Нижнеклапанный двигатель плюсы и минусы: Нижнеклапанный двигатель, его плюсы и минусы

Нижнеклапанный двигатель плюсы и минусы

Двигатели

18.06.2021

Нижнеклапанный двигатель, его плюсы и минусы

Как известно сердцем любого механизма является его двигатель, поэтому от его выбора зависит качество и долговечность роботы машины. А чтобы грамотно подобрать эту неотъемлемую часть любого механизма, нужно хорошо разобраться в этом вопросе.

В нынешнее время существует довольно большое количество разновидностей двигателей. В основном квалификация двигателей происходит по следующей схеме:

1. В соответствии с расположением распределительного вала.
2. В соответствии с расположением клапанов.

Дальше двигатели принято распределять на целые ряды подтипов. Но важно перед этим разобраться именно со второй позицией, ведь от нее в большей степени зависит насколько мощным и выносливым будет двигатель. В соответствии с расположением клапанов, двигатели бывают нижнеклапанные, верхнеклапанные и соответственно со смешанным расположением клапанов.

Особенности роботы нижнеклапанного двигателя

Большинство двигателей работают по схеме ДВЗ (двигатель внутреннего сгорания), для этого необходимыми элементами есть клапаны и распределительный вал, с помощью которых синхронизируется робота выброса и заброса топлива, воздуха и использованных газов. Поэтому так важно место клапанов в работе двигателя. Нижнеклапанный двигатель характеризуется расположением распределителя и клапанов в блоке, рядом с цилиндрами. Также в одном блоке с ними располагается и привод.

Преимущества нижнеклапанного двигателя

Данное расположение многие считают наиболее выгодным, ведь оно имеет достаточно долгий перечень плюсов. Именно эта конструкция обеспечивает низкую шумность. Также, благодаря такому расположению данная модель установки клапанов считается самой безопасной, ведь при ней практически исключается возможность касания между клапанами и поршнем, что часто происходит при неправильном расположении распределительного вала.

При роботе нижнеклапанного двигателя, при установленных параллельно гидравлических толкателях, единственный шум, который слышен – это шум обтекающего вентилятор воздуха. Также одним из главных плюсов вышеназванного типа двигателей есть тот, что при правильной их эксплуатации практически сводиться к нулю возможность перегрева, что также увеличивает безопасность двигателю.

Минусы в роботе нижнеклапанного двигателя

Но как известно, прогресс не стоит на месте. Идеал недосягаем, но все же человек во всем стремится к совершенству, а в автомобилях главным критерием идеальности есть скорость. В этой постановке вопроса и проявляется главный недостаток машин с нижнеклапанным двигателем. Ведь при данном расположении двигателя из-за извилистого пути, который должна пройти бензовоздушная смесь значительно замедляется процесс наполнения цилиндров. Двигатель при этом становится неэкономичным и тихоходным. Также показатели двигателя отстают по вине нижнеклапанного мотора, имеющего сложную форму, что затрудняет процесс обработки мотора. При этом и появляется злосчастная шероховатость замедляющая роботу мотора.

При всех плюсах, существенным недостатком есть то, что при подобной компоновке механизма газораспределения затруднен доступ к толкателям клапанов. В некоторых случаях данного расположения мотора корректировка клапанного мотора вообще не была предусмотрена.

Обобщенная характеристика нижнеклапанного двигателя

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод о том, что в изначально нижнеклапанный двигатель в автомобилестроении занимал приоритетные перед другими видами двигателей позиции. После 1950-х, когда автомобилестроение получило новый виток развития и в широком обиходе начало появляться топливо с высокими октановыми числами, нижнеклапанные двигатели потеряли свою популярность, уступая в скорости машинам с другими видами двигателей. На сегодняшнее время стало очевидным, сослужив в свое время хорошую службу, сегодня место нижнеклапанным двигателям в музее, или гаражах коллекционеров.

Есть ли какие-то плюсы у нижнеклапанных двигателей?

