Впускной клапан изготовляют из износостойкой хромистой или хромо-кремнистой стали, а выпускной во избежание быстрого выгорания — из особой жаростойкой стали (сильхромовой или хромоникельмарганцовистой), так как головка клапана при работе омывается раскаленными газами. Клапан изготовляют путем высадки из прутковой стали. После высадки головку и стержень клапана подвергают механической и термической обработке. Торец стержня клапана дополнительно закаливают до высокой твердости, чтобы уменьшить его износ при работе.

Головка клапана имеет снизу шлифованную конусную рабочую поверхность — фаску (обычно под углом 45°), которой клапан плотно притерт к седлу. На фаску выпускных клапанов в целях повышения их долговечности в двигателях некоторых марок наплавляют особо жаростойкий сплав. На головке клапана делают углубление для установки инструмента, используемого при притирке клапанов. Стержень клапана, проходящий через направляющую втулку, шлифуют. На конце стержня клапана имеется канавка для крепления опорной шайбы пружины. Разноименные клапаны имеют головки различных размеров (большая у впускного клапана) или отличаются специальными метками (обычно впускной ВП или ВС, а выпускной ВЫИ пли ВХ).

Для лучшего отвода тепла от головки выпускного клапана и улучшения условий его работы в двигателях некоторых марок применяют клапаны с натриевым охлаждением (двигатели ГАЗ и ЗИЛ). В этом случае клапан имеет полый (высверленный) со стороны головки стержень (рис. 2, а). Канал закрыт со стороны головки приваренной к ней заглушкой. Внутренняя полость стержня заполнена частично жидким металлическим натрием 2. При движении клапана натрий, перемещаясь внутри стержня, переносит тепло от головки к стенкам стержня, которое затем передается направляющей втулке.

Седло клапана, в которое он садится фаской головки, расположено в блоке или в головке блока. Седла выпускных клапанов или всех клапанов при алюминиевых головках изготовляют в виде вставных колец из жаростойкой стали или специального чугуна, что повышает срок их службы. Вставные седла наглухо запрессовывают в выточки блока или головки.

Направляющая втулка, через которую проходит стержень клапана, обеспечивает точную посадку его в седло. Стержень клапана подогнан к направляющей втулке с большой точностью. Зазор у впускных клапанов примерно равен 0,05—0,09 мм, а у выпускных — 0,08—0,12 мм. Втулки делают чугунными или металлокерамическими (путем прессования и спекания при высокой температуре металлического порошка) и запрессовывают в блок или головку цилиндров. При установке направляющей втулки в головке цилиндров на верхнем наружном конце втулки ставится стопорное кольцо или имеется буртик, которые устраняют возможность самопроизвольного опускания втулки вниз.

Клапанная пружина удерживает клапан в закрытом положении, обеспечивая плотную его посадку в седле, а также постоянно прижимает толкатель к поверхности кулачка распределительного вала при подъеме и опускании клапана. Пружины изготовляют из специальной стальной термически обработанной проволоки путем холодной их навивки. Для повышения срока службы пружины подвергают после изготовления дробеструйной обработке. Пружину надевают на выходящий из втулки конец стержня клапана и закрепляют на нем в сжатом состоянии с помощью опорной шайбы 4 (см. рис. 45, а и б) с коническими разрезными сухариками, которые входят в выточку на стержне клапана. Пружины удерживают клапаны в закрытом положении с усилием около 20—25 к Г.

Для ограничения количества масла, поступающего в направляющую втулку, и устранения подсоса масла в цилиндр через зазоры во втулке на верхних впускных клапанах под опорной шайбой ставят защитные металлические или резиновые колпачки.

Часто применяются пружины с переменным шагом витков, имеющие малый шаг на одном из концов, что устраняет возможность возникновения резонансных вибраций пружины и поломки ее вследствие этого при большом числе оборотов коленчатого вала двигателя. В случае возникновения усиленных колебаний такой пружины витки ее, имеющие малый шаг, соприкасаются, и жесткость пружины изменяется, в результате чего колебания гасятся. При верхних клапанах иногда на клапан ставят по две пружины, что устраняет возможность проваливапия клапана в цилиндр при поломке одной из пружин. В этом случае направление навивки и шаг витков пружин делаются разными, что также устраняет опасность возникновения резонансных колебаний пружин.

В целях повышения долговечности выпускных клапанов применяют специальные мероприятия, обеспечивающие проворачивание клапана при работе. При этом устраняется возможность возникновения нагара на фаске клапана. Нагар является причиной нарушения плотности закрытия клапана, что ведет к быстрому выгоранию фаски клапана под действием раскаленных газов, прорывающихся через зазор. Поэтому в некоторых конструкциях верхних клапанов (двигатели ГАЗ) между опорной шайбой пружины и коническими сухариками ставят промежуточную стальную втулку, соприкасающуюся с шайбой узкой кольцевой поверхностью, тщательно обработанной и закаленной до высокой твердости. Вследствие малого трения в таком соединении, в которре попадает масло, создаются условия для возможности проворачивания клапана при работе под воздействием усилия от коромысла и вибраций, возникающих в узле клапан — пружины.

Применяют также специальный механизм (рис. 2, а и б), обусловливающий принудительное проворачивание выпускного клапана при каждом его открытии (двигатели ЗИЛ). Механизм состоит из неподвижного корпуса,

в наклонных каналах которого расположены пять шариков с возвратными пружинами, дисковой пружины и опорной шайбы с замочным кольцом. Механизм установлен на направляющей втулке клапана в углублении головки; клапанная пружина упирается в опорную шайбу.

Когда клапан закрыт и давление клапанной пружины невелико, дисковая пружина выгнута наружпым краем кверху, а внутренним краем опирается в заплечики корпуса. При этом шарики пружиной отжаты в канавках в крайнее положение.