Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Двигатель Yale IOE с 1911 г.

Впуск / впускной над выхлопом , или двигатель «МОР», известный в США как F-головка , является четырехтактным двигателем внутреннего сгорания которого клапанным содержат О на вход клапан в головке блока цилиндров и выхлопных боковых клапаны в блоке цилиндров. [1]

Двигатели IOE широко использовались в ранних мотоциклах , первоначально с впускным клапаном, который приводился в действие всасыванием двигателя, а не кулачковым клапаном. Когда впускные клапаны с приводом от всасывания достигли своих пределов по мере увеличения оборотов двигателя, производители изменили конструкцию, добавив механический клапанный механизм для впускного клапана. Некоторые производители автомобилей, в том числе Willys , Rolls-Royce и Humber, также производили двигатели IOE как для автомобилей, так и для военной техники. Rover производил рядные четырех- и шестицилиндровые двигатели с особенно эффективной версией индукционной системы IOE.

Было изготовлено несколько моделей с обратной системой выпуска через впускное отверстие (EOI), например, Ford Quadricycle 1896 года.

Описание [ править ]

В двигателе с F-образной головкой / IOE впускной коллектор и его клапаны расположены в головке блока цилиндров над цилиндрами и управляются коромыслами, которые изменяют движение штоков, так что впускные клапаны открываются вниз в камеру сгорания. Выпускной коллектор и его клапаны расположены рядом или как часть цилиндров, в блоке. [2] Выпускные клапаны расположены примерно или точно параллельно поршням; их поверхности направлены вверх, и они управляются не отдельными толкателями, а контактом с распределительным валом через толкатель или толкатель клапана и встроенный стержень клапана / толкатель. [ необходима цитата ]Клапаны были смещены в одну сторону, образуя нечто вроде кармана, что привело к тому, что термин «карманный клапан» стал использоваться для двигателей IOE. [3] Двигатель с F- образной головкой сочетает в себе особенности двигателей с верхним расположением клапанов и двигателей с плоской головкой: впускной клапан работает через толкатель и коромысло и открывается вниз, как двигатель с верхним расположением клапана, а выпускной клапан смещен от цилиндра и открывается вверх. через встроенный толкатель / шток клапана, который приводится в действие непосредственно распредвалом, как клапаны в двигателе с плоской головкой.

Происхождение [ править ]

Самые ранние схемы IOE использовали атмосферные впускные клапаны, которые удерживались закрытыми с помощью слабой пружины и открывались перепадом давления, создаваемым, когда поршень опускался во время впускного хода . [4]Это хорошо работало с низкоскоростными ранними двигателями и имело то преимущество, что было очень простым и дешевым, но слабая пружина не могла закрыть клапан достаточно быстро, когда частота вращения двигателя увеличивалась. Для этого требовались более прочные пружины, которые, в свою очередь, требовали прямого механического воздействия для открытия, поскольку атмосферное давление в 15 фунтов на квадратный дюйм ограничивает общую силу, доступную от создания перепада давления, а это означает, что пружина 15 фунтов (6,8 кг) является самой прочной из возможных. (для практических целей он должен быть еще легче). Когда пределы этой системы были достигнуты, конструкция была улучшена без существенных изменений отливки головки за счет добавления механической системы для открытия впускных клапанов и более сильных пружин для их закрытия. [5]В обоих случаях выпускные клапаны находились в блоке и открывались при контакте с распределительным валом через толкатель или толкатель клапана и закрывались пружинами. [4]

Преимущества и недостатки [ править ]

Конструкция IOE позволяет использовать клапаны большего размера, чем двигатель с боковым (или L-образным) или верхним клапаном . [2] Его преимущества перед боковым клапаном / плоской головкой также включают компактную камеру сгорания, удачно расположенную свечу зажигания и охлаждающий эффект за счет завихрения смеси [6], а также лучший поток всасываемой смеси. [ необходима цитата ]К недостаткам можно отнести камеру сгорания более сложной формы, чем у двигателя с верхним расположением клапана, которая влияет на скорость сгорания и может создавать горячие точки в головке поршня, а также неправильное расположение клапана, что препятствует эффективной продувке. Из-за дополнительных сложностей, связанных с коромыслами и толкателями, он также является более сложным и дорогим в изготовлении, чем двигатель с боковым клапаном, а также физически больше из-за того, что коромысла размещаются над головкой блока цилиндров, и для него требуется впускной клапан и портов в головке блока цилиндров, в то время как цилиндр двигателя с боковым клапаном представляет собой просто цилиндр с закрытым концом.

