Кулачок в блоке - Cam-in-block
В кулачок в блоке клапанный механизм макет поршневые двигатели тот, где распредвал помещается в цилиндрический блок, обычно рядом и немного выше коленчатый вал в прямой двигатель или прямо над коленчатым валом в V-образной V двигатель. Это контрастирует с верхний распредвал (OHC) конструкция, при которой распределительные валы размещаются внутри головки 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, Ford Flathead являясь образцом 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 кулачков:
- L-образная головка, также известная как L-блок, плоская голова или же боковой клапан
- F-голова
- I-голова, также известная как верхний клапан (OHV)
L-образная головка
L-образная головка (плоская голова) относится к конфигурации толкателя клапана, в которой клапаны размещены в блоке двигателя рядом с поршни. Конструкция была распространена на ранних конструкциях двигателей, но с тех пор перестала использоваться.
Обычно двигатели с L-образной головкой используют небольшую камеру на одной стороне цилиндра для установки 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 стержни не мешают работе цилиндра, что упрощает конструкцию рубашки охлаждения (но см. Ниже). Линия воздухозаборников вдоль боковой части двигателя приводит к названию L-образной головки из-за того, что цилиндры имеют форму перевернутой буквы L. Эта конфигурация также известна как боковой клапан, так как клапаны расположенысторона цилиндры.
С другой стороны, двигатель с L-образной головкой также требует, чтобы воздушный поток повернулся как минимум на 90 ° для входа в цилиндр, что снижает его эффективность; в просторечии говорят, что такой двигатель «дышит» хуже. В автомобилях прошлого производства дыханию не уделялось особого внимания, поскольку двигатели не могли долго и надежно работать на высоких скоростях 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 двигатель. начало 20 века Ford V-8, который имеет оба набора клапанов (впускной и выпускной), расположенные внутри "Vee", и все они управляются одним распредвал расположен над коленчатым валом. Выхлоп следует долгим путем, чтобы покинуть двигатель. Это практически 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 стабильную температуру. Когда выпускные отверстия и клапаны находятся в головке блока цилиндров, отводимое тепло имеет 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 с нагревом и эффективностью двигатели с L-образной головкой перестали использоваться с высокой мощностью, например авиационные двигатели довольно быстро, до Первая Мировая Война. Некоторое время они жили в автомобильном мире и использовались в Вторая Мировая Война Джип, например. L-образные головки больше не используются в автомобиль двигателей, хотя они по-прежнему широко используются для небольших двигателей в газонокосилках и генераторах. Благодаря теплоудерживающей конструкции размер клапанов и коэффициент 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 экономичность. Не все L-образные головки являются двигателями с кулачковым механизмом; расположение распредвала в этой компоновке разное ...
Т-образная головка
Двигатели с плоской головкой с Т-образной головкой имеют переток расположение, с выпускными клапанами на противоположной стороне от впускных клапанов. А одноцилиндровый Двигателю с Т-образной головкой нужен только один распредвал; многоцилиндровые Т-образные головки нужны две.
Я-голова
В конструкции I-образной головки вход и выход клапаны и порты содержатся в крышка цилиндра. Он был разработан Шотландско-американский Дэвид Данбар Бьюик. Он использовал толкатель -приводные клапаны параллельно к поршни и до сих пор используется в некоторых конструкциях (в частности, в нескольких двигателях, производимых Дженерал Моторс и Chrysler ).
Он имеет несколько преимуществ по сравнению с конструкциями L- и F-образных головок, но наиболее примечательным является тот факт, что всасываемый заряд и выхлопные газы имеют более прямой путь в камеры сгорания и из них, что увеличивает мощность, улучшает топливную экономичность и снижает вредные выхлопные газы. выбросы.
F-голова
Компоновку F-образной головки (не путать с плоской головкой) можно представить как комбинацию L-образной и I-образной головок: впускной коллектор и его клапаны расположены над цилиндрами (в головке цилиндров, как в I -головочная конструкция) и приводятся в действие толкателями, но выпускной коллектор и его клапаны расположены рядом с цилиндрами (в блоке, как и в L-образной конструкции). Выхлопные 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.
На протяжении многих лет британские автомобильные фирмы Rolls-Royce и Ровер использовал это расположение. С 1927 по 1929 год американская фирма Hudson также использовался 6-цилиндровый двигатель этой формы, но его не следует путать с двигателем победивших в гонках Хадсонов 1950-х годов. Последним крупным использованием был Двигатель Willys Hurricane, использовался в гражданских джипах в 1950-х и 1960-х годах. На смену ему пришла конструкция I-образной головки.
Харли-Девидсон двухцилиндровый двигатель с плоской головкой V
Блок цилиндров двигателя Cadillac 1915 года выпуска
Двигатель Ford V8 с плоской головкой блок, показывающий порты клапана
Zündapp 9-092 Twin-cam ох двигатель.
