Газораспределительный механизм автомобиля

Трудно не согласиться с тем, что изобретение двигателя внутреннего сгорания стало величайшим достижением человечества. На сегодняшний день большинство таких агрегатов работают на 30 – 35 процентов своей потенциальной мощности. Поэтому предел их совершенствования будет достигнут еще очень не скоро.

В процессе технологического совершенствования двигателей инженеры разрабатывают все новые схемы функционирования систем и механизмы, обеспечивающие получение большей мощности при том же совокупном объеме цилиндров и расходе топлива. Однако повсеместной популярностью пользуются все те же четырехтактные моторы с четырьмя цилиндрами.

Как известно, работа любого двигателя внутреннего сгорания основана на сжигании под давлением определенного количества топлива в головках цилиндров при определенной насыщенности его кислородом. Для создания и поддержания необходимого давления в цилиндрах, а также обеспечения своевременности подачи топлива в двигатель конструкторы разработали специальную систему клапанов впуска топлива и выпуска отработанных газов. Эта система приводится в действие кулачковым механизмом или распределительным валом, движение которого синхронизировано с движением коленчатого вала мотора. Существует несколько типов конструкции ГРМ. Наиболее распространенными являются системы OHV (верхнеклапанный с толкателями вне головки цилиндров), SOHC (клапана в головке цилиндров и один распредвал там же), DOHC (клапана в головке цилиндров и два распредвала там же). Рассмотрим более подробно каждый из перечисленных типов ГРМ.

Тип ГРМ – OHV

В буржуйской терминалогии составляющие ГРМ переводятся следующим образом:

Такой тип газораспределительного механизма предполагает расположение клапанов в головке цилиндра, а распределительного вала в блоке цилиндров двигателя. Отсюда и его название - OverHead Valve (OHV). Особенностью двигателей с таким ГРМ является то, что приведение клапанов в действие происходит при помощи коромысел (рокеров), штанг или толкателей, размещенных вне головок цилиндров.

Достоинствами двигателей с установленными в них газораспределительными механизмами такого типа можно считать надежность привода, относительную простоту конструкции и сравнительную компактность. Надежность механизмов типа OHV достигается путем приведения распредвала в движение посредством шестерен, что исключает такие механические повреждения, как разрывы ремней ГРМ или повреждение приводных цепей.

К основным минусам ГРМ типа OHV стоит отнести повышенную инерционность механизма, достаточно большую шумность работы, а также технически очень сложную установку более 2-х клапанов на каждый цилиндр, так как двигатель становится очень громоздким, хотя и более мощным.

Моторы такого типа устанавливались на такие легковые советские авто как ГАЗ-21 (Волга), Москвичи от серии М-407 до М-408, а инженеры компании Ford спроектировали автомобиль серии Ford Ka, который был очень популярен в 1996 – 2002 годах. На сегодняшний день двигатели с системой ГРМ OHV широко распространены в области тяжелой техники, например, они применяются во многих моделях КАМАЗов, и даже в дизелях тепловозов ЧМЭЗ.

Тип ГРМ – SOHC

Single OverHead Camshaft (SOHC) – это такой тип распределительного механизма, при котором один распредвал и система клапанов двигателя находятся внутри верхней части головок цилиндров. Существует несколько типов приведения клапанов в движение. Они отличаются друг от друга тем, что в первом случае применяются коромысла для передачи движения, во втором – рычаги, а в третьем – толкатели. Также стоит отметить, что все из перечисленных вариантов кардинально отличаются и техническим выполнением конструкции ГРМ.

Основным достоинством ГРМ типа SOHC можно считать возможность установки на каждый цилиндр более двух клапанов, что очень важно при разработке двигателей повышенной мощности. Также при использовании такого механизма распределения уменьшается шумность работы двигателя, а вместе с тем и увеличение мощности при неизменном объеме двигателя и расходе топлива.

Главным недостатком системы типа SOHC является то, что привод распредвала в движение осуществляется при помощи зубчатых ремней или цепей. Это и есть причина повышенной опасности выхода двигателя из строя, т.к. при обрыве ремня поршень с большой силой ударит по тарелкам клапанов и непоправимо повредит их. Но вариант выполнения привода распредвала посредством зубчатого ремня достаточно дешев, а такие двигатели работают тише, чем моторы с цепным приводом, а также с системой ГРМ типа OHV. Цепной привод надежнее ременного, т.к. растянувшаяся цепь начинает издавать слышимые звуки, особенно при работе холодного двигателя. Поэтому у владельца автомобиля есть возможность заметить неисправность и предотвратить глобальную поломку. Ремень же выходит из строя очень быстро. Поэтому стоит своевременно заменять эти части ГРМ типа SOHC.

Такая система ГРМ с успехом применялась на советском автомобиле Москвич 412, а также ВАЗ 2101- ВАЗ 2107 и большинстве старых моделей Honda и BMW. Сейчас ГРМ типа SOHC можно встретить и на великолепно зарекомендовавшей себя серии автомобилей Renault Logan.

Тип ГРМ – DOHC

По своей сути ГРМ типа DOHC (Double OverHead Camshaft) представляет собой тот же механизм, что и SOHC, но с двумя распределительными валами. Каждый из этих распредвалов открывает и закрывает свой ряд впускных и выпускных клапанов. Т.е. один отвечает за впуск топлива в цилиндр, а второй – за выпуск отработавших газов.

Достоинством такой системы является отсутствие всевозможных штанг, рычагов и прочих посредников в процессе открытия и закрытия клапанов. Это существенно увеличивает возможности увеличения мощности за счет возможности установки не двух, а трех, четырех и более клапанов на каждый цилиндр. Такое конструктивное решение позволяет значительно снизить нагрузку на каждый клапан и сделать его вес меньшим, что положительно сказывается на динамике работы двигателя. Недостатком установки ГРМ типа DOHC можно считать достаточно высокую его стоимость и сложность настройки клапанов.

ГРМ такого типа используется в автомобилях компании Fiat, ряде автомобилей Jaguar, Alfa Romeo и Ford. Также механизма распределения газов этого типа применялся на опытном двигателе гоночного автомобиля Москвич-412Р и Москвич-Г5, мощность которого составляла 130 л.с. при объеме в 1,5 литра. Сегодня систему типа DOHC можно встретить на автомобилях ГАЗ-3110, ряде машин Волга, ГАЗель и некоторых моделях УАЗ.

Материалы: http://vitj.ru/characteristic/gazRaspred

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм своевременного распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания.

Осуществляется путём перекрытия и открытия поршнями продувочных окон цилиндров в двухтактных двигателях, либо открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов (в четырехтактных двигателях), имеющих привод от распределительного вала (распредвала) и кулачкового механизма. Распредвал имеет жёсткую синхронизацию вращения с коленвалом, реализованную с помощью шестерёнчатой, зубчаторемённой или цепной передачи.

Как правило, на высокофорсированных двигателях обрыв или проскальзывание ремня или цепи ГРМ приводит к выходу двигателя из строя по причине удара поршней об открытые клапаны.

По расположению распределительного вала выделяют двигатели:

• С распредвалом, расположенным в блоке цилиндров (Cam-in-Block);
• С распредвалом, расположенным в головке блока цилиндров (Cam-in-Head).

Эти два типа разделяются на целый ряд подтипов в зависимости от расположения и конфигурации клапанов [1] .

Двигатели с распредвалом в блоке цилиндров

Нижнеклапанные

Нижнеклапанный двигатель (англ. «L-Head», «Flathead», SV, «Side-Valve») — двигатель, у которого распредвал расположен в блоке и клапаны расположены также в блоке, в ряд сбоку от цилиндров, тарелками вверх. Привод непосредственно от расположенного под ними распредвала.

Плюсы схемы — малая шумность (при наличии гидравлических толкателей или хорошей регулировке клапанов такие моторы практически бесшумны), простота изготовления. Минусы — из-за сложного пути бензовоздушной смеси значительно ухудшается наполнение цилиндров, как следствие — достигается ощутимо меньшая мощность по сравнению с остальными конфигурациями. Кроме того, долгий путь выхлопных газов может способствовать перегреву двигателей, работающих в тяжёлых условиях.

Вплоть до 1950-х годов, благодаря своей простоте и дешевизне, двигатели с таким ГРМ были наиболее распространены на легковых (кроме спортивных) и грузовых автомобилях. В 1930-х — 50-х годах в Европе и 1950-х в США стали массово внедрять верхнеклапанные двигатели, лишённые присущих нижнеклапанной схеме недостатков. На грузовых автомобилях эта схема использовалась намного дольше, например, грузовик ГАЗ-52 выпускался до 1990-х годов, за рубежом также были примеры весьма долго выпускавшихся нижнеклапанных двигателей.

Разновидностью схемы были имевшие некоторое распространение до Второй мировой войны двигатели с типом ГРМ, называемым «T-Head» (русский аналог термина отсутствует). У них впускные клапаны находились с одной стороны блока цилиндров, а выпускные — с другой. Соответственно, распределительных валов также было два. Цель такой конструкции — устранить эффект перегрева впускных клапанов. Дело в том, что низкооктановый бензин, доступный в начале XX века, отличался высокой склонностью к детонации, что делало применение этой схемы в какой-то мере выгодным — более холодная бензовоздушная смесь имеет несколько более высокое октановое число (на этом же принципе работал впрыск воды в цилиндры, охлаждавшей рабочую смесь — конструкция, также имевшая хождение в те годы). Таким двигателем, в числе прочих, оснащались первые модели «Руссо-Балта».

Двигатель получался громоздким, дорогим, поэтому схема не получила особого распространения.

Со смешанным расположением клапанов

Так же встречается обозначение — «F-Head». У такого двигателя обычно впускные клапаны находятся в головке блока, как у верхнеклапанного мотора, и приводятся в действие при помощи штанг-толкателей, а выпускные — в блоке, как у нижнеклапанного двигателя. Распределительный вал был один и был расположен в блоке, как у обычного нижнеклапанного мотора.

Эта схема обладает тем преимуществом, что её мощность ощутимо выше, чем у «чистого» нижнеклапанного. Как правило, такие двигатели переделывались из нижнеклапанных в качестве меры текущей модернизации.

Подобные «полуверхнеклапанные» переделки существовали и в СССР — это были спортивные двигатели на базе агрегатов автомобилей «Москвич», «Победа» и «ЗиМ». Выигрыш в мощности, в сочетании с иными мерами форсировки, был значительным — до 20…40 л.с., при исходной мощности самих указанных двигателей в 35, 50 и 90 л.с., соответственно.

За рубежом, такие двигатели широко применялись фирмами «Rolls-Royce» и «Rover» благодаря их высокой надёжности как по сравнению с нижнеклапанными (из-за хорошего охлаждения верхних клапанов), так и по сравнению с ранними верхнеклапанными двигателями (из-за вдвое меньшего числа штанг-толкателей).

С появлением «настоящих» верхнеклапанных двигателей, эта схема почти полностью вышла из употребления. Тем не менее, последний такой двигатель был выпущен фирмой «Willys» в 1970-х годах.

Верхнеклапанные с приводом клапанов толкателями (тип OHV)

Данная конструкция ГРМ была изобретена Дэйвидом Данбаром Бьюиком (David Dunbar Buick) в самом начале XX века. У этих двигателей клапаны расположены в головке цилиндров, а распредвал — в блоке (англоязычное обозначение — OHV,— «OverHead Valve», также встречается I-Head, или «Pushrod», то есть, «с толкателями»). Привод клапанов — штангами-толкателями через коромысла.

Плюс такой схемы — относительно простая конструкция и обеспечиваемая ей конструктивная надёжность — в частности, как правило используется простой и надёжный привод распределительного вала шестернями, что исключает саму возможность таких неисправностей, как разрыв ремня ГРМ или «перескакивание» цепи в механизме с цепным приводом.

Многие двигатели с ГРМ типа OHV ощутимо более компактны по сравнению с верхневальными, так как у них отсутствует расположенный сверху в головке блока распределительный вал, что особенно актуально для двигателей без оси коромысел, у которых коромысла опираются на шаровые пальцы; для рядных двигателей это в особенности касается габарита по высоте, а для V-образных — и высоты, и габаритной ширины.

Существенный минус ГРМ типа OHV — большая инерционность такого механизма газораспределения, что несколько ограничивает безопасные максимальные обороты коленчатого вала двигателя и, следовательно, развиваемые двигателем крутящий момент и литровую мощность (степень форсирования). Спортивные двигатели с ГРМ типа OHV, например — у машин, участвующих в гоночной серии NASCAR, могут работать и на 11 000 оборотах в минуту, но для обеспечения этого требуются специальные, достаточно дорогостоящие конструктивные и технологические решения (впрочем, это касается любых специализированных гоночных агрегатов).

Кроме того, такая схема затрудняет использование более двух клапанов на цилиндр (двигатели с таким ГРМ, имеющие 4 клапана на цилиндр, имеют большие габариты и массу, что делает их малоприменимыми в легковых автомобилях, но вполне приемлемыми для грузовиков и тяжёлой техники — примеры тому двигатели КамАЗ, ЯМЗ, ТМЗ, дизель тепловоза ЧМЭ3 и многие другие) и усложняет проектирование впускных и выпускных окон в головке цилиндров с высокоэффективной с точки зрения пропускной способности и сопротивления потоку конфигурацией.

Двигатели этой схемы, как правило, сравнительно низкооборотные и относительно тихоходные, но с гибкой моментной характеристикой. Если не используются гидравлические толкатели, такой двигатель будет одним из наиболее шумных по сравнению с остальными схемами.

В СССР первым массовым верхнеклапанным мотором стал двигатель «Волги» ГАЗ-21 (малосерийный ЗиС-101 имел такой мотор уже в 1930-х годах). Из отечественных автомобилей такой механизм газораспределения имели «Волга» (все массовые карбюраторные модели), «Москвичи» всех моделей от М—407 до М—408 включительно и все грузовики с карбюраторными двигателями конфигурации V8 (ЗиЛ, ГАЗ).

В мировой практике легкового автомобилестроения такие двигатели были широко распространены с 1930-х (в США — с 1950-х) и по 1970-е годы, а в настоящее время производятся практически только в США. Иногда такие двигатели используются и на недорогих современных европейских автомобилях из-за своей дешевизны и компактности. Например, Ford Ka первого поколения (1996—2002) использовал инжектированную версию четырёхцилиндрового двигателя Kent разработки конца пятидесятых годов с ГРМ типа OHV, имеющую весьма компактные по современным стандартам размеры, что позволило уместить двигатель в небольшом моторном отсеке Ka. В моторах грузовиков и тяжёлой техники ГРМ типа OHV всё ещё очень широко распространён.

