Верхний двигатель распределительного вала
Двигатель верхнего распределительного вала ( OHC ) поршневой - это двигатель , в котором распределительный вал расположен в головке цилиндра над камерой сгорания . [ 1 ] [ 2 ] Это контрастирует с более ранними двигателями верхних клапанов (OHV), где распределительный вал расположен под камерой сгорания в блоке двигателя . [ 3 ]
Одиночные двигатели распределительного вала (SOHC) имеют один распределительный вал на банк цилиндров . Двойной верхний распределительный вал (DOHC, также известный как «Двойной камеру» [ 4 ] ) Двигатели имеют два распределительных вала на банк. Первый производственный автомобиль, использующий двигатель DOHC, был построен в 1910 году. Использование двигателей DOHC медленно увеличивалось с 1940 -х годов, что привело к многим автомобилям в начале 2000 -х годов с использованием двигателей DOHC.
Дизайн
[ редактировать ]В двигателе OHC распределительный вал расположен в верхней части двигателя, над камерой сгорания . Это контрастирует с более ранним двигателем верхнего клапана (OHV) и Flathead Engine Configurations, где распределительный вал расположен в блоке двигателя . Клапаны в двигателях OHC и OHV расположены над камерой сгорания; Однако двигатель OHV требует толкателя и рычагов -рокеров для переноса движения от распределительного вала в клапаны, тогда как двигатель OHC имеет клапаны, непосредственно прикрепленные распределительным валом.
По сравнению с двигателями OHV с тем же количеством клапанов, в двигателе OHC меньше возвратных компонентов и меньшей инерции клапанов в двигателе OHC. Эта сниженная инерция в двигателях OHC приводит к меньшему плаву за клапаны при более высоких скоростях двигателя (оборотная часть). [ 1 ] Недостатком является то, что система, используемая для управления распределительным валом (обычно цепочка ГРМ в современных двигателях), является более сложной в двигателе OHC, такой как 4-цепного клапана Audi 3.2 или 2-метровой цепи на Ford Cammers. удаление головки цилиндра Другим недостатком двигателей OHC является то, что во время ремонта двигателя, когда требуется время двигателя , необходимо сбросить распределительного вала. Кроме того, двигатель OHC имеет большую головку цилиндра для размещения распределительного вала или дополнительный набор клапанов для повышения объемной эффективности , так что при том же смещении, что и двигатель OHV, двигатель OHC в конечном итоге станет физически большим Два в основном из -за увеличенной головки цилиндра.
Другое основное преимущество двигателей OHC заключается в том, что существует большая гибкость для оптимизации размера, местоположения и формы впуска и выхлопных портов, поскольку нет толкателей, которых необходимо избежать. [ 1 ] Это улучшает поток газа через двигатель, увеличивая выходную мощность и топливную эффективность .
Одиночный верхний распределительный вал (SOHC)
[ редактировать ]
Самая старая конфигурация двигателя верхнего распределительного вала - это единая конструкция распределительного вала (SOHC). [ 1 ] Двигатель SOHC имеет один распределительный вал на берег цилиндров, поэтому прямой двигатель имеет общую сумму одного распределительного вала, а двигатель V или плоский двигатель имеет в общей сложности два распределительных вала (по одному для каждого банка цилиндров).
Большинство двигателей SOHC имеют два клапана на цилиндр, один впускной клапан и один выпускной клапан. [ А ] Движение распределительного вала обычно переносится в клапаны либо напрямую (с использованием таблицы), либо косвенно через руку . [ 1 ]
Двойной верхний распределительный вал (DOHC)
[ редактировать ]
Двойная верхняя кулачка , двойная верхняя кулачка или двигатель с двумя камерами имеют два вала над каждым берегом головки цилиндра, [ 1 ] [ 2 ] один для впускных клапанов, а другой для выхлопных клапанов. Поэтому существует два распределительных вала для прямых двигателей и в общей сложности четыре распределительных вала для двигателя V или плоского двигателя.
