Толкатель

редактировать
Толкатель с роликом (показан красным) в двигателе внутреннего сгорания

A Толкатель чаще всего является компонентом в двигатель внутреннего сгорания, который прямо или косвенно преобразует вращательное движение распределительного вала в поступательное движение клапанов.

Ранее термин использовался для части клапанного механизма в двигателях Beam, начиная с 1715 года. Этот термин также используется для компонентов в пневматических цилиндрах и ткацкий станок.

Содержание

  • 1 Балочные двигатели
  • 2 Двигатели внутреннего сгорания
    • 2.1 Регулировка толкателей
    • 2.2 Гидравлические толкатели
    • 2.3 Роликовые толкатели
    • 2.4 Схема расположения клапанов
      • 2,4.1 Двигатели с боковым расположением клапанов
      • 2.4.2 Двигатели с толкателем
      • 2.4.3 Двигатели с одним распредвалом с верхним расположением распредвала
      • 2.4.4 Двигатели с двумя распределительными валами с верхним расположением распредвала
  • 3 Другое применение
  • 4 Ссылки

Балочные двигатели

Балочный двигатель с толкателем на вертикальной штанге. Блок толкателя воздействует на изогнутый рог под ним.

Первое зарегистрированное использование термина «толкатель» - это часть клапанного механизма в двигателе Ньюкомена 1715 , ранней форме паровой машины. 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 свисал вертикальный шток. Регулируемые блоки или «толкатели» были прикреплены к этому стержню, и когда балка перемещалась вверх и вниз, толкатели прижимались к длинным рычагам или «рогам», прикрепленным к клапанам двигателя, обеспечивая цикл паровых и водяных клапанов для работы двигателя.

Эта операция с помощью толкателей на штоке пробки продолжалась в начале двадцатого века с корнуоллским двигателем.

. Начиная с XIX века, в большинстве паровых двигателей использовались золотниковые клапаны или поршневые клапаны, не требующие использования толкателей.

Двигатели внутреннего сгорания

Верхние клапаны и их исполнительные механизмы. Распределительный вал находится далеко справа, а толкатели - рядом с ним

В двигателе внутреннего сгорания толкатель (также называемый «толкателем клапана» или «толкателем кулачка») является компонентом, который преобразует вращение распределительного вала в вертикальное движение, которое открывает и закрывает впускной или выпускной клапан. Типы толкателей клапанов (т. Е. Толкателей), обычно используемые в автомобильных двигателях, - это твердые толкатели, гидравлические подъемники и роликовые подъемники.

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.

Для уменьшения износа от вращающегося распределительного вала толкатели обычно были круглыми и допускались, или даже поощряется, чтобы повернуть. Это позволило избежать образования канавок из одной и той же точки толкателя, всегда идущего 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 едва различимую грибовидную поверхность, поскольку идеально плоская поверхность приводит к «ударам» о крутой торцевой поверхности распределительного вала.

Регулировка толкателей

Распространенным, но неточным использованием термина «толкатель» является задача технического обслуживания двигателя, именуемая «регулировка толкателей» в двигателе с верхним расположением клапанов (OHV), который был широко используемой конфигурацией двигателя с 1940-х годов. Задача включает в себя регулировку зазора толкателя от распределительного вала, однако на самом деле регулировка 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, как измерено 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 авиакатастроф.

На некоторых двигателях OHV в 1960-х годах, таких как двигатель Ford Taunus V4 и двигатель Opel CIH, регулировка толкателя производилась путем установки высоты точки поворота коромысла (а не с помощью обычного регулировочного винта коромысла). На двигателях Opel CIH 1965-1970 годов с цельнолитыми толкателями регулировка толкателей производилась при работающем двигателе.

Гидравлические толкатели

Гидравлические толкатели (вместе с коромыслами, клапанами и головкой блока цилиндров) для 1980-1985 двигатель Ford CVH

A гидравлический толкатель, также известный как «гидравлический регулятор зазора», содержит небольшой гидравлический поршень, который заполняется моторным маслом под давлением. поршень действует как гидравлическая пружина, которая автоматически регулирует зазор толкателя в соответствии с давлением масла. Хотя движения 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

Ранние автомобильные двигатели использовали ролик в точке контакта с распределительным валом, однако по мере увеличения частоты вращения 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.

