Клапанные пружины обеспечивают плотное прилегание клапа­нов к седлам и своевременное закрытие их после завершения дей­ствия кулачков распределительного вала. Характеристика (жест­кость) клапанных пружин подбирается из условий сохранения кинематической связи между деталями механизма газораспределения при работе двигателя на практически допустимом скоростном режиме.

В существующих конструкциях автомобильных клапанных меха­низмов наиболее широко применяются витые цилиндрические пружины с постоянным шагом навивки. Наруж­ный диаметр пружин определяется условиями их размещения на двигателе, а высота—типом газораспределения. Пружины нижнеклапанных механизмов обычно имеют 8—10 витков, верхне­клапанных — соответственно 6—8 витков. Два крайних витка являются опорными. Их размещают вплотную к соседним виткам и прошлифовывают, создавая сплошную кольцевую поверхность, перпендикулярную к оси пружины (см. рис. 1, а). Один из этих витков опирается на тарелку 3 крепления и центрирования пру­жины, а второй — на блок 5 или на головку цилиндров 19 при верхних клапанах (см. рис. 1, б), причем в алюминиевых головках (блоках) под пружину ставится стальная шайба 15, предохраняю­щая их поверхности от разрушения.

Рис. 1 - Механизмы газораспределения:

а) с нижним расположением клапанов: 1— ниша для сбора масла: 2 — полость коробки клапанов: 3 — шайба опорная (тарельчатая); 4 — сухарики; 5 — блок цилиндров; в—впускной канал; 7—головка цилиндров: 8,9 — впускной и выпускной клапаны; 10,20 — гнезда (седла) клапанов; 11— пружина; 12 — контргайка: 13 — проточка на стержне толкателя; 14 — распределительный вал; 15 — кулачки; 16 — толкатели; 17 — болт регулировочный: 18 — головка болта; 19 — направляющие втулки;

б) с верхним расположением клапанов: 1- кулачок; 2 - картер; 3 - толкатель; 4 - штанга; 5 — стойка крепления валика коромысел; 6 — коромысло; 7 — валик коромысел: 8 - регулировочный болт; 9 - контргайка; 10 - наконечник стержня клапана; 11-тарелка пружин; 12 - сухарики; 13 – наружная пружина; 14- внутренняя пружина клапана- 15 - опорная шайба; 16 - направляющая втулка; 17 - клапан; 18 - седло клапана; 19 - головка цилиндра;

в) со смешанным расположением клапанов: 1- впускной клапан; 2 и 7 — направляющая втулка; 3 и 8 — пружина; 4 — коромысло; 5 — штанга;  6 — выпускной клапан; 9 — толкатель;  10 — распределительный вал

Чтобы устранить возможность возникновения опасного для прочности пружины резонанса, на клапаны ставят по две пружины с навивкой витков в противоположные стороны или делают пружины с переменным шагом навивки. Обычно по две пружины применяют в верхнеклапанных механизмах (см. рис. 1, б). Наружная пру­жина 13 имеет при этом большее, чем внутренняя 14, сечение витка Установка двух пружин с разной навивкой на каждый клапан позволяет также несколько уменьшать общую высоту клапанного механизма, что очень важно для верхнеклапанных двигателей и увеличивает надежность их работы. Так, при поломке одной из пружин клапаны не проваливаются в цилиндр, а витки поломанной пружины не могут войти в витки сохранившейся пружины, вызвать ее поломку и тяжелую аварию двигателя.

Материалом для изготовления клапанных пружин служит 3—4 мм стальная проволока С65А, 65Г и др. Для предохранения от коррозии пружины лудят, оцинковывают или кадмируют.

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