По характеру движения золотников, перекрывающих (уплот­няющих) впускные и выпускные окна (отверстия) цилиндров, раз­личают механизмы с возвратно -поступательным и вращательным движением золотников.

Золотники, совершающие возвратно-поступательное движение, выполняются в виде одинарных или сдвоенных цилиндровых гильз, приводимых в действие от кривошипов или эксцентриков распре­делительного вала с помощью шатунов или иной шарнирной связи. Такие сложные и громоздкие устройства теперь не применяются.

Вращающиеся золотники выполняют цилиндрическими, плоски­ми и конусными. Вращательное движение им сообщается через шестерни от вала привода, кинематически связанного с коленчатым валом двигателя.

Примером газораспределения с вращающимся золотником может служить механизм двигателя Аспин (рис. 1). Золотник 3 кони­ческой формы устанавливается в головке цилиндров 4. Вращаясь, золотник в определенной последовательности открывает и закрывает впускное и выпускное окна, обеспечивая своевременный впуск в цилиндр 1 свежей горючей смеси и выпуск из него отработавших газов. Схемы, иллюстрирующие положение золотника в процессе осуществления рабочего цикла в цилиндре двигателя, показаны на том же рисунке: б — впуск свежей горючей смеси, в — сжатие рабочей смеси, г — сгорание и расширение, д — выпуск отрабо­тавших газов. Внутренняя поверхность золотника, находящаяся против днища поршня 2, и соединительный канал, используемый для впуска и выпуска рабочего тела, образуют поверхность камеры сгорания, поэтому оказывают значительное влияние на протекание рабочих процессов. В верхней части золотника, на его цилиндриче­ской шейке, устанавливаются два уплотнительных кольца 5, предот­вращающие прорыв газов через зазоры между поверхностями золотника и головкой цилиндра. Золотник центрируется в головке шариковым подшипником 7, а давление газов на золотник воспринимается роликовым подшипником 6.

Рис. 1 -  Газораспределение с вращающимся конусным    золотником   двигателя    Аспин:

а)общая компоновка; б)при впуске; в) сжатии; г) сгорании; д) выпуске

Механизмы с вращающимися золотниками обеспечивают хоро­шее наполнение цилиндров двигателя на любых скоростных режи­мах, но при этом возникают трудности в организации охлаждения, смазки и неудовлетворительно уплотняются цилиндры двигателя.

Кроме того, привод золотника усложняет конструкцию двигателя» и увеличивает его габариты. В связи с этим указанный тип меха­низма газораспределения не получил распространения на автомо­бильных двигателях.

Золотниковое газораспределение в несколько своеобразной фор­ме широко применяется только в двигателях, работающих по двух­тактному циклу (мотоциклетные и пусковые двигатели, небольшие стационарные и двигатели со свободно движущимися поршнями). Роль золотника выполняет в них поршень, который своими кромка­ми открывает или закрывает выпускные, продувочные и впускные окна.

Схема мотоциклетного двигателя К-175, изображенная на Рис. 2, а, б, может служить примером использования принципа золотникового газораспределения при осуществлении двухтактного рабочего цикла. Горючая смесь через впускное окно 10 поступает в кривошипную камеру 1 под действием разрежения, которое создается движением поршня 7 к в.м.т. В результате воспламене­ния смеси от свечи зажигания 8, расширения газов и последующего перемещения поршня от в.м.т. к н.м.т., как только кромка его юбки перекроет впускное окно 10, начинается сжатие горючей смеси в кривошипной камере. Процесс сжатия продолжается до тех пор, пока кромка днища поршня 7 не откроет продувочное окно 6, через которое надпоршневая полость цилиндра соединена с кривошипной камерой. С этого момента горючая смесь под дей­ствием небольшого избыточного давления по перепускному кана­лу 5 начинает поступать в цилиндр двигателя и через выпускное окно 9 вытесняет из него отработавшие газы. Продувка и выпуск продолжаются до перекрытия поршнем окна 6, а затем и окна 9 при движении поршня в сторону в.м.т. Так осуществляется кривошипно-камерная продувка. Уплотнение камеры 1 в местах выхода вала 2 обеспечивают с помощью самоподжимных сальников 3, вмонтированных в крышки 4.

Рис. 2 - Схемы продувки двухтактных двигателей:

а) схема мотоциклетного двигателя с кривошипно-камерной продувкой; б) схема поперечно-контурной продувки; в) схема петлевой продувки; г) схема клапанно-щелевой прямоточной продувки

В двухтактных двигателях, поршни которых одновременно выполняют роль золотника, перекрывающего (уплотняющего) впуск­ные и выпускные окна цилиндра, возможны две схемы организации потока газа в надпоршневой полости. Если поток движется от продувочного окна 6 (см. рис. 2, а, б) по контуру надпоршневой полости к выпускному окну 9, тоже расположенному в нижней зоне цилиндра, но с противоположной его стороны, то схема продувки называется поперечно-контурной. А в случаях, когда про­дувочные и выпускные окна расположены на одной стороне нижней зоны цилиндра одно над другим (см. рис. 2, в), поток входит в продувочное окно, лежащее ниже выпускного, описывает петлю по кон­туру надпоршневой полости и выходит частично вместе с отрабо­тавшими газами через выпускное окно. Такая схема контурной продувки называется петлевой.

При использовании контурных схем продувки некоторые зоны цилиндровой полости плохо очищаются от остаточных газов, а часть свежего заряда теряется (выносится) вместе с отработавшими газа­ми, что заметно ухудшает экономичность карбюраторных двига­телей и снижает их мощностные показатели. Однако рассмотренное газораспределение отличается исключительной простотой и часто используется в двигателях с относительно малым рабочим объемом.

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г