Двигатель V или плоский двигатель требует четырех распределительных валов, чтобы функционировать в качестве двигателя DOHC, поскольку в общей сложности два распределительных вала приведут только к одному распределительному валу на банк цилиндра для этих макетов двигателя. Некоторые V-двигатели с четырьмя распределительными валами продавались как двигатели "Quad-Cam", [ 9 ] Однако технически «Quad-Cam» потребуется четыре распределительных вала на банк цилиндров (то есть восемь распределительных валов), поэтому эти двигатели представляют собой просто двойные накладные двигатели распределительного вала.
Многие двигатели DOHC имеют четыре клапана на цилиндр. [ B ] Распределительный вал обычно управляет клапанами непосредственно через ведро табушку . Конструкция DOHC обеспечивает более широкий угол между впускными и выпускными клапанами, чем в двигателях SOHC, что улучшает поток смеси воздушного топлива через двигатель. Еще одним преимуществом является то, что зажигание может быть размещена в оптимальном месте, что, в свою очередь, повышает эффективность сжигания . Еще одним более новым преимуществом конструкции двигателя DOHC является возможность независимо изменять/фаза время между каждым распределительным валом и коленчатым валом. Это обеспечивает лучшую экономию топлива, позволяя более широкой кривой крутящего момента. Хотя каждый крупный производитель имеет свое собственное торговое название для своей конкретной системы переменных систем фазирования CAM, в целом все они классифицируются как время переменной клапаны .
Компоненты
[ редактировать ]ГРМ -ремень / цепь ГРМ
[ редактировать ]
Вращение распределительного вала управляется коленчатым валом . Многие двигатели 21 -го века используют зубчатый ремень ГРМ , изготовленный из резины и кевлара для управления распределительным валом. [ 1 ] [ 10 ] Главные ремни недорого, производят минимальный шум и не нуждаются в смазке. [ 11 ] : 93 Недостатком ремней времени является необходимость регулярной замены ремня; [ 11 ] : 94 Рекомендуемый срок службы ремня обычно варьируется от приблизительно 50 000–100 000 км (31 000–62 000 миль). [ 11 ] : 94–95 [ 12 ] : 250 Если ремень ГРМ не заменяется во времени и не сбои, а двигатель является двигателем помех , возможны основные повреждения двигателя.
Первым известным автомобильным применением ремней синхронизации для управления надгробиями распределительных валов стало предложение Devin-Panhard Specials 1953 года, созданные для гоночных серий SCCA H-модифицированных в Соединенных Штатах. [ 13 ] : 62 Эти двигатели были основаны на плоских двигателях Panhard OHV, которые были преобразованы в двигатели SOHC с использованием компонентов из двигателей мотоциклов Norton. [ 13 ] : 62 Первым производственным автомобилем, который использовал ремень ГРМ, был компактный купе Glas 1004 1962 года . [ 14 ]
Другой метод привода распределительного вала, обычно используемый на современных двигателях, представляет собой цепь ГРМ , построенная из одного или двух рядов металлических ролик . [ 1 ] [ 10 ] К началу 1960 -х годов большинство производственных автомобильных накладных конструкций распределительного вала использовали цепочки для управления распределительным валом. [ 15 ] : 17 Цепочки синхронизации обычно не требуют замены через регулярные промежутки времени, однако недостаток в том, что они шумнее, чем ремни времени. [ 12 ] : 253
Передача
[ редактировать ]Система передач между коленчатым валом и распределительным валом обычно используется в двигателях дизельных верхних распределительных валов, используемых в тяжелых грузовиках. [ 16 ] Дестерские поезда обычно не используются в двигателях для легких грузовиков или автомобилей. [ 1 ]
Другие системы привода распределительного вала
[ редактировать ]
Несколько двигателей OHC вплоть до 1950 -х годов использовали вал с коническими шестернями для управления распределительным валом. Примеры включают 1908–1911 гг. Maudslay 25/30 , [ 17 ] [ 18 ] Бентли 3 литр , [ 19 ] 1917-? Свобода L-12 , [ 20 ] 1929-1932 гг . [ 21 ] 1931-1957 Norton International и 1947-1962 Norton Manx . [ 22 ] В более поздние времена сингл Ducati 1950-1974 гг . [ 23 ] 1973-1980 гг. Ducati L-Twin Engine , 1999-2007 Kawasaki W650 и 2011-2016 Kawasaki W800 Мотоциклетные двигатели использовали стволы. [ 24 ] [ 25 ] Четыре цилиндра Crosley был последним автомобильным двигателем , который использовал конструкцию вала для управления распределительным валом с 1946 по 1952 год; the rights to the Crosley engine format were bought by a few different companies, including General Tire in 1952, followed by Fageol in 1955, Crofton in 1959, Homelite in 1961, and Fisher Pierce in 1966, after Crosley closed the automotive factory doors, and Они продолжали производить тот же двигатель еще несколько лет.