Схема OHV популярна и на малооборотистых четырёхтактных двигателях для газонокосилок, бензиновых электростанций, мотоблоков. Современные тракторные двигатели также имеют указанную схему.

Двигатели с распредвалом в головке цилиндров

Двигатель с одним распределительным валом и клапанами в головке (Overhead Camshaft; так же, SOHC — Single OverHead Camshaft). В зависимости от конкретной конфигурации привода клапанов, выделяют двигатели с:

• Приводом клапанов коромыслами (Москвич-412, старые модели BMW, Honda) — клапаны расположены по бокам от распредвала (обычно, V-образно), приводятся в движение насаженными на общую ось коромыслами, одни концы которых толкаются кулачками вала, а другие приводит в движение стержни клапанов;

• Приводом клапанов рычагами (ВАЗ-2101, −07, …) — распредвал над расположенными в ряд клапанами, приводит их посредством рычагов, опирающихся на шаровую опору, толкая их кулачками примерно посередине; минус — повышенная шумность, высокие нагрузки в месте контакта кулачков вала и рычагов.

• Приводом клапанов толкателями (ВАЗ-2108, многие высокооборотные двигатели) — очень простой механизм с минимальной инерцией деталей, в котором распредвал расположен прямо над клапанами, расположенными тарелками вниз, и приводит их в движение через цилиндрические толкатели; минус — меньшая эластичность характеристики двигателя, сложная регулировка клапанного зазора.

Схема OHC была наиболее распространена во вторую половину шестидесятых — восьмидесятые годы. Целый ряд двигателей такой схемы выпускается и в наше время, преимущественно для недорогих автомобилей (скажем, ряд двигателей «Renault Logan»).

Распредвалы двигателей, выполненных по схеме SOHC или DOHC, приводятся в движение зубчатым ремнем или цепью.

Привод распредвалов зубчатым ремнем является в настоящее время наиболее распространенным на легковых автомобилях. Зубчатый ремень находится вне объема, омываемого маслом, попутно ремень приводит в движение водяной насос. Преимущество привода зубчатым ремнем — дешевизна, бесшумность. Недостатки — в большинстве выпускаемых двигателей обрыв ремня вызовет удар тарелок клапанов о поршни. Во избежание этого рекомендуется строго соблюдать установленную периодичность замены зубчатого ремня. Ресурс обычно составляет от 50 до 150 тыс. км. Но необходимо помнить, что резина стареет со временем, и при малых ежегодных пробегах замена ремня может потребоваться раньше, чем это установлено производителем. Необходимо также помнить, что к обрыву ремня может привести и неисправность роликов натяжения, поэтому если двигатель «втыковой» (то есть обрыв или проскок ремня ГРМ приведет к столкновению тарелок клапанов и поршней), то следует время от времени осматривать механизм зубчатого ремня. Обрыв ремня ГРМ особенно часто происходит зимой или после длительного простоя автомобиля.

Цепной привод ГРМ является распространенным в верхнем ценовом сегменте легковых автомобилей, используется в двигателях грузовых автомобилей. Цепь обычно сдвоенная, находится в объеме двигателя, омываемого маслом. Преимущества — отсутствие опасности внезапного обрыва, изношенная цепь начинает стучать, особенно на холодном двигателе, предупреждая владельца о необходимости замены; больший ресурс — в 2-3 раза больше, чем у зубчатого ремня; долговечность. Недостатки — дороговизна, несколько большая шумность.

Двигатель с двумя распредвалами в головке цилиндров (Double OverHead Camshaft).

При этом существуют две серьёзно различающиеся разновидности этого механизма, отличающиеся количеством клапанов.

DOHC с двумя клапанами на цилиндр. Эта схема является усложнённой разновидностью обычной OHC. В головке цилиндров расположены два распредвала, один из которых приводит впускные клапаны, второй — выпускные. Эта схема применялась в 1960-х — 1970-х годах на высокопотенциальных двигателях таких автомобилей, как «Fiat 125», «Jaguar», «Alfa Romeo», а также опытном двигателе гоночных автомобилей «Москвич-412Р», «Москвич-Г5» и в легковых автомобилях, также легких коммерческих, концерна «Ford» для Еропейского рынка, вплоть до 1994 года. В настоящее время не применяется, так что применительно к ней это название следует считать устаревшим.

Схема позволяет значительно увеличить количество оборотов коленчатого вала за счёт уменьшения его инерции, следовательно, увеличить мощность, снимаемую с двигателя. Например, мощность спортивной модификации двигателя «Москвича-412» с двумя распределительными валами объемом 1.6 литра составляла 100—130 л.с.