Как известно сердцем любого механизма является его двигатель, поэтому от его выбора зависит качество и долговечность роботы машины. А чтобы грамотно подобрать эту неотъемлемую часть любого механизма, нужно хорошо разобраться в этом вопросе.

В нынешнее время существует довольно большое количество разновидностей двигателей. В основном квалификация двигателей происходит по следующей схеме:

В соответствии с расположением распределительного вала. В соответствии с расположением клапанов.

Дальше двигатели принято распределять на целые ряды подтипов. Но важно перед этим разобраться именно со второй позицией, ведь от нее в большей степени зависит насколько мощным и выносливым будет двигатель. В соответствии с расположением клапанов, двигатели бывают нижнеклапанные, верхнеклапанные и соответственно со смешанным расположением клапанов.

Особенности роботы нижнеклапанного двигателя

Большинство двигателей работают по схеме ДВЗ (двигатель внутреннего сгорания), для.

В принципе, все четырехтактные двигатели похожи, они отличаются только расположением и приводом впускных и выпускных клапанов. Как и многое другое в мотоцикле, стремление достичь высоких скоростей и мощностей привело к существенному усовершенствованию четырехтактного двигателя. Ниже рассмотрены различные схемы, начиная с нижнеклапанной, которая, несмотря не то, что во многом устарела, послужит для демонстрации степени развития современных конструкций с верхним распредвалом.

Нижнеклапанный механизм газораспределения (SV)Править

Конструкция нижнеклапанного механизма

Нижнеклапанный двигатель является относительно простой реализацией четырехтактного цикла, в нем используется минимум деталей для передачи усилия от распредвала к клапану. Привод распредвала осуществляется шестеренчатой или цепной передачей, расположенной рядом с коленчатым валом. Кулачки опираются на толкатели. которые представляют собой короткие штанги, перемещающиеся параллельно оси.

Многие задаются вопросом, какие двигатели лучше, верхневальные или нижневальные? В этой статье описываются их плюсы и минусы.

Как устроены двигатели?

Нижневальный двигатель. Распределительный вал расположен внизу блока цилиндров, и связан с коленчатым валом двумя шестернями. Соотношение тут такое же, как и у верхневальных, 1:2, поэтому распределительный вал вращается со скоростью в два раза меньшей, чем коленчатый. Распределительный вал двигает штанги толкателей клапанов, а те в свою очередь двигают клапаны.
Верхневальный двигатель. Распределительный вал расположен сверху, в головке блока цилиндров. Приводится в действие цепью или ремнем. Распределительный вал напрямую двигает толкатели клапанов. При использовании двух распределительных валов каждый цилиндр получает не два, а четыре клапана, что увеличивает скорость наполнения и освобождения цилиндров, а значит, уменьшает потери мощности. Толкатели клапанов легче, поэтому могут работать на более высоких.

Просмотр полной версии : Так уж и плохи нижневальные моторы?

Уже давно, примерно год назад, купил «авторевю» с подробным описанием британского «бентли — мьюлсан». Машина шикарная и дорогая, на рублёвке ещё недавно висели её рекламные плакаты. Какого же было моё удивление, что в этом «бентли» нижневальная восьмёрка родом из 50-х. И это в дорогущей машине!
Про мотор там отдельная статья. Точно не помню, но восьмёрка более шести литров объёма, двумя клапанами на цилиндр и их штанговым приводом, чем не ЗМЗ 511? Однако англичане с течением времени грамотно дорабатывали мотор, установили в него какой — то хитрый распредвал с изменяемыми фазами газораспределения, одну турбину, которую впоследствии сменили две поменьше. И ничего, шустрый «мьюлсан», да и мотор неплохие ттх выдаёт, пока журнал не нашел, как найду, отпишу ттх «мьюлсана» и его двигателя.
Так вот и думаю, почему нижневальники у нас только что не пинают, а англичане.