В рамках параллельного привода распределительного вала с использованием трех наборов кривошителей и стержней использовался в 1920–1923 годах Leyland Eight Car, построенный в Соединенном Королевстве. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] Аналогичная система была использована в 1926-1930 Bentley Speed Six и 1930-1932 Bentley 8-литр . [ 28 ] [ 29 ] Система с двумя родами с противовесами на обоих концах использовалась многими моделями NSU Prinz 1958-1973 гг . [ 15 ] : 16-18
История
[ редактировать ]1900–1914
[ редактировать ]Среди первых двигателей на верхних распределительных валах был двигатель Maudslay SoHC 1902 года, построенный в Великобритании, построенный в Великобритании [ 18 ] : 210 [ 15 ] : 906 [ 30 ] и двигатель Marr Auto Car 1903 года , построенный в Соединенных Штатах. [ 31 ] [ 32 ] Первым двигателем DOHC был гоночный двигатель Peugeot, который питал автомобиль, который выиграл Гран-при Франции 1912 года . Другой Peugeot с двигателем DOHC выиграл Гран-при Франции 1913 года , за которым последовал Mercedes-Benz 18/100 GP с двигателем SOHC, выигравшим Гран-при Франции 1914 года .
Isotta Fraschini Tipo KM - построенная в Италии с 1910–1914 годов, была одним из первых производственных автомобилей, использующих двигатель SOHC. [ 33 ]
Первая мировая война
[ редактировать ]
Во время Первой мировой войны, как союзники , так и центральные силы ; В частности, авиационные силы немецкой империи LuftStreitkräfte , стремились быстро применить технологию на верхних распределительных валах автомобильных гоночных двигателей к военным авиационным двигателям. Двигатель SOHC от автомобиля Mercedes 18/100 GP (который выиграл Гран-при Франции 1914 года) стал отправной точкой для авиационных двигателей Mercedes и Rolls-Royce. Mercedes создал серию шестицилиндровых двигателей, которые завершились Mercedes D.III . Rolls-Royce обратно разработал инженерную конструкцию головки Mercedes Cylinder на основе гоночного автомобиля, оставленного в Англии в начале войны, что привело к двигателю Rolls-Royce Eagle V12. Другие дизайны SOHC включали в себя испанский двигатель Hispano-Suiza 8 V8 (с полностью закрытым драйворотом), американский двигатель Liberty L-12 V12, который внимательно следил за более поздней проектированием Mercedes D.iiia Design, экспонированного SOHC Valvetrain; и максимальный фриз, разработанный; Немецкий BMW IIIA Прямой шестой двигатель. Двигатель DOHC Napier Lion W12 был построен в Великобритании, начиная с 1918 года.
Большинство из этих двигателей использовали вал для переноса привода от коленчатого вала до распределительного вала в верхней части двигателя. Крупные авиационные двигатели-особенно двигатели с воздушным охлаждением-испытывали значительное тепловое расширение, что приводит к изменению высоты блока цилиндра в течение условий работы. Это расширение вызвало трудности для двигателей толкателя, поэтому нагрузочный двигатель распределительного вала с использованием вала с раздвижным сплайном был самым простым способом для этого расширения. Эти стволы коника обычно находились во внешней трубе за пределами блока и были известны как «башные валы». [ 34 ]
-
1914–1918 гг . -
1914–1918 гг. Hispano-Suiza 8be Aircraft Sohc Aircraft с «башни» в задней части каждого цилиндрического берега -
-
Подробно крупным планом верхнего клапана Liberty L-12 , показывая сходство с более поздним производством Mercedes Design
1919–1944
[ редактировать ]
Раннее американское производственное двигатель на верхних распределительных валах представлял собой двигатель SOHC Straight Eight, используемый в 1921–1926 годах Duesenberg Model A Car. [ 35 ]
В 1926 году Sunbeam 3 -литровый Super Sports стал первым производственным автомобилем, который использовал двигатель DOHC. [ 36 ] [ 37 ]
В Соединенных Штатах Duesenberg добавил двигатели DOHC (наряду с их существующими двигателями SOHC) с выпуском Duesenberg Model J , которая была приведена в силе DOHC. 1931–1935 гг Штутц DV32 . Также в Соединенных Штатах гоночный двигатель DOHC Offenhauser был введен в 1933 году. Этот встроенный четыре двигателя доминировал в североамериканских гонках с открытым колесом с 1934 года по 1970-е годы.
