stringtranslate.com

Двигатель с верхним расположением клапанов

Компоненты традиционного клапанного механизма двигателя с верхним расположением клапанов

Двигатель с верхним расположением клапанов (OHV) , иногда называемый двигателем с толкателем , представляет собой поршневой двигатель , клапаны которого расположены в головке блока цилиндров над камерой сгорания. Это контрастирует с двигателями с плоской головкой , где клапаны располагались под камерой сгорания в блоке цилиндров .

Хотя двигатель с верхним расположением распределительного вала (OHC) также имеет верхние клапаны, обычное использование термина «двигатель с верхним расположением клапанов» ограничивается двигателями, в которых распределительный вал расположен в блоке цилиндров. В этих традиционных двигателях с верхним расположением клапанов движение распределительного вала передается с помощью толкателей (отсюда и термин «двигатель с толкателями») и коромысел для управления клапанами в верхней части двигателя. Тем не менее, в некоторых конструкциях распределительный вал находится в головке блока цилиндров, но все же располагается под клапанами или рядом с ними ( хорошими примерами являются Ford CVH и Opel CIH ), поэтому их по сути можно считать конструкциями с верхним расположением клапанов.

В некоторых ранних двигателях с впуском над выпуском использовалась гибридная конструкция, сочетающая элементы как боковых, так и верхних клапанов. [1]

История

Прототип дизельного двигателя с верхним расположением клапанов 1894 года.
Патент 1904 года на двигатель Buick с верхним расположением клапанов.

Предшественники

Первые двигатели внутреннего сгорания были основаны на паровых двигателях и поэтому использовали золотниковые клапаны . [2] Так было с первым двигателем Отто , который впервые был успешно запущен в 1876 году. Поскольку двигатели внутреннего сгорания начали развиваться отдельно от паровых двигателей, тарельчатые клапаны становились все более распространенными.

Начиная с Daimler Reitwagen 1885 года , в нескольких автомобилях и мотоциклах использовались впускные клапаны, расположенные в головке блока цилиндров, однако эти клапаны приводились в действие вакуумом («атмосферно»), а не приводились от распределительного вала, как в типичных двигателях с верхним расположением клапанов. Выпускные клапаны приводились в движение распределительным валом, но располагались в блоке цилиндров, как и в двигателях с боковыми клапанами.

В прототипе дизельного двигателя 1894 года использовались верхние тарельчатые клапаны, приводимые в действие распределительным валом, толкателями и коромыслами, [3] [4] поэтому он стал первым двигателем с верхним расположением клапанов. В 1896 году Уильям Ф. Дэвис получил патент США № 563 140 на двигатель OHV с жидкой охлаждающей жидкостью, используемой для охлаждения головки блока цилиндров, [5] [6] , но рабочая модель так и не была построена.

Производство двигателей OHV

В 1898 году производитель велосипедов Уолтер Лоренцо Марр в США построил трехколесный велосипед с электроприводом, оснащенный одноцилиндровым двигателем OHV. [7] Марр был нанят компанией Buick (тогда называвшейся Buick Auto-Vim and Power Company ) в 1899–1902 годах, где конструкция двигателя с верхним расположением клапанов была дополнительно усовершенствована. [8] В этом двигателе использовались коромысла, приводимые в действие толкателями, которые, в свою очередь, открывали тарельчатые клапаны параллельно поршням. Марр вернулся в Buick в 1904 году (построив небольшое количество автомобилей Marr Auto-Car с одним из первых известных двигателей, в которых использовалась конструкция верхнего распределительного вала), в том же году, когда Buick получил патент на конструкцию двигателя с верхним расположением клапанов. В 1904 году первый в мире серийный двигатель с верхним расположением клапанов был выпущен в модели Buick Model B. Двигатель представлял собой плоско-двухцилиндровый двигатель с двумя клапанами на цилиндр. Двигатель оказался очень успешным для Buick: в 1905 году компания продала 750 таких автомобилей, а с тех пор двигатель с верхним расположением клапанов использовался почти во всех автомобилях Buick.

Несколько других производителей начали производить двигатели с верхним расположением клапанов, например, вертикальный 4-цилиндровый двигатель братьев Райт 1906–1912 годов . [9] [10] В 1911 году Chevrolet присоединилась к Buick, почти исключительно используя двигатели OHV. [11] Однако двигатели с боковым расположением клапанов оставались обычным явлением до середины-конца 1960-х годов, [12] когда они начали постепенно вытесняться из двигателей OHV.