В нашей сегодняшней статье речь пойдет о том, какие бывают типы ГРМ. Такие основы полезно знать каждому автовладельцу, потому что они прилично помогают при самостоятельном ремонте автомобиля. Двигатель с системой ГРМ DOHC
Содержание:
Типы привода ГРМ
Что такое распредвал
Типы ГРМ

В каждом газораспределительном механизме имеется привод от коленчатого вала. Он может быть изготовлен либо в виде ремня, либо в виде шестерни от коленвала, либо в виде цепи. Каждый привод имеет свои недостатки и преимущества.

Типы привода ГРМ

Существует три основных типа приводов, есть и другие, но они не используются на серийных автомобилях:

Ремень обладает меньшей шумностью при работе, однако, его обрыв часто приводит к повреждению клапанов. Недостаточный натяг приводит к перескакиванию и смещению фаз, соответственно, к трудному запуску, нестабильному холостому ходу, неполной мощности двигатель и т. д. Цепь тоже имеет.

Оппозитный двигатель представляет собой двигатель внутреннего сгорания, где ряды цилиндров располагаются оппозитно (друг напротив друга) и вращают расположенный между ними коленчатый вал. Если говорить проще, это тот же V образный двигатель только с углом развала 180°.

Плюсы оппозитного двигателя.

Такое расположение элементов двигателя выбрано не случайно. В первую очередь автомобили с двигателями такой компоновки имеют низкий центр тяжести, который достигается благодаря тому, что оппозитный плоский двигатель как нельзя лучше располагается внизу моторного отсека. Более легкое навесное оборудование размещается уже над ним. Подобная характеристика позволяет автомобили быть более устойчивым на дороге, что немаловажно на больших скоростях.

Вторым основным плюсом такого двигателя является равномерность его работы и уравновешенность. Это достигается благодаря оппозитному расположению цилиндров, где вибрационные.

Устройство ГРМ

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания – наиболее распространенный силовой агрегат, использующийся в современном автомобилестроении. Свое название он получил по количеству фаз, необходимых для осуществления одного цикла работы, или поворота коленчатого вала на 720 градусов. Фаза впрыска топлива или топливно-воздушной смеси, сжатие рабочего тела поршнем, рабочий ход и выпуск отработанных газов. В модели идеального двигателя все фазы разнесены во времени, перекрытие между ними отсутствует, что, в свою очередь, обеспечивает получение максимально возможных рабочих значений мощности, крутящего момента и оборотов двигателя. На практике, к сожалению, дела обстоят несколько хуже. Устройство газораспределительного механизма, отвечающего за исполнение фазы впрыска топлива и удаление выхлопных газов, его схема и принцип работы – основная тема данной статьи.

Общая схема и взаимодействие частей

Своевременное открытие впускных и выхлопных клапанов в.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

О газораспределительных механизмах карбюраторных двухтактных двигателей см. Двухтактный двигатель

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм управления фазами газораспределения двигателя внутреннего сгорания.

Состоит из распределительного вала — или нескольких валов — и механизмов привода к ним, клапанов, открывающих и закрывающих впускные и выхлопные отверстия в камерах сгорания, и передаточных звеньев — толкателей, штанг, коромысел и некоторых вспомогательных деталей (регулировочных элементов, клапанных пружин, системы поворота клапанов и проч.)

Система привода распределительного вала в любом случае обеспечивает его вращение с угловой скоростью, равной 1/2 угловой скорости коленвала.

Классификация ГРМ

Классифицирующими признаками для конструкции газораспределительного механизма являются расположение клапанов и распределительного вала.

По расположению клапанов выделяют двигатели:

Мне всегда нравился этот движок) Грубоватый, устаревший, кошмарно тяжелый (цилиндры отлиты не из алюминия а из чугуна), но что-то в нем есть. Такое же притягательное и искомо наше, как американских дух в чоперрах Harley Davidson и Indian.
Немного теории)))

Оппозитный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором угол между рядами цилиндров составляет 180 градусов. В автомобильной и мототехнике оппозитный двигатель применяется для снижения центра тяжести, вместо традиционного V-образного, также оппозитное расположение поршней позволяет им взаимно нейтрализовывать вибрации, благодаря чему двигатель имеет более плавную рабочую характеристику.