автомобильными двигателями SOHC Ten 1920–1923 Wolseley гг Другими были ранними . Ранние накладные мотоциклы распределительного вала включали серию Velocette K 1925–1949 годов и 1927–1939 годы Norton CS1 .
1945 - Present
[ редактировать ]
Crosley CC 1946–1948 гг. Crosley CC, возможно, был первым американским массовым автомобилем, использующим двигатель SOHC. [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] Этот небольшой двигатель массового производства освоил победителя 12-часового себринга 1950 года . [ 38 ] : 121
Использование конфигурации DOHC постепенно увеличивалось после Второй мировой войны, начиная с спортивных автомобилей. Знаменитые двигатели DOHC в этом периоде включают в себя Straight Six гг Lagonda 1948–1959 . двигатель [ 41 ] [ 42 ] 1966-2000 гг . Fiat Twin Twin Cam Двигатель [ 43 ]
В 1980 -х годах потребность в повышении производительности при одновременном сокращении расхода топлива и выбросов выхлопных газов привела к увеличению использования двигателей DOHC в основных транспортных средствах, начиная с японских производителей. [ 41 ] К середине 2000-х годов большинство автомобильных двигателей использовали макет DOHC. [ Цитация необходима ]
Смотрите также
[ редактировать ]Сноски
[ редактировать ]- ^ Однако несколько двигателей, таких как двигатель Triumph Dolomite Sprint 1973 года и двигатель Honda J Series V6, были/являются конфигурацией SOHC с четырьмя клапанами на цилиндр. Это было достигнуто тем, что распределительный вал был расположен в центре головки цилиндра, с равной длиной рычаги, ведущие впускные и выпускные клапаны. [ 5 ] Это расположение использовалось для обеспечения четырех клапанов на цилиндр при минимизации массы клапана и минимизации общего размера двигателя. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
- ^ Однако двигатели DOHC с двумя клапанами на цилиндр включают в себя двигатель Alfa Romeo Twin Cam , двигатель Jaguar XK6 , ранний двигатель Ford I4 DOHC , модульный двигатель 10 В Volvo и двигатель Lotus Ford Twin Cam .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Hillier, Vaw (2012) [впервые опубликовано 1966]. "2". Основы технологии автомобилей (академический учебник). Тол. Книга 1. Согласно: ( IMI ) (6 -е изд.). Nelson Thornes Ltd. ISBN 9781408515181 .
- ^ Jump up to: а беременный Стоукс, Грэм; Сайкс, Эрик; Whittaker, Кэтрин (2011). "3". Принципы обслуживания и ремонта автомобилей . Heinmann Рабочее обучение. Babcock International Group и Graham Stoakes. С. 208–209. ISBN 9780435048167 .
- ^ «OHV, OHC, SOHC и DOHC (Twin Cam) двигатель - автомобильный иллюстрированный глоссарий» . www.samarins.com . Получено 2018-09-20 .
- ^ Harley-Davidson Twin Cam Engine , Fiat Twin Cam Engine , Alfa Romeo Twin Cam Engine , Quad 4 Engine , Lotus-Ford Twin Cam
- ^ Хеселтин, Ричард (июнь 2010 г.). Робак, Найджел (ред.). «Триумф Доломит Спринт» . Моторный вид спорта . 86 (6). Лондон, Великобритания: 122. ISSN 0027-2019 . Получено 29 марта 2015 года .