DOHC с четырьмя и более клапанами на цилиндр. Два распредвала, каждый из которых приводит свой ряд клапанов. Как правило, один распредвал толкает два впускных клапана, другой — два выпускных. Фактически, двухрядный вариант схемы OHC со вдвое большим количеством распредвалов и клапанов, однако могут осуществляться и иные схемы с общим количеством клапанов на цилиндр от 3-х до 6-и. Привод клапанов, как правило, толкателями. Схема даёт большое преимущество по мощностной отдаче. Применяется на большей части современных автомобилей, в частности, на двигателях ЗМЗ-405, ЗМЗ-406 и ЗМЗ-409, устанавливаемых на автомобили ГАЗ-3110 «Волга», ГАЗель, УАЗ.

Даже если двигатель имеет более одной головки блока цилиндров, и, следовательно, более двух распредвалов, в итоге он всё равно относится к схеме DOHC.

Десмодромная схема газораспределения

В такой схеме газораспределения используются два распределительных вала (либо один с кулачками сложной формы). Один перемещает клапаны вниз, второй — вверх. Пружины отсутствуют.

У такого двигателя коленвал может раскручиваться до очень большого числа оборотов без вредных последствий, в то время, как обычный двигатель схемы OHC при частоте обращения коленвала порядка 9000 оборотов в минуту неминуемо выйдет из строя, так как скорости срабатывания клапанных пружин не будет хватать для того, чтобы отвести клапаны из-под удара поршня до его прихода в верхнюю мёртвую точку («зависание» клапанов).

Десмодромный механизм имеет много прецизионных деталей. Он очень трудоёмок и дорог в изготовлении. Этот механизм применялся на ряде гоночных автомобилей, например, «Mercedes-Benz W196» [2] , «O.S.C.A. Barchetta» и «Mercedes-Benz 300 SLR», а ныне — на мотоциклах «Ducati» [3] [4] .

ГРМ с изменяемыми фазами газораспределения

В настоящее время существует множество различных решений, в частности, свои системы имеют Honda (VTEC), Toyota (VVT-i), Mitsubishi (MIVEC), Nissan (VVL) и др.

Гильзовая система газораспределения

Впервые разработана американским инженером Чарльзом Найтом (Charles Yale Knight), часто по его фамилии называется «системой Найта», хотя Найт разработал лишь один из типов гильзового газораспределения — со скользящими гильзами.

Применялась на дорогих легковых автомобилях — в первую очередь нужно отметить целую серию моделей SS («San-Soupape», фр. «без клапанов») французской фирмы Panhard et Levassor и автомобили фирмы Avions Voisin с двигателями Найта, а также такие модели, как Willys-Knight и Mercedes-Knight. Полный список автомобилей с двигателями Найта включает такие марки и модели, как:

• Brewster;
• Columbia;
• Daimler;
• Falcon-Knight (1927—1929);
• Mercedes-Benz;
• Minerva;
• Moline-Knight (1914—1919);
• Panhard et Levassor;
• Peugeot and Mors;
• R&V Knight (1920—1924);
• Silent-Knight (1905—1907);
• Stoddard-Dayton;
• Stearns-Knight (1911—1929);
• Avions Voisin (1919—1938);
• Willys-Knight (1915—1933);

Также гильзовое газораспределение находило применение на авиадвигателях, в частности, на британских авиационных двигателях разработки тридцатых годов, таких, как Bristol Perseus, Bristol Pegasus, Bristol Hercules. Аналогичные конструкции широко применялись и на паровых двигателях.

Принцип действия — открытие/закрытие окон в стенках цилиндра скользящими гильзами (sleeve valves). На британских авиадвигателях применялась не система Найта, а система МакКаллума, в которой гильзы не скользили вдоль цилиндра, а вращались относительно него, что было проще в реализации. Также существовало небольшое число двигателей, имевших окна не сбоку цилиндра, а в самой головке блока, то есть более близких к традиционной системе с тарельчатыми клапанами.

Главное преимущество — полная бесшумность. Кроме того, — долговечность и улучшение наполнения цилиндров бензовоздушной смесью за счёт большого размера и меньшего сопротивления окон в гильзах по сравнению с каналами клапанов, особенно в нижнеклапанных двигателях.

Основные недостатки — сложность и высокий расход масла.

Преимущества этой системы были особенно заметны по сравнению с нижнеклапанными автомобильными двигателями первой половины XX века, после появления гидрокомпенсаторов клапанного зазора и верхне расположенных клапанов, они практически исчезли. Тем не менее, в настоящее время ряд исследователей считает, что возможен возврат к системе Найта или иному виду гильзового газораспределения в двигателях будущего.

