Двигатель верхнего клапана
Двигатель верхнего клапана , сокращенный ( OHV ) и иногда называемый двигателем толкателя , представляет собой поршневой двигатель , клапаны которых расположены в головке цилиндра над камерой сгорания . Это контрастирует с плавными (или «Sidevalve») двигателями , где клапаны были расположены под камерой сгорания в блоке двигателя .
Несмотря на то, что двигатель верхнего распределительного вала (OHC) также имеет верхние клапаны, распространенное использование термина «двигатель верхнего клапана» ограничен двигателями, где распределительный вал расположен в блоке двигателя. В этих традиционных двигателях OHV движение распределительного вала передается с использованием толкателей (отсюда и термин «двигатель толкателя») и рычага -рокер для управления клапанами в верхней части двигателя. Тем не менее, некоторые конструкции имеют распределительный вал в головке цилиндра, но все еще сидят внизу или рядом с клапанами ( Ford CVH и Opel CIH являются хорошими примерами), поэтому их можно по существу рассматривать конструкции на верхних клапанах.
В некоторых ранних двигателях впускного впуска использовались гибридные конструкции, объединяющие элементы как побочных клапанов, так и верхних клапанов. [ 1 ]
История
[ редактировать ]
Предшественники
[ редактировать ]Первые двигатели внутреннего сгорания были основаны на паровых двигателях и, следовательно, использовались слайдные клапаны . [ 2 ] Это имело место для первого двигателя OTTO , который впервые был успешно запущен в 1876 году. По мере того, как двигатели внутреннего сгорания начали развиваться отдельно для паровых двигателей, клапаны Poppet становятся все более распространенными.
Начиная с Daimler Reitwagen 1885 года , несколько автомобилей и мотоциклов использовали впускные клапаны (ы), расположенные в головке цилиндров, однако эти клапаны были вактуумными актами («атмосферная»), а не управляемые распределительным валом, как и с типичными двигателями OHV. Выпускной клапан (ы) были приводили в движение распределительным валом, но были расположены в блоке двигателя, как и с боковыми двигателями.
1894 года Прототип дизельного двигателя использовал верхние клапаны с поп -папорами, приведенный в действие распределительного вала , толкания и рокеры , [ 3 ] [ 4 ] Поэтому становятся первыми двигателями OHV. В 1896 году Уильям Ф. Дэвис был вывезен патент США 563 140 [ 5 ] [ 6 ] Но рабочей модели не была построена.
Производственные двигатели OHV
[ редактировать ]В 1898 году производитель велосипедов Уолтер Лоренцо Марр в Соединенных Штатах построил моторизованный трехколесный питание с помощью одноцилиндрового двигателя OHV. [ 7 ] Марр был нанят Buick (затем назван Buick Auto-Vim и Power Company ) с 1899–1902 годов, где конструкция двигателя верхнего клапана была дополнительно утончена. [ 8 ] В этом двигателе использовались рокеры, ведущие толкание, которые, в свою очередь, открыли клапаны с попеткой, параллельно поршням. Марр вернулся в Buick в 1904 году (построив небольшое количество автомобильной машины Marr , с одним из первых известных двигателей для использования конструкции верхнего распределительного вала), в том же году, когда Buick получил патент на конструкцию двигателя верхнего клапана. был выпущен первый в мире двигатель OHV В 1904 году в модели B Buick B -модель B . Двигатель представлял собой плоскую конструкцию с двумя клапанами на цилиндр. Двигатель был очень успешным для Buick, и компания продавала 750 таких автомобилей в 1905 году, а двигатель OHV с тех пор работает почти все автомобили Buick.
Несколько других производителей начали производить двигатели OHV, такие как Brothers вертикальный 4-цилиндровый двигатель 1906–1912 годов . [ 9 ] [ 10 ] В 1911 году Chevrolet присоединился к Buick в почти эксклюзивном использовании двигателей OHV. [ 11 ] Тем не менее, плавные «боковые» двигатели оставались обычным явлением в США до середины до конца 1950-х годов, [ 12 ] Когда они начали отказаться от двигателей OHV.
Верхние двигатели распределительного вала
[ редактировать ]Первый двигатель с накладным распределительным валом (OHC) датируется 1902 году в MARR ; [ 13 ] Тем не менее, использование этого дизайна было в основном ограничено высокоэффективными автомобилями в течение многих десятилетий. Двигатели OHC постепенно стали более распространенными с 1950 -х по 1990 -е годы, и к началу 21 -го века большинство автомобильных двигателей (за исключением некоторых двигателей североамериканского V8) использовали дизайн OHC. [ 14 ]
На моторной гонке Indianapolis 500 1994 года Team Penske вошла в автомобиль, основанный на специально созданном двигателе Mercedes-Benz 500i Pushrod. Из -за лазейки в правилах, двигатель Pushrod был разрешено использовать большее смещение и более высокое давление повышения, что значительно увеличивает его мощность по сравнению с двигателями OHC, используемыми другими командами. Team Penske квалифицировалась на поул -позиции и выиграла гонку с большим отрывом.
В начале 21 -го века несколько двигателей Pushrod V8 от General Motors и Chrysler использовали дезактивацию цилиндров для снижения расхода топлива и выбросов выхлопных газов. был введен первый производственный двигатель Pushrod для использования временного времени переменного клапана В 2008 году в Dodge Viper (четвертое поколение) . [ 15 ]
Дизайн
[ редактировать ]
Двигатели OHV имеют несколько преимуществ по сравнению с двигателями OHC:
- Меньшая общая упаковка: конструкция монтажа Cam-In-Block двигателя OHV приводит к меньшему общему размеру по сравнению с эквивалентным двигателем OHC, который может иметь некоторые преимущества в центре тяжести и высоты капота в конструкциях V-двигателя. [ 16 ]
- Использование одного и того же литья головки цилиндров для обоих цилиндрических берегов: конструкция двигателя V-типа позволяет обе головки цилиндров быть зеркальными изображениями друг друга в передней части каждого цилиндрического берега. В конструкции двигателя V-типа V-типа можно использовать один и тот же лист головки цилиндра для обоих банков, просто развернув его для второго банка. является Семейство малых блоков General Motors LS популярным примером такого рода двигателей V-типа OHV.
- Проще говоря, система привода распределительного вала: двигатели OHV имеют менее сложную систему привода для распределительного вала, чем OHC . двигатели [ 16 ] Большинство двигателей OHC управляют распределительным валом или распределительными валами, используя ремень ГРМ , цепь или несколько цепей. Эти системы требуют использования натяжений , которые добавляют сложность. Напротив, двигатель OHV имеет распределительный вал, расположенный рядом с коленчатым валом, который может быть обусловлен гораздо более короткой цепью или даже прямым соединением передачи. Тем не менее, это несколько отрицает более сложный клапал, требующий толкателей.
- Простая система смазки: требования к смазке для головок цилиндров OHV намного ниже, так как они обычно имеют один распределительный вал в блоке, где двигатель OHC может иметь два на берег цилиндров, требующих масляных проходов через головку цилиндра. Головы OHV нуждаются только в смазке для рукавов на конце толкателя, Trunnion и Rocker Tip. Эта смазка обычно предоставляется через сами полые толкатели, а не специальную систему смазки в голове. Снижение требований к смазке также может означать, что используется меньший масляный насос с более низкой пропускной способностью.
По сравнению с двигателями OHC, двигатели OHV имеют следующие недостатки:
- Ограниченные скорости двигателя: есть большее количество движущихся частей хотя двигатели OHV имеют более простые системы привода для распределительного вала, в клапане (т.е. атмосферы, толкатели и рокеры). Инерция из этих деталей клапана делает двигатели OHV более восприимчивыми к плаву за клапан на высоких скоростях двигателя (обороты). [ 1 ]
- Ограничения на количество и местоположение клапана: в двигателях OHV размер и форма впускных портов, а также положение клапанов ограничены толкальными и необходимостью размещения их в литье головы. В результате, двигатель OHV редко имеет более двух клапанов на цилиндр, в то время как двигатели OHC часто имеют четыре, что позволяет повысить уровень сгорания и выхлопных газов. [ 17 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Хороший, Карим (2000-12-13). «Howstuffworks» конфигурации распределительного вала » . Auto.howstuffworks.com. Архивировано с оригинала 2016-02-02 . Получено 2011-09-07 .
- ^ «Часть I: V-Engines» . www.topspeed.com . 29 июля 2006 г. Получено 13 декабря 2019 года . [ Постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Дизель, Рудольф (1913). Создание дизельного двигателя . Берлин: Спрингер. п. 17. ISBN 978-3-642-64940-0 .
- ^ Дизель, Рудольф (1893). Теория и конструкция рационального теплового двигателя для замены паровых двигателей и двигателей внутреннего сгорания, известных сегодня . Берлин: Спрингер Берлин Гейдельберг. Стр 978-3-642-64949-3 .
- ^ «Патент США 563140» . Архивировано из оригинала 2017-08-28 . Получено 2017-06-07 .
- ^ «Патентные изображения» . pdfpiw.uspto.gov . Архивировано из оригинала 28 августа 2017 года . Получено 8 мая 2018 года .
- ^ Кимс, Беверли Рей ; Кокс, Джеймс Х. (2007). Уолтер Л. Марр, удивительный инженер Бьюика . Бостон: Пресса Ракмакер. п. 14
- ^ «Бьюик, полная история», третье изд., 1987, Терри П. Данхэм и Лоуренс Густин.
- ^ Хоббс, Леонард С. Двигатели братьев Райт и их дизайн. Вашингтон, округ Колумбия: Smithsonian Institution Press, 1971, стр. 61, 63.
- ^ «Двигатели Райта» . Архивировано с оригинала 28 апреля 2016 года.
- ^ «Chevrolet 1930 -х годов» .
- ^ «Каков был последний год для нового американского автомобиля с плоской головой?» Полем 20 декабря 2018 года.
- ^ 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 0-525-93254-2 Полем LCCN 81-71857 .
- ^ Now, manufacturers such as Honda even use OHC motors for lawnmowers!
- ^ "Automotive Engineering International Online: Powertrain Technology Newsletter". Sae.org. Archived from the original on 2011-08-05. Retrieved 2011-09-07.
- ^ Jump up to: a b Webster, Larry (May 2004). "The Pushrod Engine Finally Gets its Due". Car and Driver. Archived from the original on 26 August 2014. Retrieved 31 December 2014.
- ^ "What is the difference between OHV, OHC, SOHC and DOHC engines?". www.samarins.com. Retrieved 19 December 2019.