Компания Porsche использует его в большинстве своих спортивных и гоночных моделях, таких как Porsche 997, Porsche 987 Boxster и другие. Оппозитный двигатель является также отличительной чертой автомобилей марки Subaru, который устанавливается практически во все модели Subaru c 1963 года. В производстве.

Нижнеклапанный двигатель плюсы и минусы

Сообщение Громыч » 16 апр 2010, 13:05

Сообщение Саня » 16 апр 2010, 13:38

Сообщение lunatik-1 » 16 апр 2010, 14:16

Сообщение Shurinex » 16 апр 2010, 14:33

Сообщение lunatik-1 » 16 апр 2010, 14:37

найти спаленный клапан? Лениво очень, чес слово.

Есть встречное предложение: поскольку ответ вероятно всё-же один, выложите свои мысли повторно, хоть цитатами.
Тема ретро-Мотора сегодня будет зачищена

Сообщение lunatik-1 » 16 апр 2010, 14:45

Сообщение Саня » 16 апр 2010, 15:00

Может модератором темы топик стартера сделать, он проверенную и подтверждённую инфу будет в первое сообщение добавлять красным цветом, а остальное, не проверенное по мере необходимости удалять.

Могу только к сказанному ранее, но в другой теме добавить, что довести СЗД мне до детонации на 76 бензине удавалось, когда со скоростью около 10 км/ч на тракторе в натяг, то есть примерно 2-2,5 тыс оборотов тянул около 2-3, мож 4 куба сырых дров, по сырой пещаной дороге, а когда опережение было не 3, а около 6 мм, (вроде 3 по норме, точно не помню), но тесть поставил точно в 2 раза больше на слух, чтобы тянул лучше, то до детонационного нагрева доходил на раз-два.

Для особливо умных. кто попытается доказывать что детонация от температуры не зависит, напомню, что скорость горения топлива, а также его способность к воспламенению зависят в том числе и от температуры смеси, чем она выше, тем быстрей эта скорость и выше склонность к детонации.

По тому возможно ещё от прогара клапанов может помочь создание оптимальной температуры двигателя, но на воздушном охлаждении это очень трудно реализовать, если только электропривод

Сообщение Shurinex » 16 апр 2010, 15:25

Shurinex писал(а): Можно ликбез. Общий.?

Октановое число бензина, численно приравнено к октановому числу смеси в процентном содержании, изооктана имеющего наибольшую степень детонационной стойкости и н-гептана имеющего наименьшую детонационную стойкость.
Детонационные стойкости топлив зависят от режимов испытания или от условий протекания процессов горения.

Чем выше степень сжатия (т.е. жестче условия горения), тем больше должно иметь топливо (бензин) октановое число.

Таким образом если в двигатель с относительно низкой степенью сжатия заправлять высокооктановый бензин, то нежелательной детонации топлива не возникает.
НО температура горения этого высокооктанового топлива, как правило может быть выше.
Что и приводит к локальным перегревам теплонапряженных деталей ЦПГ.
Вероятнее всего прогорает поршень или прокладка головки (головка), если они сделаны из алюминиевого сплава. Который как известно имеет меньшую температуру плавления чем, те жи клапана.
Особенно, это касается двигателей с воздушным охлаждением, и двухтактных.
В силу их большей теплонапряженности и трудностью с теплопередачей.

Shurinex писал(а):
Я допускаю, кто-то лично видел прогоревшие клапана.
НО, касательно мотора этого, на ГАЗ-51,который был сильно форсирован производителем!
Это значит заправлять форсированный мотор- низкооктановым бензином
Отсюда все проблемы с клапанами, баббитом и детонацией топлива.