Компоновки клапанного механизма

Двигатели с боковым клапаном

Схема двигателя с боковым клапаном

В двигателе с боковым клапаном - 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 движение клапаны напрямую, даже без толкателя.

Двигатели с боковыми клапанами также требовали регулярной регулировки зазора толкателей, и в этом случае непосредственно регулировались сами толкатели. По бокам 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 непосредственно концов штока клапана. Поскольку регулировка толкателя всегда заключалась в увеличении зазора (повторная шлифовка клапанов в их седлах во время удаления кокса заставляет их сидеть ниже, тем самым уменьшая зазор толкателей), регулировка путем укорачивания штоков клапана была жизнеспособным методом. В конце концов, клапаны будут полностью заменены, что было довольно распространенной операцией для двигателей того времени.

Двигатели с толкателем

В двигателе с толкателем толкатели расположены внизу в блоке двигателя и работают с длинными тонкими толкателями , которые передают движение (через коромысла) на клапаны, расположенные в верхней части двигателя.

Двигатели с одним распределительным валом верхнего расположения

В одном распределительном валу верхнего расположения (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 единой крышкой. распределительный вал, как более эффективная конструкция, которую можно было бы производить с меньшими затратами. Двигатель Ford Pinto 1970-2001 годов был одним из первых двигателей массового производства, в которых использовалась конструкция SOHC с зубчатым камбелтом. В этой конфигурации коромысла сочетают в себе функции толкателя скольжения, коромысла и регулирующего устройства. Регулировка зазора клапана обычно производилась с помощью шпильки с резьбой на клапанной стороне коромысла. Линейно-скользящая сторона толкателя часто изнашивалась и требовала тщательной смазки маслом, содержащим цинковые добавки.

Относительно необычная конструкция распределительного вала SOHC с четырьмя клапанами на цилиндр была впервые использована в 1973-1980 гг. Triumph Dolomite Sprint рядный четырехцилиндровый двигатель, в котором использовался распределительный вал с 8-ю лепестками, которые приводились в действие. 16 клапанов благодаря продуманному расположению коромысел.

Двигатели с двойным верхним распределительным валом

DOHC двигатель с лопаткой

Двигатели с двойным верхним распределительным валом (DOHC) были впервые разработаны как высокопроизводительные авиационные и гоночные двигатели с распределительными валами, установленными непосредственно над клапанами и приводящими их в движение через простой «толкатель ковша». В большинстве двигателей использовалась головка цилиндров с поперечным потоком, с клапанами в два ряда на одной линии с соответствующим распределительным валом.

Регулировка зазора толкателя обычно устанавливается с помощью небольшой прокладки , расположенной над или под толкателем. Шайбы изготавливались разной стандартной толщины, и механик менял их, 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 использовано 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).

Более поздние двигатели использовали улучшенную конструкцию, в которой регулировочные шайбы располагались над толкателями, что позволяло менять каждую регулировочную шайбу 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 которым последовали двигатели Volvo и Volkswagen с водяным охлаждением.

Другое применение

Клапанный блок, дуги клапана и толкателем пневматического перфоратора

термин «толкатель» также используется, неясно, как компонент системы клапанов для других машин, в частности, в рамках Баш клапан в пневмоцилиндры. При возвратно-поступательном движении, например, в пневматической дрели или отбойном молотке, клапан может приводиться в действие за счет инерции или за счет движения рабочего поршня. Когда поршень толкает вперед и назад, он ударяется о небольшой толкатель, который, в свою очередь, перемещает воздушный клапан и, таким образом, меняет направление потока воздуха на поршень.

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 основной узор в материале, таком как полотняное переплетение, саржа, джинсовая ткань или атлас. Твид Харриса до сих пор ткают на ткацких станках, в которых все еще используются толкатели.

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-09 09:56:11
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте