Кулачковый-в-блоке клапанного расположение поршневых двигателей является тот , где распределительный вал находится в пределах блока цилиндров , как правило , рядом и чуть выше коленчатого вала в прямом двигателе или непосредственно над ним коленчатого вала в V в виде V двигателя . Это контрастирует с конструкцией верхнего распределительного вала (OHC), которая размещает распределительные валы внутри головки блока цилиндров и приводит в действие клапаны напрямую или через короткие коромысла.
Размещение распределительного вала внутри блока цилиндров имеет долгую историю использования в двигателях с клапаном в блоке, в прямой и V-образной конфигурациях, при этом плоская головка Ford является образцом этого типа. Двигатели с верхним расположением клапанов с толкателем и кулачком в блоке долгое время использовались в прямых двигателях Chevrolet и Buick с 1930-х до середины 1950-х годов и в различных аналогичных шестицилиндровых двигателях до широкого применения конфигурации V6 в 1980-х годах.
Существует три основных типа кулачка в блоке:
- L- образная головка, также известная как L- образный блок , плоская головка или боковой клапан
- F-голова
- I-образная головка, также известная как верхний клапан (OHV)
L-голова [ править ]
L- образная головка ( плоская головка ) относится к конфигурации клапанного механизма с толкателем, в которой клапаны расположены в блоке двигателя рядом с поршнями . Конструкция была распространена на ранних конструкциях двигателей, но с тех пор вышла из употребления.
Обычно двигатели с L-образной головкой используют небольшую камеру на одной стороне цилиндра для размещения клапанов. Это имеет ряд преимуществ, прежде всего в том, что он значительно упрощает головку блока цилиндров. Это также означает, что клапаном можно управлять, нажимая прямо на него, в отличие от необходимости в каком-то механическом приспособлении, чтобы толкать клапаны вниз. Это также может немного облегчить охлаждение, так как клапаны и рабочие штоки не мешают работе цилиндра, что упрощает конструкцию охлаждающей рубашки (но см. Ниже). Линия воздухозаборников вдоль боковой стороны двигателя приводит к названию L-образной головки из-за того, что цилиндры имеют форму перевернутой буквы L. Эта конфигурация также известна как боковые клапаны , поскольку клапаны расположены сбоку от цилиндров.
С другой стороны, двигатель с L-образной головкой также требует, чтобы воздушный поток повернулся как минимум на 90 ° для входа в цилиндр, что снижает его эффективность; в просторечии говорят, что такой двигатель «дышит» хуже. В автомобилях прошлого производства дыханию не уделялось особого внимания, поскольку двигатели не могли долго и надежно работать на высоких оборотах из-за других факторов. Это было незначительной проблемой, учитывая преимущества простоты.
Хотя рядные 4- и 6-цилиндровые двигатели с L-образной головкой часто использовались для автомобилей, тракторов и т. Д., Наиболее известным автомобильным двигателем с L- образной головкой является Ford V-8 начала 20 века , который имеет оба набора клапанов (впускной и выпускной). ), расположенные внутри "Vee", и все они приводятся в действие одним распредвалом.расположен над коленчатым валом. Выхлоп следует долгим путем, чтобы покинуть двигатель. Это фактически гарантирует, что двигателю потребуется необычно большой радиатор охлаждающей жидкости, чтобы избежать перегрева при длительной интенсивной эксплуатации. Конструкция с плоской головкой в V-образном двигателе, с воздухозаборником / топливной системой и всеми выпускными и впускными клапанами внутри буквы «V», требует, чтобы выхлопные газы проходили между цилиндрами за пределы V в выхлопную систему. Таким образом, тепло выхлопных газов передается охлаждающей жидкости (когда она выходит из двигателя между цилиндрами). В конструкции Ford V-8 с плоской головкой, выпускавшейся с 1932 по 1952 год, центральное выпускное отверстие на внешней стороне блока выпускало газы из двух цилиндров, что усугубляло проблему высокой температуры. Это «очень жарко посередине»Проблема делает этот двигатель склонным к тепловым нагрузкам и трещинам в блоке цилиндров. Выхлопные газы в линейном двигателе выходят из блока напрямую и не проходят между цилиндрами, и имеют более устойчивую к температуре конструкцию. Когда выпускные отверстия и клапаны находятся в головке блока цилиндров, отводимое тепло имеет гораздо меньше времени для нагрева охлаждающей жидкости, и такие двигатели более долговечны в условиях высоких нагрузок, а двигатель аналогичного размера потребует меньшей емкости радиатора охлаждающей жидкости, чем V-8 с плоской головкой.и такие двигатели более долговечны в условиях высоких нагрузок, и для двигателя аналогичного размера потребуется меньшая мощность радиатора охлаждающей жидкости, чем для двигателя V-8 с плоской головкой.и такие двигатели более долговечны в условиях высоких нагрузок, и для двигателя аналогичного размера потребуется меньшая мощность радиатора охлаждающей жидкости, чем для двигателя V-8 с плоской головкой.