- ^ Льюис, Джимми (ноябрь 2001 г.). Эдвардс, Дэвид (ред.). «Новое для 2002 года: Honda CR250R CRF450R» . Цикл мира . 40 (11). Журналы Hachette-Filipacchi: 62. ISSN 0011-4286 . Получено 2 января 2015 года .
- ^ «Как это работает: двигатели Honda Unicam®» . www.honda.com . 23 января 2013 года. Архивировано с оригинала 22 февраля 2014 года . Получено 2 января 2015 года .
- ^ «2010 Honda VFR1200A первая поездка» . www.moto123.com . 19 октября 2009 г. Архивировано с оригинала 2 января 2015 года . Получено 2 января 2015 года .
- ^ «Технически интересно: Ford Indy Dohc V8» . Принесите трейлер . 26 апреля 2018 года . Получено 6 сентября 2022 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Мотоцикл Дэна 'Cam Drives » . www.dansmc.com . Получено 29 августа 2012 года .
- ^ Jump up to: а беременный в Декер, Джон (июнь 1993 г.). Олдхем, Джо (ред.). «Субботний механик: замена ремня ГРМ» . Популярная механика . 170 (6). Нью -Йорк, Нью -Йорк США: Херст. ISSN 0032-4558 . Получено 1 марта 2015 года .
- ^ Jump up to: а беременный Доррис, Элизабет Х. (2005). Techone: ремонт автомобильных двигателей . Клифтон Парк, Нью -Йорк США: Томпсон Дельмар обучение. ISBN 1-4018-5941-0 Полем LCCN 2004057974 . Получено 1 марта 2015 года .
- ^ Jump up to: а беременный Темп, Гарольд В.; Бринкер, Марк Р. (2004). Винтажные американские дорожные гоночные автомобили 1950-1969 . Сент -Пол М.Н. США: Motorbooks International. п. 62. ISBN 0-7603-1783-6 Полем Получено 27 февраля 2015 года .
- ^ Норбай, Ян П. (1984). «Расширение превосходства: 5-серийно и 3-й серии» . BMW - машины для вождения Баварии . Skokie, IL: Publications International. п. 191 . ISBN 0-517-42464-9 .
- ^ Jump up to: а беременный в Бодди, Уильям (январь 1964). «Случайные мысли о OHC » . XL (1). Лондон, Великобритания: Teesdale Publishing.
- ^ Беннетт, Шон (2014-01-01). Современная дизельная технология: дизельные двигатели . Стэмфорд, CT US: Cengage Learning. с. 88–89, 362. ISBN 978-1-285-44296-9 Полем Получено 4 января 2015 года .
В большинстве коммерческих дизелей OHCS управляется передачей.
- ^ Бодди, Уильям (август 1972 г.). Бодди, Уильям (ред.). «Эдвардианский накладной камшафт 25/30 Maudslay» . Моторный вид спорта . Xlviii (8). Лондон, Великобритания: Teesdale Publishing: 909. Архивировано с оригинала 6 февраля 2015 года . Получено 6 февраля 2015 года .
- ^ Jump up to: а беременный Калшоу, Дэвид; Хорбин, Питер (2013) [1974]. «Модслай». Полный каталог британских автомобилей 1895 - 1975 (электронная книга изд.). Паундбери, Дорчестер, Великобритания: Veloce Publishing. п. 210. ISBN 978-1-845845-83-4 .
- ^ Норбай, Ян П. (1981). Полное руководство по автомобильным поездам . Tab Books. п. 318. ISBN 0-8306-2069-9 Полем LCCN 79026958 . Получено 7 января 2015 года .
- ^ Департамент, Бюро по производству самолетов самолетов Соединенных Штатов (4 марта 1918 г.). «Бюллетень отделения инженерии самолетов, США» , Бюро производства самолетов, отделение инженерии самолетов - через Google Books.
- ^ Кэмерон, Кевин (март 2004 г.). "TDC: мелочи" . Цикл мира . 43 (3): 14. ISSN 0011-4286 . Получено 7 января 2015 года .