Двигатели Rover IOE [ править ]

Крупным планом - два цилиндра в 3-литровом двигателе Rover IOE. Вы можете увидеть камеру сгорания, расположенную под углом верхнюю часть поршня и выпускной клапан.

Rover использовал более совершенную форму двигателя IOE. Он был разработан Джеком Суэйном в середине-конце 1940-х годов и производился с 1948 до начала 1990-х годов. [7] В отличие от обычного IOE с F-головкой, у этого была эффективная камера сгорания, предназначенная для хорошего сгорания, а не для простого изготовления. [8] Верхняя поверхность блока была обработана под углом, а головки поршней были наклонены в виде «скатной крыши», чтобы соответствовать. В ВМТ поршень почти касался расположенного под углом впускного клапана и обеспечивал хорошее « сжатие » самой камеры сгорания, смещенной в сторону на половину диаметра цилиндра. [8] Полученная в результате форма камеры сгорания представляла собой почти идеальную полусферу, хотя и перевернутую и наклоненную по сравнению с обычным " полуголовым".". [8] Свеча зажигания была установлена ​​по центру, и это [6] вместе с турбулентностью, создаваемой сдавливанием [8], обеспечивало короткий путь пламени. [6] Тонкость газового слоя между поршнем и впускным клапаном был настолько ограничен, чтобы уменьшить риск возникновения детонации на плохое топливо, один фактор , который держал его на вооружении Land Rover так долго. [ править ] в конце 1940 - х и начале 1950 - х годов , когда только бензин доступен был низким октановым числом «бассейн» бензин также позволил Rover работать с более высокими степенями сжатия, чем у многих конкурентов, с более обычными конструкциями с боковыми или верхними клапанами.[7]

Необычное расположение камеры сгорания с расположенными под углом клапанами также привело к необычному распределению клапанов. Распредвал, установленный в блоке, управляет небольшими клиновидными коромыслами, по одному на каждый клапан. В ранних моделях распределительный вал воздействует на простую накладку на коромысле, но в более поздних моделях эта колодка была заменена роликовым толкателем. Выхлопные коромысла воздействуют непосредственно на клапаны, в то время как входные коромысла действуют на толкатели, идущие ко второму набору более длинных плоских коромысел, управляющих впускными клапанами. Двигатель Rover, как и многие британские модели 1940-х годов и более ранние модели, был малокалиберным, длинноходным (под квадратным ) двигателем, чтобы поддерживать максимально низкую налоговую мощность RAC и , таким образом, удерживать дорожный налог на минимально возможном уровне. [ необходима цитата ]Компоновка IOE позволила Rover использовать клапаны большего размера, чем это обычно возможно в двигателе с малым диаметром цилиндра, что обеспечивало лучшее дыхание и лучшую производительность. [6]

Семейство двигателей Ровер МОР охватывает прямой 4 (1,6- и 2,0-литра) и прямой 6 (2.1-, 2.2-, 2.3-, 2.4-, 2.6- и 3.0-литра) двигатели и питание большую часть пост- компании Военный диапазон в виде моделей P3 , P4 и P5 . Адаптированные версии двигателей 1.6 и 2.0 IOE также использовались в ранних версиях Land Rover. Выходная мощность варьировалась от 50 л.с. (Land Rover 1.6) до 134 л.с. ( 3-литровый P5 MkII и III). 6-цилиндровый двигатель IOE 2.6 имел особенно долгую карьеру. После использования в седанах Rover P4 он был добавлен к моделям Land Rover с длинной колесной базой с 1963 года в моделях 2A Forward Control, а затем в 1967 году в модели 109 "с капотом", [9]и оставался дополнительным оборудованием до 1980 года, когда его заменил Rover V8 .