Из-за проблем с нагревом и эффективностью двигатели с L-образной головкой довольно быстро перестали использоваться в двигателях высокой мощности, таких как авиационные двигатели , до Первой мировой войны . Они жили на какое - то время в автомобильном мире и были использованы в Второй мировой войне Jeep , например. L- образные головки больше не используются в автомобильных двигателях, хотя они по-прежнему широко используются для небольших двигателей в газонокосилках и генераторах. Благодаря теплоудерживающей конструкции размер клапанов и степень сжатияограничены (клапан / камера сгорания находится далеко от верхней части поршня, что обычно создает большее пространство сгорания - более низкую степень сжатия), что, в свою очередь, снижает доступную мощность и экономичность. Не все L-образные головки являются двигателями с кулачковым механизмом; расположение распредвала в этой компоновке разное ...
Т-образная голова [ править ]
.jpg/440px-Single-cylinder_T-head_engine_(Autocar_Handbook,_13th_ed,_1935).jpg)
.jpg){kind=link}
Двигатели с плоской головкой с Т-образной головкой имеют поперечную схему с выпускными клапанами на противоположной стороне от впускных клапанов. Одноцилиндровый Т-образный двигатель нуждается только один распределительный вал; многоцилиндровые Т-образные головки нужны две.
Я-голова [ править ]
В конструкции с I-образной головкой входные и выходные клапаны и порты находятся в головке блока цилиндров . Его разработал американец шотландского происхождения Дэвид Данбар Бьюик . Она использовала толкатель -actuated клапаны параллельно с поршнями и до сих пор используются сегодня в некоторых конструкциях ( в частности , несколько двигателей производства General Motors и Chrysler ).
Он имеет несколько преимуществ перед конструкциями L- и F-образных головок, но наиболее заметным является тот факт, что всасываемый заряд и выхлопные газы имеют более прямой путь в камеры сгорания и из них, увеличивая мощность, улучшая топливную эффективность и уменьшая вредный выхлоп. выбросы.
F-голова [ править ]
Компоновку F-образной головки (не путать с плоской головкой) можно рассматривать как комбинацию L-образной головки и I-образной головки: впускной коллектор и его клапаны расположены над цилиндрами (в головке цилиндров, как в I-образной головке). -головочная конструкция) и приводятся в действие толкателями, но выпускной коллектор и его клапаны расположены рядом с цилиндрами (в блоке, как и в L-образной конструкции). Выпускные клапаны расположены примерно или точно параллельно поршням; их поверхности направлены вверх, и они управляются не толкателями, а прямым контактом с подъемником, контактирующим с распределительным валом. Также была сделана обратная вариация F-образной головки с боковым впуском и выпускной головкой - конверсия верхнего выпускного клапана Ford V8 в двигатели с плоской головкой должна была уменьшить проблемы перегрева под нагрузкой при коммерческой эксплуатации.В семействе 4-цилиндровых мотоциклетных двигателей Indian / Henderson использовались обе конструкции - верхний выхлоп снова был конструкцией из соображений перегрева.
Это была более дорогая конструкция двигателя. Его преимущества перед конкурирующими двигателями с L-образной головкой включали большую мощность за счет более высокой степени сжатия, лучший поток впускной смеси, меньшую подверженность ударам и большую надежность за счет охлаждения выпускного клапана и его пружины (и наличие вдвое меньшего количества толкателей, чем у OHV. двигатель). Имея только один клапан в головке и один в блоке, можно использовать более крупные клапаны, чем в двигателе с верхним расположением клапанов, чтобы компенсировать более слабый воздушный поток бокового выпускного клапана.
В течение многих лет британские автомобильные фирмы Rolls-Royce и Rover использовали эту схему. С 1927 по 1929 год американская фирма Hudson также использовала 6-цилиндровый двигатель этой формы, но этот двигатель не следует путать с двигателем Hudson -победителя гонок 1950-х годов. Последним крупным применением был двигатель Willys Hurricane , который использовался в гражданских джипах в 1950-х и 1960-х годах. На смену ему пришла конструкция I-образной головки.
Harley-Davidson с плоской головкой V-образным двигателем
Блок двигателя Cadillac 1915 года с плоской головкой
Блок цилиндров двигателя Ford V8 с плоской головкой с отверстиями для клапанов
Zündapp 9-092 Твин-кулачковый OHV двигатель.
См. Также [ править ]
- Бескулачковый
- Верхний распредвал
- Клапан
Внешние ссылки [ править ]
- Анимированные диаграммы двигателей с толкателем (OHV), SOHC и DOHC
- Объяснение концентрических распределительных валов для кулачкового механизма VVT