1. ↑ Рассматриваются только устоявшиеся и широко применявшиеся на практике схемы ГРМ с классическими тарельчатыми клапанами (poppet valves), наиболее распространённого начиная с 1910-х годов типа. Ранние типы ГРМ с иными типами клапанов (золотниковыми и так далее) не рассматриваются.
2. ↑Авторевю № 2, 2002. История с картинками. Mercedes 300 SLR
3. ↑Ducati. История марки
4. ↑История клапанной системы Ducati Desmodromic / Ducati / bikepost.ru — блогосоциальный сервис для мотоциклистов

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Газораспределительный механизм" в других словарях:

Золотник (распределитель) — У этого термина существуют и другие значения, см. Золотник. Золотник, золотниковый клапан  устройство, направляющее поток жидкости или газа путём смещения подвижной части относительно окон в поверхности, по которой она скользит. Содержание 1 … Википедия

Четырёхтактный двигатель — Работа четырёхтактного двигателя в разрезе. Цифрами обозначены такты Четырёхтактный двигатель  поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота коленчатого вала, то есть за… … Википедия

SOHC — Разрез цилиндра с двухвальным ГРМ. Газораспределительный механизм механизм своевременного распределения впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Осуществляется путём открытия и закрытия… … Википедия

Porsche 911 — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия

Двухтактные двигатели — Двухтактный двигатель поршневой двигатель внутреннего сгорания в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе… … Википедия

Дэу Нексия — Daewoo Nexia Daewoo Nexia на викискладе … Википедия

Двигатель Toyota JZ — Линейка двигателей Toyota JZ это серия бензиновых автомобильных рядных шестицилиндровых двигателей, которая пришла на замену линейке M. Все двигатели серии имеют газораспределительный механизм DOHC с 4 клапанами на цилиндр, объём двигателей: 2.5… … Википедия

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:

Мы используем куки для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать данный сайт, вы соглашаетесь с этим. Хорошо

Материалы: http://dik.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/42950

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и технологии ГРМ, конструкция и особенности моторов системы OHV, OHC, SOHC, DOHC.

Его величество ДВС, король мотор 20 века, что ждет его в 21 веке! Не секрет, что на мощность и КПД двигателя на жидком топливе влияет Наполнение цилиндра топливовоздушной смесью. Инженеры прекрасно понимали, что обычный привычный ДВС — Двигатель внутреннего сгорания, будет постоянно совершенствоваться и форсироваться без предела и времени его жалкие менее 30% возможности технологично не реализованы даже сегодня и далее может быть еще совершеннее. О типах ДВС поговорим в другой статье а сейчас, 4 тактные ДВС которые имеют по 4 цилиндра на мотор, двумя и более клапанами на цилиндр, заняли самое массовое и важное место в АВТО жизни 20 и 21 века и модернизировались вплоть до сегодняшних дней и еще будут долго совершенствоваться, как минимум в этом столетии. Первоначально распредвал — Распределительный Вал, это элемент распределительного механизма в виде вала, на котором размещены кулачки, которые через специальные устройства придают определенное движение клапану по заданному алгоритму. Клапаны впускных и выпускных каналов, находились первоначально в блоке цилиндров, или возле блока в нижнем расположении так сказать, по тому и тип такой системы прозвали. OHV,— OverHead Valve с нижним положением клапанов, иногда пишут I-Head, или Pushrod (с толкателями). Привод клапанов — приводиться в действие штангами-толкателями, через рокер (коромысла). Изобретена Дэйвидом Данбаром Бьюиком (David Dunbar Buick).

эволюция разделила клапана по сторонам, впуск и выпуск и подняла клапана выше уровня блока, что приводило к уменьшению температуры и повышению КПД, надежности и мощности, кроме того в ГБЦ появилась возможность использовать специальные дополнительные возможности, фазы газораспределения правильнее ГРМ с изменяемыми фазами газораспределения примеры: CVVT- (Continuous variable valve timing) Система бесступенчатого изменения фаз газораспределения (CVVT) или ГРМ с изменяемыми фазами газораспределения, работает по принципу регулирования момента открытия и закрытия клапанов в соответствии со скоростью вращения коленчатого вала и зависимости от нагрузки. Каждый производитель по разному реализовал такой принцип в системах: Dual VVT, DVVT, VTEC и i-vtec, vvt-i и vvtL-i, VANOS и Double VANOS, VVC, MIVEC, CVTCS…. о которых мы поговорим позднее. Таким образом над БЦ — Блоком Цилиндров появился вполне определенный элемент конструкции ДВС ГБЦ головка блока цилиндров, которая имела впускной и выпускной тракты с клапанами и механизмом ГРМ – газораспределительный механизм.

TURBO OHV дала вторую жизнь, старым забытым мускульным моторам

Таким образом ДВС с верхнеклапанными механизмом с распредвалом в ГБЦ головке блока цилиндров получил название OHC. Точнее сказать, ГБЦ типа SOHC — Single OverHead Camshaft, что означает один распредвал и клапанами в головке блоке цилиндров. Который практически сходу стал самым простым и популярным типом ГБЦ 70-90 годов.

