Войти
Компоновка cam-in-blockклапанного механизма поршневых двигателей - это то, где распределительный вал расположен внутри блока цилиндров, обычно рядом и немного выше коленчатого вала в прямом двигателе или непосредственно над коленчатым валом в V-образной V двигатель. Это контрастирует с конструкцией с верхним распределительным валом (OHC), в которой распределительные валы размещаются внутри головки блока цилиндров и приводят в действие клапаны напрямую или через короткие коромысла.
Размещение распределительного вала внутри блока цилиндров имеет долгую историю использования в двигателях с клапаном в блоке, в прямой и V-образной конфигурациях, при этом плоская головка Ford является примером такого типа. Двигатели с верхним расположением клапанов с толкателем и кулачком в блоке долгое время использовались в прямых двигателях Chevrolet и Buick с 1930-х до середины 1950-х годов и в различных аналогичных шестицилиндровых двигателях до широкого применения конфигурации V6 в 1980-х.
Существует три основных типа конструкции кулачка в блоке:
L-образная головка с турбулентным напором Рикардо L-образная головка (плоская головка) относится к конфигурации клапанного механизма с толкателем, в которой клапаны помещаются в блок цилиндров рядом с поршнями. Конструкция была распространена на ранних двигателях, но с тех пор вышла из употребления.
Обычно двигатели с L-образной головкой используют небольшую камеру на одной стороне цилиндра для размещения клапанов. Это имеет ряд преимуществ, прежде всего в том, что он значительно упрощает головку блока цилиндров. Это также означает, что клапаном можно управлять, нажимая прямо на него, в отличие от необходимости в каком-то механическом приспособлении для нажатия клапанов. Это также может привести к немного более легкому охлаждению, поскольку клапаны и рабочие штоки не мешают работе цилиндра, что упрощает конструкцию рубашки охлаждения (но см. Ниже). Линия воздухозаборников вдоль боковой части двигателя ведет к названию L-образной головки из-за того, что цилиндры имеют форму перевернутой буквы L. Эта конфигурация также известна как боковой клапан, поскольку клапаны являются расположен рядом с цилиндрами.
С другой стороны, двигатель с L-образной головкой также требует, чтобы воздушный поток повернулся как минимум на 90 °, чтобы войти в цилиндр, что снижает его эффективность; в просторечии говорят, что такой двигатель «дышит» хуже. В автомобилях прошлого производства дыханию не уделялось особого внимания, потому что двигатели не могли долго и надежно работать на высокой скорости из-за других факторов. Это было незначительной проблемой, учитывая преимущества простоты.
Хотя рядные 4- и 6-цилиндровые двигатели с L-образной головкой часто использовались в автомобилях, тракторах и т. Д., Наиболее известным автомобильным двигателем с L-образной головкой является Ford V-8 начала 20 века, который имеет оба набора клапанов (впускной и выпускной), расположенные внутри «Vee», и все они приводятся в действие одним распредвалом , расположенным над коленчатым валом. Выхлоп следует долгим путем, чтобы покинуть двигатель. Это фактически гарантирует, что двигателю потребуется необычно большой радиатор охлаждающей жидкости, чтобы избежать перегрева при длительной интенсивной эксплуатации. Конструкция с плоской головкой в V-образном двигателе, с воздухозаборником / топливной системой и всеми выпускными и впускными клапанами внутри буквы «V», требует, чтобы выхлопные газы проходили между цилиндрами за пределы V в выхлопную систему. Таким образом, тепло выхлопных газов передается охлаждающей жидкости (когда она выходит из двигателя между цилиндрами). В конструкции Ford V-8 с плоской головкой, выпускавшейся с 1932 по 1952 год, центральное выхлопное отверстие на внешней стороне блока выпускало газы из двух цилиндров, что усугубляло проблему высокой температуры. Эта проблема «очень горячее посередине» делает этот конкретный двигатель склонным к тепловым нагрузкам и трещинам в блоке цилиндров. Выхлопные газы в линейном двигателе выходят из блока напрямую и не проходят между цилиндрами, и имеют более устойчивую к температуре конструкцию. Когда выпускные отверстия и клапаны находятся в головке блока цилиндров, у выхлопного тепла гораздо меньше времени для нагрева охлаждающей жидкости, и такие двигатели более долговечны в условиях высоких нагрузок, а двигатель аналогичного размера потребует меньшей емкости радиатора охлаждающей жидкости, чем V-8 с плоской головкой.
Из-за проблем, связанных с нагревом и эффективностью, двигатели с L-образной головкой довольно быстро перестали использоваться с высокой мощностью, такими как авиационные двигатели, до Первой мировой войны. Некоторое время они жили в автомобильном мире и использовались, например, во время Второй мировой войны Jeep. L-образные головки больше не используются в автомобильных двигателях, хотя они по-прежнему широко используются для небольших двигателей в газонокосилках и генераторах. Из-за их теплоудерживающей конструкции размер клапанов и степень сжатия ограничены (клапан / камера сгорания находится далеко от верхней части поршня, что обычно создает большее пространство сгорания - более низкую степень сжатия), что, в свою очередь, снижает доступную мощность и экономию. Не все L-образные головки являются двигателями с кулачковым механизмом; расположение распределительного вала в этой компоновке разное...
Т-образная головка с поперечным потоком двигатель Т-образные двигатели с плоской головкой имеют поперечный поток расположение, с выпускными клапанами на противоположной стороне от впускных клапанов. одноцилиндровому двигателю с Т-образной головкой нужен только один распределительный вал; многоцилиндровые Т-образные головки нужны две.
Конструкция I-образной головки - это такая конструкция, в которой входные и выходные клапаны и порты находятся в головке цилиндров. Его разработал шотландско-американец Дэвид Данбар Бьюик. В нем использовались толкатели, приводимые в действие клапаны параллельно с поршнями, и он до сих пор используется в некоторых конструкциях (особенно в нескольких двигателях, производимых General Motors и Крайслер ).
Он имеет несколько преимуществ по сравнению с конструкциями L- и F-образных головок, но наиболее заметным является тот факт, что всасываемый заряд и выхлопные газы имеют более прямой путь в камеры сгорания и из них, что увеличивает мощность и улучшает топливная экономичность и снижение вредных выбросов выхлопных газов.
F-образная головка (не путать с плоской головкой) может рассматриваться как комбинация L-образной головки и I-образной головки: впускной коллектор и его клапаны расположены наверху цилиндры (в головке цилиндров, как в конструкции с I-образной головкой) и приводятся в действие толкателями, но выпускной коллектор и его клапаны расположены рядом с цилиндрами (в блоке, как в конструкции с L-образной головкой). Выпускные клапаны расположены примерно или точно параллельно поршням; их поверхности обращены вверх, и они управляются не толкателями, а прямым контактом с подъемником, контактирующим с распределительным валом. Также была сделана обратная вариация F-образной головки с боковым впуском и выпускной головкой - преобразование верхнего выпускного клапана Ford V8 в двигатели с плоской головкой должно было уменьшить проблемы перегрева под нагрузкой при коммерческой эксплуатации. В семействе 4-цилиндровых мотоциклетных двигателей Indian / Henderson использовались обе конструкции - верхний выхлоп снова был конструкцией из соображений перегрева.
Это была более дорогая конструкция двигателя. Его преимущества перед конкурирующими двигателями с L-образной головкой включали большую мощность за счет более высокой степени сжатия, лучший поток впускной смеси, меньшую подверженность ударам и большую надежность за счет охлаждения выпускного клапана и его пружины (и наличие вдвое меньшего количества толкателей, чем у OHV. двигатель). Имея только один клапан в головке и один в блоке, можно использовать более крупные клапаны, чем в двигателе с верхним расположением клапанов, чтобы компенсировать более слабый воздушный поток бокового выпускного клапана.
В течение многих лет британские автомобильные фирмы Rolls-Royce и Rover использовали это устройство. С 1927 по 1929 год американская фирма Hudson также использовала 6-цилиндровый двигатель этой формы, но этот двигатель не следует путать с двигателем победивших в гонках Hudson 1950-х годов. Последним крупным использованием был двигатель Willys Hurricane , который использовался в гражданских джипах в 1950-х и 1960-х годах. Его заменила конструкция I-образной головки.
Harley-Davidson V-образный двигатель с плоской головкой
Блок цилиндров Cadillac 1915 с плоской головкой
Двигатель Ford V8 с плоской головкой блок с отверстиями для клапанов
Zündapp 9-092 Twin -кам ох двигатель.