Аналогичная головка блока цилиндров Packard [ править ]

Форма камеры сгорания в качестве «перевернутой гой-головы», наряду с угловой головкой блока цилиндров и поршневой суставом стана крышой коронки, ранее использовались в 1930 Van Ranst -разработан Packard двигатель V12, хотя в этом случае клапаны оба были в блоке в качестве боковых клапанов, и свеча зажигания была плохо размещена на конце камеры сгорания. [10]

Другие пользователи [ править ]

Мотоциклы

Компоновка клапанного механизма IOE широко использовалась в ранних американских мотоциклах, в основном на основе французской конструкции Де Дион-Бутона . [11] Harley-Davidson использовала двигатели IOE с атмосферными впускными клапанами до 1912 года, [12] и с механическими впускными клапанами с 1911 по 1929 год. [13] Indian использовала клапанные механизмы IOE на всех своих четырехцилиндровых мотоциклах, кроме построенных в 1936 году. и 1937. [14] [15] Другие американские производители мотоциклов, которые использовали двигатели IOE, включали Excelsior , Henderson и Ace . [16]

Автомобили

Hudson использовал рядный четырехцилиндровый двигатель IOE в своей линейке автомобилей Essex с 1919 по 1923 год [17] и рядный шестицилиндровый двигатель IOE в своей линейке автомобилей Hudson с 1927 по 1929 год [18].

В Европе в тот же период Humber Limited из Ковентри, Англия произвела полный спектр автомобилей с двигателями IOE, однако в конце 1920-х годов они были прекращены в пользу моделей с более дешевыми двигателями с L-образной головкой, которые использовались совместно с Hillman.

После Второй мировой войны Willys и его преемник Kaiser-Jeep использовали варианты двигателя Willys Hurricane с 1950 по 1971 год [19].

Rolls-Royce использовал рядный шестицилиндровый двигатель IOE, изначально разработанный непосредственно перед Второй мировой войной в их послевоенном Silver Wraith . [20] [21] Из этого двигателя Rolls-Royce получил двигатели серии B для боевых машин британской армии, которые производились Rolls-Royce в четырех-, шести- и восьмицилиндровых версиях (B40, B60 и B80). модели B40, используемой в Austin Champ компанией Morris Motors) для военных автомобилей, пожарной техники и даже автобусов. Более совершенная разработка легкового автомобиля с более коротким ходом двигателя - двигатель FB60, рядный шестицилиндровый двигатель IOE с рабочим объемом 3909 куб. См и объемом заявленных 175, был использован BMC в 4-литровом седане R. [22]Изготовлено более 6000 таких автомобилей. [ необходима цитата ]

Выхлоп за впуском (EOI) [ править ]

Некоторые двигатели были выполнены с обратной конфигурацией, с выпускным клапаном в головке блока цилиндров и впускным клапаном в блоке. АВС Skootamota началось производство с двигателем этой конфигурации, [23] [24] , но это было изменено на подвесной двигатель клапана , прежде чем производство закончилось. [23]

В 1936 и 1937 годах у индийской четверки было поменяно положение клапанов: выпускной клапан находился в головке, а впускной - в блоке. Теоретически это улучшило бы испарение топлива, и на самом деле двигатель был более мощным. Однако новая система сильно разогревала ГБЦ. Тяга выпускного клапана требовала частой регулировки. В 1938 году конструкция была возвращена к исходной конфигурации IOE. [14] [15]

См. Также [ править ]

  • Хронология выпуска двигателей Harley-Davidson

Ссылки [ править ]