«Вместе с тем, при нарушении правил эксплуатации — длительной работе на высоких оборотах — мотор быстро выходил из строя из-за выплавления баббита из биметаллических коренных вкладышей коленвала. Здесь вносили свою лепту и местами не очень продуманная конструкция (недостаточная подача масла, само применение сталебаббитовых вкладышей), и «грузовая» главная пара заднего моста с большим передаточным отношением, которая при отсутствии повышающей передачи способствовала «перекручиванию» предназначенного в большей степени для легковых автомобилей низкооборотного мотора. Поэтому максимальная практическая скорость автомобиля не превышала 70 км/ч вне зависимости от дорожных условий, что гарантировало высокий ресурс и долговечность двигателя.»

Прогар поршней, прокладок головок (головок), клапанов и других теплонапряженных деталей является следствием неправильной эксплуатации, применением не соответствующего топлива, не следование требованиям производителя по «бережному» отношению к мотору или незнание их.

Кроме того зачастую, подобые поломки возникают на двигателях которые уже подвергались серьезному форсированию производителем и(или) имеют ограниченный ресурс.

Крооме того особенности протекания процессов горения у двигателей с нижним расположением клапанов, увеличенной площадью поверхности камеры сгорания, малой площадью теплоотдачи клапанов способствует появлению таких поломок.

Также не исключены случаи применения топлива без рекомендованных антидетонационных присадок для некоторых моторов.
——————————————————————————
PS/ Все выше написанное является плодом моего воображения, не претендует на истину в первой инстанции и подлежит обязательному уточнению и проверки.
То есть, если ошибаюсь — поправьте.

Характеристика нижнеклапанных ГРМ

Все детали ГРМ этого типа находятся внутри блока, что позволяет получить очень компактный двигатель. Распределительный вал находится в общем картере с коленвалом, что упрощает систему смазки и повышает безотказность, отсутствуют промежуточные передаточные звенья между кулачками распредвала и клапанами (коромысла, рокеры, рычаги и т. п.), нет необходимости в сложных уплотнениях стержней клапанов (маслосъёмные колпачки).

Главный минус нижнеклапанной компоновки — обусловленная перевёрнутым расположением клапанов специфическая компоновка впускного и выпускного трактов, приводящая к снижению удельных характеристик двигателя. Из-за связанного с ней сложного пути бензовоздушной смеси, поток которой при входе в цилиндр резко меняет направление движения, повышается сопротивление на впуске и значительно ухудшается наполнение цилиндров, в особенности на высоких оборотах. Как следствие — в большинстве случаев нижнеклапанный двигатель получается тихоходным и неэкономичным, с низкой удельной мощностью. [5]

Камеры сгорания нижнеклапанного мотора имеют сложную форму и из-за этого как правило не подвергаются механической обработке, сохраняя шероховатую поверхность, полученную при отливке, что ещё больше снижает показатели двигателя и является причиной появления различий в объёме и, соответственно, характере работы камер сгорания одной головки. Длинные выпускные каналы, расположенные в блоке цилиндров, способствуют перегреву нижнеклапанного двигателя из-за дополнительного нагрева от горячих выхлопных газов.

Со смешанным расположением клапанов (тип IOE)

Также встречаются обозначения F-Head или IOE (Intake Over Exhaust — «впускной клапан над выпускным»). 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 — верхнее расположение впускных клапанов позволяет ощутимо улучшить наполнение цилиндров рабочей смесью. Как правило, такие двигатели переделывались из нижнеклапанных в качестве меры текущей модернизации, что зачастую было технологически проще и экономически выгоднее перехода к полностью верхнеклапанному мотору на основе того же блока цилиндров.

Такие двигатели широко применялись фирмами Rolls-Royce и Rover (включая внедорожники Land 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), а также способности работать на низкооктановом бензине без детонации.

