым ремнем начиная с 1980-х годов стал наиболее распространенным на легковых автомобилях. Зубчатый ремень находится вне объёма, омываемого маслом, попутно ремень приводит в движение водяной насос. Преимущество привода зубчатым ремнем — дешевизна, бесшумность, практически полное отсутствие у ремня склонности к растягиванию, возможность обеспечить привод от одного ремня обоих распредвалов (в схеме DOHC) и большого количества вспомогательных агрегатов (насоса системы охлаждения, а на современных двигателях нередко и масляного насоса, ТНВД дизеля, и т. д.) благодаря его большой эластичности. Недостатки — в большинстве выпускаемых двигателей обрыв ремня вызовет удар тарелок клапанов о поршни. Во избежание этого рекомендуется строго соблюдать установленную периодичность замены зубчатого ремня. Ресурс обычно составляет от 50 до 150 тыс. км. Но необходимо помнить, что резина стареет со временем, и при малых ежегодных пробегах замена ремня может потребоваться раньше, чем это установлено производителем. Необходимо также помнить, что к обрыву ремня может привести и неисправность роликов натяжения, поэтому если двигатель «втыковой» (то есть, обрыв или проскок ремня ГРМ приведёт к столкновению тарелок клапанов и поршней), то следует время от времени осматривать механизм зубчатого ремня. Заклинивание водяного насоса также обычно приводит к обрыву ремня со всеми его последствиями (типичная проблема двигателей ВАЗ с ременным приводом).

В современных двигателях, особенно ведущих производителей, обрыв приводного ремня в течение установленного для него срока его службы — редкое явление, обычно вызванное воздействием внешних факторов — к примеру, попадания на ремень масла, приводящего к его повреждению, неисправности натяжных роликов, заклинивания подшипников насоса системы охлаждения, и так далее. Также обрыв ремня ГРМ особенно часто происходит зимой или после длительного простоя автомобиля.

Цепной привод ГРМ является распространенным в верхнем ценовом сегменте легковых автомобилей, используется в двигателях внедорожников, грузовых автомобилей. Цепь обычно сдвоенная, реже — однорядная или многорядная, малошумная втулочно-роликовая («цепь Галля») или бесшумная пластинчато-зубчатая («цепь Морзе»), находится в объёме двигателя, омываемом маслом. На двигателях с двумя распределительными валами, а также V-образных, могут применяться приводы ГРМ с несколькими цепями. Преимущества — отсутствие опасности внезапного обрыва — изношенная цепь начинает стучать, особенно на холодном двигателе, предупреждая владельца о необходимости замены; больший ресурс — в 2-3 раза больше, чем у зубчатого ремня. Недостатки — дороговизна, несколько большая шумность. Натяжитель цепи («башмак») изнашивается сильнее, чем натяжные ролики ремня, и требует периодической замены. Сильно изношенная цепь может растягиваться (даже очень малый, на несколько микронов, износ отдельных звеньев в сумме приводит к значительному растяжению цепи в целом) и в какой-то момент перескакивать через один или несколько зубьев звёздочки — к катастрофическим для мотора последствиям это не приводит, но вызывает смещение фаз газораспределения и, соответственно, существенное нарушение его работы, которое не всегда сразу верно диагностируется при ремонте из-за сходства симптомов с иными неисправностями.

Стоит отметить, что в последнее время, в особенности на западноевропейских моторах, получил широкое распространение привод ГРМ «удешевлённой» однорядной пластинчато-зубчатой цепью. Такая цепь не имеет преимуществ перед ремнём с точки зрения ресурса, а по сравнению с классической двухрядной более склонна к растяжению и обрыву.

В некоторых двигателях использовался привод распределительного вала промежуточным валом с коническими шестернями на концах, примеры — двигатели американской фирмы Crosley, танковый дизель В-2 (последний имеет 4 клапана на цилиндр).

Десмодромный газораспределительный механизм

Файл:Desmodromic valve 1.jpg

Десмодромный ГРМ

В нём используются два распределительных вала (либо один, но с кулачками сложной формы): один перемещает клапаны вниз, второй — вверх. Клапанные пружины отсутствуют.

Двигатели с десмодромным газораспределением могут работать на оборотах, недоступных для обычных клапанных механизмов с пружинами, у которых при определённых оборотах коленчатого вала скорости срабатывания клапанных пружин не будет хватать для того, чтобы отвести клапаны из-под удара поршня до его прихода в верхнюю мёртвую точку («зависание» клапанов), что приводит к выходу двигателя из строя.

Десмодромный механизм имеет много прецизионных деталей, очень трудоёмок и дорог в изготовлении, требует высочайшего качества смазочного масла. Этот механизм применялся на ряде гоночных автомобилей, например, Mercedes-Benz W196^[5], O.S.C.A. Barchetta и Mercedes-Benz 300 SLR, а ныне — на мотоциклах Ducati^[6]^[7].

В качестве альтернативы десмодромному механизму используется закрытие клапанов при помощи пневматических толкателей^[8].