Гонка повышения объема и формула: «больше воздуха + больше топлива» на цилиндр, цель которой погоня за мощностью, была в свою очередь остановлена именно прогрессом науки и новых технологий. Так, как большой громадный поршень всегда вызывает большое трение о стенки гильзы цилиндра, увеличивает перегрев, к тому же он имеет довольно большую массу и соответственно значительно снижает ресурс двигателя. Куда интереснее повысить обороты ДВС, но это очень высокотехнологичные изменения конструкции ДВС и наукоемкая работа, зато снижение трения позволяет выйти на высокие обороты, где имеется приличный запас мощности Повышение оборотов не нашло в 20 веке широкого применения, кроме спорта. Что если добавить на один коленвал еще два цилиндра, или еще три, четыре… и соответственно столько же ГБЦ? Полезный рабочий Объем изменится и повысится Крутящий Момент и мощность естественно, но есть одно но мотор станет больше и массивнее и прожорливее конечно.

Для малолитражек это был не выход. Поменять прямолинейное расположение цилиндра в блоке и вместо R-рядного двигателя можно получить, более компактный V-образный, либо оппозитный H-образный, можно сделать и радиальный двигатель, конечно непременное условие, полностью меняется конструкция двигателя, что влечет его за собой затраты производства и высокую цену. Есть еще один шаг! Допустим Мы увеличим клапан и проходное сечение канала ГБЦ. Хорошая идея, которая постоянно применяется при тюнинге ДВС, но больший по размеру клапан имеет массу значительно больше оригинала, инерционно не позволяет быстро крутить мотор, тем более вызывает большое трение на направляющей. Что делать? Увеличение диаметра канала также упирается в размер рубашки охлаждения.

А если добавить третий клапан, или четвертый, а может быть даже пятый клапан и все на один цилиндр, газодинамика станет ярче, отдача увеличится, этот факт имел место в развитии технологий. Именно так поступили многие производители. Используя различные схемы и конструкцию исполнительных механизмов. Распредвал, или Распределительный вал — основная деталь газораспределительного механизма сокращенно (ГРМ), который выполняет функции эффективной синхронной работы впуска и выпуска, а так же тактов работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), стал изменяться и вместо привычных 8 кулачков появились12, 16 и т.д., но был и другой способ: например раздвоить рокер. Тогда получается на один кулачек, два клапана на впуске, что обеспечивало лучшее наполнение и один выпускной вполне удовлетворяющий возможность выпуска отработанных газов.

На фото SOHC 8 valve 8 клапанный тип с одним распредвалом и SOHC 12 valve 12 клапанный

Механизм газораспределения, в разных марках автомобиля был схожим, для улучшения газодинамики в ГБЦ поначалу ставили увеличенные клапаны и впускные и около 75% размера от диаметра впускного выпускные клапаны. Громоздкая ограниченная рубашкой и прочими условиями конструкция стала развиваться и эволюционизировать, начали ставить два впускных и один выпускной клапан, это повышало продувку цилиндра, снижала температуру и положительно влияло на мощность и и КПД,

Такие приемы давно уже использовали такие известные марки автомобилестроения, как DODGE, SUZUKI,

SUBARU, HONDA, OPEL, MINI, HUNDAY, MITSUBISHI и другие фирмы, применяли, далее речь шла не о трех клапанах, а о четырех клапанах на цилиндр, в 4 цилиндровых моторах появились 16 клапанов и при том на одном распредвале особенно эту волну подхватили Сузуки, Хонда, Митсубиши, Субару и Тоета, хорошие мощностные характеристики при малый объеме и расходе топлива, стали приветствовать покупатели японских автомобилей. ПРи всем при этом появлялись дополнительные возможности по применению VTEC, MIVEC, VVTi и т.д.

На фото SOHC 12 valve 12 клапанный тип с одним распредвалом и SOHC 16 valve 16 клапанный

SOHC 12 и шестнадцати клапанный, на одном распредвале в головке блока цилиндров двигатель стал нормой и культом среди авто производителей. На практике реализовано множество конструкций ГБЦ с такими конструкционными особенностями. По роду деятельности слышал про то, что на Украине в 2005 году собираются сделать 12 клапанный ДВС МЕМз нового уровня, то есть мотор МЕМз 307 будет полностью переработан, новый блок с большим объемом и новая одновальная голова блока цилиндров с 3 клапанами на цилиндр. Я еще спросил у конструкторов неужели доживем и до 16 клапанов ЗАЗа? Но в жизни я пока такого мотора не встретил и навряд-ли он появится вообще. Так, что же это такое одновальный 12, или 16 клапанный мотор, который появился от китайского брата ЧЕРИ в новом ЗАЗе Форза? Мы привыкли, к DOHC два распредвала и нет вопросов. Но довольно дорого по деньгам, по тому принципиально было разместить на одном валу, дополнительные исполнительные механизмы клапанов и осуществлять по алгоритму, передачу через рокера на клапаны, не забывая про привычные пружины тарелки и т.д. Как бы банально не выглядел такой механизм, он долго шефствовал на флагманах митсубиши. Потом клонируясь в Хюндай и Китай всех мастей. 12 клапанами на цилиндр ГБЦ не ограничилась и не только впускные клапана, но и выпускные клапана присели на такую же идею и 16 клапанный двигатель SOHC — ДВС с одним распределительным валом и клапанами в головке блока цилиндров (Overhead Camshaft; или, SOHC — Single OverHead Camshaft).