  1. ^ VAW Hillier: Основы автомобильной технологии , 4-е издание, Standly Thornes, Cheltenham 1991, ISBN  9780748705313 , стр. 39 + 40
  2. ^ a b Нанни, MJ (2007) [1988]. «1 поршневой бензиновый двигатель» . Технология легких и тяжелых транспортных средств (Четвертое изд.). Оксфорд, Великобритания: Эльзевир. п. 48. ISBN 978-0-7506-8037-0. Проверено 9 января 2013 . Основным преимуществом такого типа компоновки было то, что можно было использовать впускные клапаны большего размера, но, будучи более тяжелыми, они также накладывали ограничения на максимально допустимые обороты двигателя.
  3. ^ Гирдлер, Аллан; Хасси, Рон (2003). «Глава 1: Модель 5 1909 года - та, которая сработала». Харлей-Дэвидсон: американский мотоцикл . Мотоциклы Классика. Фотографии Рона Хасси. MotorBooks International. С. 13–16. ISBN 978-0-7603-1651-1. Выпускной клапан находился ниже впускного клапана, поэтому эта конструкция называлась «впуск по выпуску» или IOE. Клапаны находились с одной стороны от отверстия цилиндра, поэтому такая же конструкция была названа карманным клапаном. В поэтическом смысле клапанный механизм имеет форму буквы F, особенно позже с толкателем и коромыслом, поэтому система получила название F-образной головки.
  4. ^ a b Уилсон, Хьюго (1993). «Глоссарий». Лучшая книга о мотоциклах . Фотография Дэйва Кинга. Лондон: Дорлинг Киндерсли. п. 188. ISBN 0-7513-0043-8. IOE Впуск над выпуском. Расположение клапана, при котором впускной клапан расположен непосредственно над (боковым) выпускным клапаном. Распространенный на ранних двигателях, развитие двигателей с атмосферным клапаном.
  5. ^ Гирдлер, Аллан; Хасси, Рон (2003). "Глава 2: Модель 5D 1909 года - Первый V-образный двухцилиндровый двигатель". Харлей-Дэвидсон: американский мотоцикл . Мотоциклы Классика. Фотографии Рона Хасси. MotorBooks International. п. 29. ISBN 978-0-7603-1651-1. В 1911 году V-образный двухцилиндровый двигатель вернулся в производство с той же общей идеей, за исключением того, что на этот раз он был оснащен натяжителем ремня и соответствующими кулачками, коромыслами и пружинами впускных клапанов.
  6. ^ a b c d Судья, Артур В. (1983) [1972]. «Глава II Бензиновый двигатель и его компоненты» . Автомобильные двигатели . Руководства по моторам. 1 (Первое индийское изд.). Нью-Дели, Индия: Публикации BI. С. 108–110 . Проверено 9 января 2013 .
  7. ^ a b Боббит, Малкольм (2002-11-11) [1994]. Ровер P4 . Дорчестер, Великобритания: Veloce Publishing. С. 23, 41–42. ISBN 978-1-903706-57-2. Проверено 2 января 2013 .
  8. ^ a b c d Рикардо, Гарри Р., сэр (1953). Высокоскоростной двигатель внутреннего сгорания (4-е изд.). Глазго: Блэки. С. 91–92.
  9. ^ Тейлор, Джеймс (2010). Руководство по техническим характеристикам Land Rover Series II и IIa . Рэмсбери, Уилтшир: The Crowood Press. ISBN 978-1-84797-160-9.
  10. ^ Людвигсен, Карл (2005). Двигатель V12 . Спаркфорд, Йовил: Haynes Publishing. п. 114. ISBN 1-84425-004-0.
  11. ^ Гирдлер, Аллан (март 1996). Эдвардс, Дэвид (ред.). «Тайна Миллера». Велосипедный мир . Журналы Hachette Filipacchi . 35 (3): 54 58. ISSN 0011-4286 . Это был дизайн, который DeDion использовал во Франции, который был импортирован в США и адаптирован Harley, Indian и многими другими. 
  12. Перейти ↑ Rafferty, Tod (2001). «Глава первая: Начало». Завершите Harley Davidson: Модель за моделью американского мотоцикла . MBI Publishing. п. 21. ISBN 0-7603-0326-6.
