Толкателя является наиболее часто компонентом в двигателе внутреннего сгорания , который преобразует вращательное движение распределительного вала в поступательное движение клапанов, либо непосредственно , либо косвенно.
Ранее этот термин использовался для части клапанного механизма в двигателях Beam, начиная с 1715 года. Этот термин также используется для компонентов в пневматических цилиндрах и ткацком станке .
Лучевые двигатели [ править ]
.jpg){kind=link}
.jpg/440px-Leawood_Pump_(geograph_2682446).jpg)
Первое зарегистрированное использование термина «толкатель» - это часть клапанного механизма в двигателе Ньюкомена 1715 года , ранней форме парового двигателя. Ранние версии двигателей Ньюкомена с 1712 года имели клапаны с ручным управлением, но к 1715 году эта повторяющаяся задача была автоматизирована за счет использования толкателей. На балке двигателя рядом с цилиндром свешивался вертикальный шток. Регулируемые блоки или «толкатели» были прикреплены к этому стержню, и, когда балка двигалась вверх и вниз, толкатели прижимались к длинным рычагам или «рогам», прикрепленным к клапанам двигателя, работая по циклу клапанов пара и впрыска воды для управления двигателем. [1]
Эта операция с помощью толкателей на штоке пробки продолжалась в начале двадцатого века с корнуолльским двигателем . [2]
Начиная с XIX века в большинстве паровых двигателей использовались золотниковые или поршневые клапаны , для которых не требовалось использование толкателей.
Двигатели внутреннего сгорания [ править ]
В двигателе внутреннего сгорания толкатель (также называемый «толкатель клапана» или «толкатель кулачка») [3] [4] [5] - это компонент, который преобразует вращение распределительного вала в вертикальное движение, которое открывает и закрывает впускной патрубок. или выпускной клапан . Типы толкателей клапанов (т. Е. Толкателей), обычно используемые в автомобильных двигателях, включают сплошные толкатели, гидравлические подъемники и роликовые подъемники. [6] [7]
Альтернативой толкателю является «толкатель пальца», который представляет собой поворотную балку, которая используется для преобразования вращения распределительного вала в открытие и закрытие клапана. Толкатели пальцев используются в некоторых высокопроизводительных двигателях с двумя верхними распределительными валами (вместо толкателей ковша), чаще всего в мотоциклах и спортивных автомобилях. [8]
Чтобы уменьшить износ от вращающегося распределительного вала, толкатели обычно были круглыми и позволяли или даже поощряли их вращение. Это позволило избежать появления канавок из одной и той же точки толкателя, всегда идущей в одной и той же точке распределительного вала. Однако в некоторых относительно небольших двигателях с большим количеством цилиндров (таких как двигатель Daimler '250' V8 ) толкатели были небольшими и не вращались.
Большинство «плоских» толкателей (т. Е. Без роликов) обычно имеют небольшой радиус, который создает тонкую грибовидную поверхность, поскольку идеально ровная поверхность приводит к «ударам» о крутой торцевой поверхности распределительного вала.
Регулировка толкателей [ править ]
 | Этот раздел требует дополнительных ссылок для проверки . ( Февраль 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Распространенное, но неточное использование термина «толкатель» - это задача технического обслуживания двигателя, называемая «регулировкой толкателей» в двигателе с верхним расположением клапанов (OHV), который является широко используемой конфигурацией двигателя с 1940-х годов. Задача включает в себя регулировку зазора толкателя от распределительного вала, однако регулировка фактически не производится в самих толкателях.
На большинстве двигателей OHV регулировка производилась путем поворота винта, установленного на конце коромысла, который давил на конец толкателя. При вращении двигателя для обеспечения наибольшего зазора между распределительным валом и конкретным толкателем коромысло регулировалось до тех пор, пока зазор не достигал правильного расстояния, измеренного с помощью щупа . Если зазор был слишком большим, это могло привести к слышимому «грохоту толкателя» из крышки коромысла. Если зазор был слишком узким, это могло привести к повреждению двигателя, например, к погнутым толкателям или сгоревшим клапанам. Регулировочный винт фиксировался контргайкой. Если контргайка не удерживает регулировку на месте, это может вызвать катастрофический отказ двигателя, что привело к летальному исходу. [9]
На некоторых двигателях OHV в 1960 - х, таких как двигатель Ford Taunus V4 и двигатель Opel CIH , регулировка толкателя была сделана путем установки высоты точки поворота коромысла (а не типичного метод регулировочного винта коромысла-конца). На двигателях Opel CIH версий 1965-1970 годов с цельнолитыми толкателями регулировка толкателей производилась при работающем двигателе. [10]
Гидравлические толкатели [ править ]
Гидрокомпенсатор , также известный как «гидравлический компенсатор», содержит небольшой гидравлический поршень , который заполняется под давлением моторного масла. [4] [11] поршень действует как гидравлическая пружина, которая автоматически регулирует зазор толкателя в соответствии с давлением масла. Хотя перемещения поршня небольшие и редкие, их достаточно для саморегулирования срабатывания клапана, так что нет необходимости вручную регулировать зазор толкателей.
Гидравлические толкатели зависят от подачи чистого масла при соответствующем давлении. При запуске холодного двигателя с низким давлением масла гидравлические толкатели часто издают шум в течение нескольких секунд, пока не займут правильное положение.
Роликовые толкатели [ править ]
Ранние автомобильные двигатели [ когда? ] использовал ролик в точке контакта с распределительным валом, [12] ( стр. 44 ), однако по мере увеличения оборотов двигателя «плоские толкатели» с гладкими концами стали гораздо более распространенными, чем толкатели с роликами. Однако в последнее время роликовые толкатели и коромысла с роликовыми концами толкателей возродились благодаря более низкому трению, обеспечивающему большую эффективность и уменьшающее сопротивление. [7]
Компоновки клапанного механизма [ править ]
Двигатели с боковыми клапанами [ править ]
В двигателе с боковыми клапанами - обычная конструкция для автомобильных двигателей до 1950-х годов - клапаны установлены по бокам цилиндра и направлены вверх. Это означает, что распределительный вал может быть размещен непосредственно под клапанами без использования коромысла. С нижними блоками цилиндров толкатели могли приводить в действие клапаны напрямую, даже без толкателя. [4] [13]
Двигатели с боковыми клапанами также требовали регулярной регулировки зазора толкателей, и в этом случае непосредственно регулировались сами толкатели. На боковых сторонах блока цилиндров были предусмотрены небольшие пластины доступа, обеспечивающие доступ к зазору между клапанами и толкателями. У некоторых толкателей был регулятор с резьбой, но более простые двигатели можно было регулировать путем шлифования концов штока клапана напрямую. Поскольку регулировка толкателя всегда заключалась в увеличении зазора (повторная притирка клапанов в их седла во время удаления кокса заставляет их сидеть ниже, тем самым уменьшая зазор толкателей), регулировка путем укорачивания штоков клапанов была жизнеспособным методом. В конце концов, клапаны будут полностью заменены, что было довольно распространенной операцией для двигателей той эпохи.
Толкающие двигатели [ править ]
В двигателе с толкателем толкатели расположены внизу в блоке двигателя и приводят в действие длинные тонкие толкатели, которые передают движение (через коромысла) на клапаны, расположенные в верхней части двигателя. [14]
Двигатели с одним верхним распредвалом [ править ]
В двигателе с одним верхним распределительным валом (SOHC) толкатели интегрированы в конструкцию коромысел как одно целое, поскольку распределительный вал непосредственно взаимодействует с коромыслом.
Массовое производство двигателей SOHC для легковых автомобилей стало более распространенным в 1970-х годах в виде головок цилиндров с поперечным потоком с верхними коромыслами, расположенными непосредственно над одним верхним распредвалом, в качестве более эффективной конструкции, которую можно было изготовить с минимальными затратами. Двигатель Ford Pinto 1970-2001 годов был одним из первых двигателей массового производства, в которых использовалась конструкция SOHC с зубчатым камбелтом. [15] В этой конфигурации коромысла сочетают в себе функции толкателя, коромысла и регулирующего устройства. Регулировка зазора клапана обычно производилась шпилькой с резьбой на клапанной стороне коромысла. Сторона толкателя с линейным скольжением часто подвергалась высокому износу и требовала тщательной смазки маслом, содержащим цинковые добавки.
Относительно необычная конструкция распределительного вала SOHC с четырьмя клапанами на цилиндр была впервые использована в рядном четырехцилиндровом двигателе Triumph Dolomite Sprint 1973-1980 годов , в котором использовался распределительный вал с 8 лопастями, который приводил в действие 16 клапанов через продуманную конструкцию коромысел. [16] [17]
Двигатели с двойным верхним распредвалом [ редактировать ]
Двигатели с двойным верхним распределительным валом (DOHC) были впервые разработаны как высокопроизводительные авиационные и гоночные двигатели, в которых распределительные валы устанавливались непосредственно над клапанами и приводили их в движение через простой «толкатель ковша». В большинстве двигателей использовалась головка цилиндров с поперечным потоком, с клапанами, расположенными в два ряда на одной линии с соответствующим распредвалом.
Регулировка зазора толкателя обычно устанавливается с помощью небольшой прокладки , расположенной над или под толкателем. Прокладки изготавливались разной стандартной толщины, и механик менял их местами, чтобы изменить зазор толкателя. В ранних двигателях DOHC двигатель сначала собирался с установленной по умолчанию прокладкой известной толщины, а затем измерялся зазор. Это измерение будет использоваться для расчета толщины прокладки, которая приведет к желаемому зазору. После установки новой прокладки зазоры снова измеряются, чтобы убедиться в правильности зазора. Поскольку для замены прокладок приходилось снимать распределительный вал, это была очень трудоемкая операция (особенно потому, что положение распределительного вала могло незначительно изменяться каждый раз, когда он устанавливался заново).
В более поздних двигателях использовалась улучшенная конструкция, в которой прокладки располагались над толкателями, что позволяло менять каждую прокладку без снятия толкателя или распределительного вала. Недостатком этой конструкции является то, что трущаяся поверхность толкателя становится поверхностью прокладки, что является сложной проблемой в металлургии массового производства. Первым серийным двигателем, в котором использовалась эта система, был двигатель Fiat Twin Cam 1966–2000 годов , за ним последовали двигатели Volvo и Volkswagens с водяным охлаждением. [18]
Другое использование [ править ]
Термин «толкатель» также используется, неясно, как компонент системы клапанов для других машин, в частности , в рамках Баша клапана в пневматических цилиндрах . При возвратно-поступательном движении , например, в пневматической дрели или отбойном молотке , клапан может приводиться в действие по инерции или за счет движения рабочего поршня. Когда поршень движется вперед и назад, он ударяется о небольшой толкатель, который, в свою очередь, перемещает воздушный клапан и, таким образом, меняет направление потока воздуха на поршень. [19]
В ткацких станках толкатель - это механизм, который помогает формировать зев или отверстие в нитях основы (длинное направление) материала, через которое проходят нити утка (из стороны в сторону или в коротком направлении). Толкатели образуют основные узоры в таких материалах, как полотняное переплетение, саржа, деним или атласное переплетение. Твид Харриса до сих пор ткают на ткацких станках, в которых все еще используются толкатели. [ необходима цитата ]
Ссылки [ править ]
- ^ Мемориальный двигатель Ньюкомена . Дартмут, Англия: Общество Ньюкоменов .
- ^ Вудалл, Фрэнк Д. (1975). Паровые двигатели и водяные колеса . Морланд. С. 31–34. ISBN 0903485354.
- ^ Setright & Анатомия АвтохимияСовременная , стр. 33
- ^ a b c Хиллер, VAW (1981). Основы автомобильной техники (4-е изд.). Стэнли Торнс. п. 44. ISBN 0-09-143161-1.
- ^ «Работа клапанной системы» (PDF) . www.thecarguys.net . Дата обращения 11 февраля 2020 .
- ^ "Гидравлические против твердых подъемников" . www.summitracing.com . Дата обращения 11 февраля 2020 .
- ^ a b "В чем разница между плоским толкателем и роликовым распределительным валом?" . www.summitracing.com . Дата обращения 11 февраля 2020 .
- ^ «О тех последователях пальцев на двигателях спортбайков» . www.cycleworld.com . Дата обращения 11 февраля 2020 .
- ^ Александр, Роберт Чарльз (1999). Изобретатель стерео: жизнь и творчество Алана Дауэра Блюмлейна . Focal Press . ISBN 0-240-51628-1.
- ^ «Настройка 1.9-литрового Opel (Часть I)» (PDF) . www.opelclub.com . Проверено 21 февраля 2020 года .
- ^ Setright & Анатомия АвтохимияСовременная , стр. 33
- ^ Хиллер, Виктор Альберт Вальтер (1991). Основы автомобильной техники . Нельсон Торнс. ISBN 978-0-7487-0531-3. Дата обращения 11 февраля 2020 .
- ^ Setright & Анатомия АвтохимияСовременная , стр. 34
- ^ Setright, LJK (1976). «Клапанная передача». В Яне Уорде (ред.). Анатомия автомобиля . Орбис. С. 29–36. ISBN 0-85613-230-6.
- ^ "Руководство по настройке Ford SOHC (Pinto)" . www.burtonpower.com . Проверено 20 марта 2020 года .
- ^ "История Доломитов" . www.triumphclub.co.nz . Проверено 20 марта 2020 года .
- ^ "Триумфальный Доломитовый Спринт" . www.classiccars4sale.net . Проверено 20 марта 2020 года .
- ^ Setright & Анатомия АвтохимияСовременная , стр. 34
- ^ Кеннеди, Рэнкин. Книга современных двигателей и генераторов . VI (изд. 1912 г.). Лондон: Кэкстон. п. 162–166.
