Распределительные шестерни первых автомобильных двигателей выполнялись на коленчатом валу стальными, а на распределительном сначала чаще бронзовыми, иногда фибровыми или стальными из более мягкой стали, чем на коленчатом валу. Затем получил распространение чугун, и, наконец, в 20-х годах появились текстолитовые шестерни, быстро получившие широкое распространение.

Бесшумность, малый вес, дешевизна, улучшение смазки и снижение механических потерь являются громадными преимуществами текстолитовых шестерен. Первые конструкции распределительных шестерен были прямозубыми, но с начала XX в. получают распространение косозубые шестерни, обеспечивающие плавность зацепления, меньший шум в работе и большую долговечность. Прямозубые шестерни распределения исчезли после первой Мировой войны, уступив место косозубым и начавшим появляться на комфортабельных автомобилях передачам с бесшумной цепью. Качество бесшумных цепных передач сначала не обеспечивало длительной работы, так как цепи растягивались и требовали замены, кроме того, цепная передача обходилась значительно дороже и не могла конкурировать с текстолитовыми шестернями. Улучшение качества цепей и усовершенствование натяжных устройств позволило создать надежные конструкции цепных передач, получивших распространение как в двигателях автомобилей высокого класса, так и в тех случаях, когда применение цепи значительно упрощает конструкцию (благодаря возможности осуществить передачу между несколькими валами, не требуя при этом промежуточных шестерен).

Клапанные пружины на протяжении многих лет совершенствования автомобиля претерпели изменения в отношении материала. Практика показала преимущество марганцовистой стали, содержащей 0,5—0,7% С и 0,5—0,9% Mn. Сталь марки 65Г преимущественно применяется для пружин отечественных автомобилей и в подавляющем большинстве зарубежных конструкций. Стали с повышенным содержанием других легирующих примесей в настоящее время не используются. Марганцовистая же сталь, наряду с дешевизной, вполне удовлетворяет требованиям, предъявляемым к пружинным сталям.

По конструкции как на заре развития автомобилестроения, так и в настоящее время (преобладают цилиндрические спиральные пружины. Появившиеся в начале на некоторых моделях двигателей конические пружины из-за повышенных габаритов и больших деформаций не получили развития по сравнению с цилиндрическими.

Для повышения прочности клапанных пружин, часто ломающихся вследствие усталости, нашла применение дробеструйная обработка. Кроме того, в целях устранения резонанса клапанных пружин при больших числах оборотов применяется неравномерный шаг навивки проволоки, изменяющей период собственных колебаний в зависимости от величины деформации. Два указанных мероприятия, проводимые в течение последних 15 лет, позволили устранить поломки пружин в современных многооборотных двигателях. Постановка двух и даже трех пружин на каждый клапан, изредка встречавшаяся в автомобильных двигателях старых конструкций (15—20 лет назад), снова находит применение в связи с увеличением числа оборотов коленчатого вала двигателей и возрастанием инерционных сил в клапанном механизме, в особенности при конструкции с верхними клапанами и приводами со штангами и коромыслами от нижнего распределительного вала. Постановка нескольких пружин позволяет получить при малой высоте пружин достаточно большие усилия, кроме того, критические числа нескольких отдельных пружин выше, чем одной. Удерживание клапана при поломке одной пружины и устранение провадивания его в цилиндр можно обеспечить и без увеличения числа пружин постановкой предохранительного колечка на стержне клапана, что широко практикуется в современных двигателях с верхними клапанами.

Для высокооборотных двигателей применялись в отдельных конструкциях шпилечные пружины, дающие возможность уменьшить габариты клапанного механизма по высоте, а главное, снижающие вес возвратно-поступательно движущихся частей. Для этой же цели в настоящее время на некоторых автомобилях применяются торсионные пружины.

Крепление шайбы, удерживающей пружину, претерпело многие изменения. Самый простой и дешевый способ заправки конца пружины в отверстие на конце стержня клапана, имевший широкое распространение в начале автомобилестроения, совершенно оставлен как непрактичный. Прежде всего он неудобен при сборке и разборке двигателя, возможна поломка конца пружины как во время ремонта, так особенно во время работы. Крепление чекой в прорези стержня клапана нашло применение в начале автомобилестроения и продержалось до наших дней, но теперь и этот способ исчезает, уступая место самому практичному, а именно: креплению сухариками в кольцевой проточке стержня клапана. Кольцевая проточка, выполненная с достаточно плавными галтелями, не ослабляет стержня клапана в такой степени, как прорезь для чеки, часто являющаяся причиной поломки стержня клапана. На рис. 27 показаны применявшиеся варианты крепления клапанных пружин.

Автор: Е.И. Гагарин