- ^ Уилсон, Хьюго (1995). "AZ мотоциклов". Энциклопедия мотоцикла . Лондон, Великобритания: Дорлинг Киндерсли. п. 144 ISBN 0-7513-0206-6 .
- ^ Уокер, Мик (2003) [1991]. "4 двигателя" . Ducati Singles Restoration . Сент -Пол, MN US: Motorbook International. п. 48. ISBN 0-7603-1734-8 Полем Получено 4 января 2015 года .
- ^ "2015 W800" . www.kawasaki.eu . Получено 19 декабря 2019 года .
- ^ Эш, Кевин (26 октября 2011 г.). «Обзор Kawasaki W800» . Телеграф . Архивировано из оригинала 21 июня 2013 года.
- ^ Патент США 1495620 А , Джон Годфри Парри Томас, «Двигатель внутреннего сгорания», выпущен 1924-05-27
- ^ Патент США 1 495 620
- ^ Jump up to: а беременный Бодди, Уильям (март 1974 г.). Бодди, Уильям (ред.). "Как оценилась Лейланд восьми?" Полем Моторный вид спорта . L (3): 230 . Получено 3 января 2015 года .
- ^ Брукс, Филипп С. (2009). Плотник, Ронда; Ивалани, Кахикина (ред.). «Мольные шестерки». Международный клуб для Rolls-Royce & Bentley Hoverd Day Diory 2010 . Тампа, Флорида США: Faircount: 27, 32.
- ^ Георгано, Г.Н. (1982) "Мадласла " В Георджиано, Гн (ред.). Новая энциклопедия автокаров 1885 года до настоящего времени (третье изд.). Нью -Йорк: EP Dutton. П. 407 ISBN 0525932542 Полем LCCN 81-71857 .
- ^ "Marr Auto Car Company" . www.marrautocar.com . Архивировано с оригинала 11 апреля 2018 года.
- ^ Kimes, Беверли Рей (2007). Уолтер Л Марр: Удивительный инженер Бьюика . Пресса Реймейкер. п. 40. ISBN 978-0976668343 .
- ^ 300 л.с. Поместите 100-120 л.с. www.motorbase.com 29 2019декабря
- ^ Торп, Лесли Аарон (1936). Учебник по авиации: новая кадетская система обучения наземной школе . Тол. 3. Aviation Press. С. 14–15 . Получено 27 февраля 2015 года .
Верхние распределительные валы приводятся в кошелек и вертикальные валы, известные как валы башни.
- ^ Мюллер, Майк (2006). «Глава 6 - Колесница Богов Дуусенберг Прямо восемь» . Американская лошадиная сила 100 лет отличных автомобильных двигателей . Сент -Пол, Миннесота, США: Motorbooks. п. 51. ISBN 978-0-7603-2327-4 Полем LCCN 2006017040 . Получено 2015-02-02 .
- ^ «Говоря о спортивных автомобилях: солнечный трехлитр». Автокар . 147 (NBR 4221): 69–71. 1 октября 1977 года.
- ^ Георгано, Г.Н. (1985). Автомобили: ранний и винтажный, 1886-1930 . Лондон: Гранж-Универсал.
- ^ Jump up to: а беременный Simanaitis, Dennis (январь 1994 г.). Брайант, Тос Л. (ред.). «Технические лакомые кусочки». Дорога и трек . 45 (6). Ньюпорт-Бич, Калифорния, США: Hachette Filipacchi Magazines: 121. ISSN 0035-7189 .
- ^ "Crosley Engine Family Tree - Taylor Years" . www.crosleyautoclub.com . Получено 19 декабря 2019 года .
- ^ "Crosley Engine Family Tree - Cobra Years" . www.crosleyautoclub.com . Получено 19 декабря 2019 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Эхо прошлого-история и эволюция двигателей с двумя камирами» . www.europeancarweb.com . Европейский автомобильный журнал, Source Interlink Media. Февраль 2009 г. Архивировано с оригинала 3 марта 2012 года . Получено 29 августа 2012 года .
- ^ «Техническая история боксера» . www.alfisti.co.uk . Архивировано с оригинала 29 марта 2013 года.
- ^ «Старая реклама с Аурелио Лампреди» . www.kinja-img.com . Получено 31 января 2015 года .