Верхнеклапанные со штанговым приводом клапанов (тип OHV)

Данная конструкция ГРМ была изобретена Дэйвидом Данбаром Бьюиком (David Dunbar Buick) в самом начале XX века. У двигателей с таким ГРМ клапаны расположены в головке цилиндров, а распредвал — в блоке (англоязычное обозначение — OHV, OverHead Valve; также встречается I-Head, или Pushrod, то есть, «со штангами толкателей»). Разнесённые далеко друг от друга распределительный вал и клапаны вынуждают устанавливать между ними длинные передаточные звенья — штанги толкателей, передающие усилие от контактирующих с кулачками распредвала толкателей на коромысла, непосредственно приводящие в движение клапаны, что и является главной отличительной особенностью данной схемы ГРМ.

Положительная сторона ГРМ типа OHV — 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 (реже используется короткая пластинчато-зубчатая цепь Морзе, позволяющая достичь полной бесшумности привода, но из-за малой длины риск её растяжения намного ниже, чем при верхнем расположении распредвала; ременной привод используется лишь в виде исключения, например — на некоторых японских дизелях). Эксплуатационные нагрузки на детали ГРМ также оказываются сравнительно невысокими, чем обеспечивается высокая долговечность и нетребовательность к смазочным материалам. В V-образном двигателе данная схема газораспределения имеет дополнительное преимущество в том, что появляется возможность осуществить привод клапанов обеих головок от единственного распределительного вала, расположенного в развале блока.

Многие двигатели с ГРМ типа OHV 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 каждое коромысло опирается на отдельную опорную стойку в виде шпильки с полусферическим сегментом (ball seat), что характерно для американских двигателей; для рядных двигателей это в особенности касается габарита по высоте, а для V-образных — и высоты, и габаритной ширины.

Двигатели с распредвалом в головке цилиндров (тип OHC, SOHC)

Двигатель с одним верхним распределительным валом и клапанами в головке (Overhead Camshaft или SOHC — Single OverHead Camshaft).

В зависимости от конкретной конфигурации привода клапанов, выделяют двигатели с приводом клапанов коромыслами, рычагами (рокерами) или цилиндрическими толкателями.

В верхневальных двигателях с приводом клапанов коромыслами для привода клапанов используются коромысла — двуплечие рычаги, один из концов которых (обычно более короткий) находится в контакте с расположенным под ним кулачком распредвала, а второй (более длинный) — со стержнем клапана. В большинстве случаев коромысла расположены на общей оси, что облегчает сборку и разборку газораспределительного механизма. Такой привод клапанов обычно применяется на двигателях с полусферической или шатровой камерой сгорания, которые требуют расположения клапанов двумя рядами в виде буквы V, и в которых при использовании других типов привода клапанов пришлось бы использовать либо очень длинные рычаги, либо два распределительных вала, по одному на каждый ряд клапанов, что как правило является менее предпочтительным. Кроме того, благодаря расположению распределительного вала ниже коромысел головка блока получается сравнительно компактной по высоте (но зато имеет большую ширину). Примеры верхневальных двигателей с приводом клапанов коромыслами — «Москвич-412» (полусферическая камера сгорания), некоторые модели двигателей фирм BMW (полусферическая) и Honda (шатровая), 8-клапанный мотор Renault Logan (шатровая).

В верхневальных двигателях с приводом клапанов рычагами (рокерами) в качестве передаточного звена между кулачками распределительного вала и клапанами используются одноплечие рычаги (рычажные толкатели), опирающиеся на общую ось или на индивидуальные опорные стойки (упоры) в виде болта со сферической рабочей поверхностью, к которой рычаг прижимается силой специальной шпилечной пружины. Распределительный вал расположен над рычагами и толкает их примерно посередине. Данная схема сравнительно проста в реализации и дёшева, однако имеет повышенный уровень шумности, а поверхность контакта кулачка распределительного вала и рычага испытывает большие нагрузки, что требует высоких противозадирных характеристик смазочного масла. Кроме того, из-за расположения распределительного вала над рычагами головка цилиндров получается громоздкой по высоте (ширина зависит от конкретной компоновки, но в целом больше, чем при приводе клапанов цилиндрическими толкателями). Такой ГРМ характерен для двигателей «Жигулей» ВАЗ-2101…2107 и «Нивы» ВАЗ-2121, а также ряда других двигателей, преимущественно разработки 1960-х — 70-х годов.