  13. ^ Хэтфилд, Джерри (2004-10-23) [2002]. «Эра Плоскоголовых» . В Дарвине Холмстроме (ред.). Harley-Davidson Century . Сент-Пол, Миннесота США: MotorBooks International. п. 56. ISBN 0-7603-2073-X. Проверено 2 января 2013 . В сезоне 1930 года Harley-Davidson заменил последний из двигателей с F-образной головкой на 1200-кубовый (74 кубических дюйма) с плоской головкой.
  14. ^ a b "Индийская" 1936 г. "Перевернутая" Четверка " . Музей Зала славы мотоциклов . Американская ассоциация мотоциклистов. 2010. Архивировано из оригинального 11 января 2011 года . Проверено 13 января 2013 года . Установка с двумя карбюраторами, предложенная в 1937 году, не помогла, и к 1938 году «перевернутая» четверка была снята с производства и заменена новой «правой стороной вверх».
  15. ^ а б Грег, Харрисон, изд. (Август 1991 г.). «Классика: Индийская модель 437 1937 года». Американский мотоциклист . Вестервилль, Огайо, США: Американская ассоциация мотоциклистов. 45 (8): 71. ISSN 0277-9358 . 
  16. ^ Уилсон, Хьюго (1995). "АЗ" мотоциклов " . Энциклопедия мотоцикла . Лондон: Дорлинг Киндерсли . С. 11, 58–59, 78. ISBN 0-7513-0206-6.
  17. ^ Хайд, Чарльз К. (2009-11-15). «Пять: основание компании Hudson Motor Car и эпоха Роя Д. Чапина, 1909–1936» . Известные независимые автопроизводители: Nash, Hudson и American Motors . Детройт, штат Мичиган, США: Издательство государственного университета Уэйна. С. 119–121. ISBN 978-0-8143-3446-1. Проверено 2 января 2013 . Двигатель представлял собой рядный четырехцилиндровый двигатель с F-образной головкой, с верхними впускными и выпускными клапанами в блоке цилиндров.
  18. ^ Хайд, Чарльз К. (2009-11-15). «Пять: основание компании Hudson Motor Car и эпоха Роя Д. Чапина, 1909–1936» . Известные независимые автопроизводители: Nash, Hudson и American Motors . Детройт, Мичиган, США: Издательство государственного университета Уэйна. С. 124–125. ISBN 978-0-8143-3446-1. Проверено 2 января 2013 . В 1927 году Hudson заменил свою рядную шестерку с L-образной головкой (289 CID и 76 тормозных лошадиных сил) на новую рядную шестерку с F-головкой, также с 289 CID, но генерирующую 92 тормозных лошадиных силы.
  19. ^ Аллен, Джим (2007-10-15) [2007]. «Глава 10 Характеристики двигателя GO POWER» . Справочник по характеристикам Jeep 4x4 . Серия "Мотоциклы". 242 (Второе изд.). Сент-Пол, Миннесота, США: MBI Publishing. п. 193. ISBN. 978-0-7603-2687-9. Проверено 1 января 2013 . 1950–1971 F134 "Ураган", четырехцилиндровый с F-образной головкой
  20. ^ "Моторный музей Этвелла-Уилсона - Rolls-Royce Silver Wraith 1" . Моторный музей Атвелла-Уилсона . 2008. Архивировано из оригинала на 2010-02-05 . Проверено 14 января 2011 .
  21. ^ "113: 1954 Rolls-Royce Silver Wraith 4½-литровый туристический лимузин CLW26" . Bonhams.com (Аукционный каталог). Bonhams . 2007-05-21 . Проверено 8 января 2013 . У довоенного двигателя Wraith с верхним расположением клапанов были общие размеры только диаметра ствола и хода, причем основным преимуществом этой конструкции с F-образной головкой были большие клапаны и большая водяная рубашка вокруг седел клапанов.
  22. ^ "Дорожные испытания Autocar 1989 - Vanden Plas Princess 4-литровый R 3909 cc". Autocar : 406–410. 28 августа 1964 г.
  23. ^ a b Уилсон, Хьюго (1995). «АЗ» мотоциклов . Энциклопедия мотоцикла . Лондон: Дорлинг Киндерсли. п. 170 . ISBN 0-7513-0206-6.
  24. ^ Уилсон, Хьюго (1995). «Справочник мотоциклов» . Энциклопедия мотоцикла . Лондон: Дорлинг Киндерсли. п. 212 . ISBN 0-7513-0206-6.