Основная идея DOHC – ДВС с двумя распределительными валами и клапанами в головке цилиндров (Double Overhead Camshaft). Идея проста нужно поместить распределительные валы, над каждым рядом (впускных и выпускных) клапанов и отказаться от передачи через кулачки от — коромысел, штанг, рокеров и т.п. посредников, используя прямые толкатели. Зачем?

А, что бы каждый клапан сделать еще легче, пусть их будет на цилиндр не два, а больше. Они будут легкие, чем стоковые клапана. И даже при увеличении оборотов в полтора раза на пружины станут приходиться существенно меньшие нагрузки, вот вам и возможность крутить мотор выше.» Заглянем в сегодняшний мир новейшего авто ЗАЗа, там то же 16 клапанный двс.

ZAZ FORZA (ФОРЗА) новое поколение ЗАЗа, на платформе китайского ЧЕРИ А11(13). А откуда ЧЕРИ? А от Хундая, тот в свою очередь от РОДИТЕЛЯ этого движения MITSIBISHI motors,которые сотрудничало с ДОДЖ и хотя нам утверждают, что мотор австрия, но ацтеко лишь довел мотор до 107 сил, при ЕВРО-4 не более. Собственно Кольт образца 2010 в красивой китайской упаковке? Это и есть новейший ультра ZAZ с евро4, которая в купе с неадекватно длинной коробкой, явно замедляют динамику.

И, что же под капотом этого стильно чуда ЧЕРИ А13 типа ЗАЗ ФОРЗА. Все тот же МИстубиши по лицензии.

МИВЕК там отсутствует напрочь, все проще то, что было десять лет назад у митсубиши хорошо пригодиться новому ЗАЗу. 1,5 мотор 16 клапанов, 108 ps ОГО! Сил, но вялая динамика разгона.

Отсталая КПП, с довольно длинными передачами? А зачем? А, что бы экономить и меньше нагружать китайский Автопром выпуском новых запчастей. Собственно меньше-ли будет есть литров из-за такого подбора передач, это еще вопрос стиля вождения. Да конечно ПЕРВЫЙ БЛИН, всегда, первый, итак звучит гордо ЗАЗ ФОРЗА, форса форсаж типа, но пока слабенький форсаж в отиличие от киайцев,

наверное будет версия посильнее и с АКПП. ВАЗу нанесен очередной удар, при том более технологичным способом, все таки у нас «япона мать китайская» заграничная платформа, а ВАЗа все блудила по старому Опелю с Косвордом 30 летней давности и стремилась к 2,0 «Орлу» OPEL. Время покажет, кто их ху…, как говорят американцы, а Мы вернемся к моторам. Итак типа ВАЗ из МЕМз 8 клапанов, он же Митсубиши.

Красивый дизайн Автомобиля ЗАЗ Форза ZAZ Forza новый интересный но народным стать ему пока не суждено, как Ланосу понадобятся годы.

ВАЗ перекинулся через ступень 12 клапанов сразу на 16, а чего бабок у завода прилично, че там мелочится. А Хундай к примеру «Пони» прошел такую цепочку в своем развитии, имея в ряду чудо 12 клапанной техники. Как видим не так сложно, но куда интереснее выглядит на одном распредвале 16 клапанов. Картина для сущности процесса в действии. Вполне работоспособная комбинация нашла свое воплощение в жизни.

Заметим, что при обрыве ремня ГРМ шансы загнуть клапана и встретить поршень на вынос с кулаком дружбы из Шатуна! абсолютно аналогична DOHC, с той лишь разницей, что при замене ГРМ ремня и шестеренок будет на одну меньше, чем у донс. Все таки экономичность присутствует у ЗАЗа традиционно. Итак подводя итог новому ЗАЗу мы рады, но он дорогОЙ 90 000 грн это около 11 000 $ честно не мало по сравнению с той же Калина. Поживем с полгода и увидим насколько китайский автопром «надежный» на новом детище АВТОЗАЗ. Статья может быть интереснее

если показать примеры например 5 клапанов на цилиндр, на тех же 4 цилиндрах, которые между прочим наиболее часто встречаются на группе VW-Audi Scoda 20valve,

собственно отношение проходного сечения клапана к наполнению цилиндра имеет первостепенное значение, особенно для повышения мощности. Пять клапанов на цилиндр далеко не предел, можно и шесть и даже восемь клапанов на цилиндр, вот пример четыре цилиндра V4 32valve вот такая реальность жизни.

Материалы: http://nauhau.com.ua/tag/dohc/