В верхневальных двигателях с приводом клапанов цилиндрическими толкателями распределительный вал расположен непосредственно над стержнями клапанов и приводит их посредством коротких цилиндрических толкателей. Механизм привода получает очень простым и с минимальной инерцией деталей, что выгодно для высокооборотных двигателей, а головка цилиндров — достаточно компактной по всем направлениям. Однако регулировка клапанного зазора при такой конструкции привода клапанов вызывает значительные затруднения из-за затруднённого доступа к толкателям, поэтому современные моторы с таким ГРМ обычно имеют гидрокомпенсаторы клапанного зазора, встроенные в толкатели. Благодаря указанным выше преимуществам (простота, компактность, минимальная инерция) в настоящее время данный тип привода клапанов является наиболее распространённым на легковых автомобильных двигателях (как SOHC, так и DOHC).

Двигатели с двумя распредвалами (тип 2OHC / DOHC)

Эта схема является усложнённой разновидностью обычной OHC. В головке блока цилиндров расположены два распредвала, один из которых приводит впускные клапаны, второй — выпускные, при этом на каждый цилиндр приходится один впускной и один выпускной клапан.

Схема позволяет значительно увеличить количество оборотов коленчатого вала за счёт уменьшения инерции привода клапанов, следовательно, увеличить мощность, снимаемую с двигателя.

Мотоциклы Урал и Днепр

• Ridik @ ИКОВ+ДНЕПР=ПОМОГИ .
• человек @ ИКОВ+ДНЕПР=П� .
• Pilon (томск) @ Не могу от� .

Разделы

• Старый форум
  • Двигатель
  • Карбюраторы
  • Начинающим
  • Общие
  • Разговорчики
  • Трансмиссия
  • Химия
  • Ходовая
  • Электрика
• Фото Тюнинг

Новое на Форуме

• Багажник на Урал и не только
• Урал ИМЗ8. 103.10 — 1989 г.в. Принимаю советы по ремонту))
• купил м63, а что ж с ним сделать?
• Разговоры обо всём !
• Пропадает искра на свечах и на катушке зажигания.

Вопрос Знатокам про нижнеклапанные двигатели

В процессе изучения запасных частей, доставшихся вместе с мотоциклом было замечено:
один коленвал заметно отличается от других массивностью и аккуратностью обработки, а также приятной формой шатунов. Похоже что это родное колено от М72 пятидесятых годов. Хотя форма больше подходит для спортивного двигателя.
Вопрос: есть ли у кого-нить опыт эксплуатации такого колена?
Еще сильно интересует где можно найти ремонтные клапаны и от кого подходят пружины.
Вы сильно поможете, если предоставите для обработкки седел шарошки, и если есть развертка под направляющую. Советы по востановлению клапанного механизма приветствуются.

1) У М-72 колена форма, точная копия колена R-71,оно такое ставилось на пререходные модели межлу К-750 и К-750М, у меня в моём двигле такое стоит. Опыт с таким коленом несомненно у меня имеется, правда как ты уже знаешь не с родными поршнями, с перегрузом, к концу сезона начал слегонца постукивать левый сепаратор (Двиг с 1984 года, до меня дед который мне его продал носился по сёлам и пахате, ремонта не было ), но это покась фигня. ведь у меня есть запасной. С родными поршнями должно жить дольше. Советов накидаю попозже.