Двигатели с верхним расположением распредвала

Первый двигатель с верхним расположением распределительного вала (OHC) появился в 1902 году на модели Marr ; [13] однако в течение многих десятилетий использование этой конструкции в основном ограничивалось высокопроизводительными автомобилями. Двигатели с верхним расположением распредвала постепенно становились все более распространенными с 1950-х по 1990-е годы, и к началу 21 века в большинстве автомобильных двигателей (за исключением некоторых североамериканских двигателей V8) использовалась конструкция с верхним расположением распредвала.

На автогонках «Индианаполис 500» 1994 года команда Пенске участвовала в автомобиле, оснащенном специально изготовленным двигателем Mercedes-Benz 500I . Из-за лазейки в правилах двигателю с толкателем было разрешено использовать больший рабочий объем и более высокое давление наддува, что значительно увеличило его выходную мощность по сравнению с двигателями OHC, используемыми другими командами. Команда Пенске квалифицировалась с поул-позицией и выиграла гонку с большим отрывом.

В начале 21 века в нескольких двигателях V8 с толкателем от General Motors и Chrysler использовался переменный рабочий объем для снижения расхода топлива и выбросов выхлопных газов. В 2008 году первый серийный двигатель с толкателем, в котором использовалась система изменения фаз газораспределения, был представлен на Dodge Viper (четвертое поколение) . [14]

Дизайн

Двигатель V8 (со снятым впускным коллектором), показаны распределительный вал, толкатели и коромысла.

Двигатели OHV имеют ряд преимуществ по сравнению с двигателями OHC:

По сравнению с двигателями OHC двигатели OHV имеют следующие недостатки:

Рекомендации

  1. ^ Ab Nice, Карим (13 декабря 2000 г.). «HowStuffWorks «Конфигурации распределительного вала»». Auto.howstuffworks.com. Архивировано из оригинала 2 февраля 2016 г. Проверено 7 сентября 2011 г.
  2. ^ «Часть I: V-образные двигатели» . www.topspeed.com . 29 июля 2006 г. Проверено 13 декабря 2019 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
  3. ^ Дизель, Рудольф (1913). Die Entstehung des Dieselmotors . Берлин: Шпрингер. п. 17. ISBN 978-3-642-64940-0.
  4. ^ Дизель, Рудольф (1893). Theorie und Konstruktion einesrationellen Wärmemotors zum Ersatz der Dampfmaschinen und der heute bekannten Verbrennungsmotoren . Берлин: Springer Berlin Heidelberg. стр. 5, 62. ISBN. 978-3-642-64949-3.
  5. ^ «Патент США 563140». Архивировано из оригинала 28 августа 2017 г. Проверено 7 июня 2017 г.
  6. ^ «Патентные изображения». pdfpiw.uspto.gov . Архивировано из оригинала 28 августа 2017 года . Проверено 8 мая 2018 г.
  7. ^ Каймс, Беверли Рэй ; Кокс, Джеймс Х. (2007). Уолтер Л. Марр, потрясающий инженер Buick . Бостон: Racemaker Press. п. 14.
  8. ^ «Бьюик, полная история», третье изд., 1987, Терри П. Данэм и Лоуренс Гастин.
  9. ^ Хоббс, Леонард С. Двигатели братьев Райт и их конструкция. Вашингтон, округ Колумбия: издательство Смитсоновского института, 1971, стр. 61, 63.
  10. ^ "Двигатели Райта". Архивировано из оригинала 28 апреля 2016 года.
  11. ^ "Общие характеристики Chevrolet 1930-х годов" .
  12. ^ «Какой был последний год для нового американского автомобиля с двигателем Flathead?» 20 декабря 2018 г.
  13. ^ Джорджано, Дж. Н. (1982) [1968]. «Модслей». В Джорджано, Дж.Н. (ред.). Новая энциклопедия автомобилей с 1885 года по настоящее время (Третье изд.). Нью-Йорк: EP Даттон. п. 407. ИСБН 0-525-93254-2. LCCN  81-71857.
  14. ^ "Международная автомобильная инженерия онлайн: Информационный бюллетень о технологиях силовых агрегатов" . Саэ.орг. Архивировано из оригинала 5 августа 2011 г. Проверено 7 сентября 2011 г.
  15. ^ аб Вебстер, Ларри (май 2004 г.). «Двигатель с толкателем наконец-то получил должное». Автомобиль и водитель . Архивировано из оригинала 26 августа 2014 года . Проверено 31 декабря 2014 г.
  16. ^ «В чем разница между двигателями OHV, OHC, SOHC и DOHC?». www.samarins.com . Проверено 19 декабря 2019 г.