Вот это в натуре хищник! Только спросил, сразу ответил.
Barracuda, если я тебя правильно понял, то оно вполне жизнеспособно? Есть у меня идея изготовления оригинального колена с такими шатунами под 2108 поршни.
На прошлой неделе лечил зубы дома. В перерывах между походами к врачу наведывался в гараж — разбирал свои железки. Для интереса решил разобрать запасной двигун (1956гв). То, что я обнаружил меня приятно шокировало: двигатель разобрался без единой заминки, красота исполнения вызывает восхищение. На радостях разобрал и родную коробку. Оказалось, что построить новый мот заманчивей, чем переделать и отремонтировать то, что у меня ездило в том сезоне.
Раму от Днепра осенью на свалке нашел. Бак Кудесник с Федором (местный наш товарищ) подарили на днюху 12 декабря.
В общем, дым коромыслом. Надо только головы в порядок привести и нужны клапана ремонтного размера

По поводу ремонта клапанов: клапана по моему подходят от какого-то грузовика(вроде ЗИЛ,впускные) стебель протачивается,по втулкам была статья в МОТО ,если найду пришлю.

Кстати на днях хапнул два колена от К-750(за1500 Р.) 1956Г.В.на одном паз под шпонку маховика 9мм,Что за хрень

Сегодня обнаружил следующее:
газ 2410 имеет толщину направляющей 9мм
есть шарошки для газовского двигателя, в продаже
продаются и развертки на 9мм всякие разные
я бы себе купил, но мне два двига на ноги поставить и я буду над запорским колдовать. Не нравится мне современные. В общем на это надо около 30 убитых енотов, а у меня таких денег свободных не бывает — я все время на запчасти коплю. Может кому потом пригодятся девайсы?
Надо точно знать от кого подходят. От Зила я видел тоже продаются. На следующей неделе поеду по магазинам смотреть на них живьем.
Я бы еще по гаражам поискал, но надо точно знать что искать.

Эх перцы, разборка движков 72ого и касика воопче рекомендуется для нормализации пищеварения какминимум раз в квартал. Душа радуеца, вроде все примитивно а блиа как аккууратно сделанно, отливки красивые, места посадочные ровные.
Вот у меня картер есть МТ-10, так там смещение оси относительно отливки гдет 3 мм. Просто какойто обдолбанный мудак неправильно закрепил его на карусельно-токарном станке. Особенно это видно когда на него крышку и каробку садиш))))))))

з.ы. А шатун под ваз ненадо делать, просто втулку разворачиваеш и все.

так всётаки чем отличаются колена от касика и эмки ?

для kpect: Отличаются формой и весом щек и материалом из которого ини сделаны. Сталь сепараторов. И просто я себе специально подискивал колено от М-ки ибо они ходят как минимум вдвое дольше.

Как раз по рублю за кубик ГЫ!

Мужики, так про клапана что никто ничего не знает?

У мя есть полный чертеж клапана для касика с указанием материала и термообработки. Знаю что делают их из газоновских или зиловских но из каких точно-х его знает. Чертеж могу дать нераньше вторника а клапана пазырить какие к касику подходят из волговских нераньше понидельника.

У мя есть полный чертеж клапана для касика с указанием материала и термообработки. Знаю что делают их из газоновских или зиловских но из каких точно-х его знает. Чертеж могу дать нераньше вторника а клапана пазырить какие к касику подходят из волговских нераньше понидельника.

На сколько я помню впускной.

Да-да именно батенька впускной т.к. выпускные клапана ЗиЛ внутри стеблиа содержут натрий,так что проточить их не удастся

Я потратил выходные, доставая знакомых и незнакомых мужиков, удалось выяснить:

1. Клапана от ГАЗ 21 и новее нифига не подходят, так же как и от уаза — короткая штанга
2. Есть подозрение, что подойдут от Газ 51. Попробую проверить.
3. Зиловские имеют такую же длину штанги, но при 11мм вместо 9

Чертеж клапана есть на сайте
Вывод: ( 0 )

Господа, из всех ваших размышлений и разговоров я понял одно, покупать М-ку и К-сик не стоит, какие-то заморочки с запчастями. Хотел понимаешь вот купить, но теперь не буду. Непонял, а в магазине на моторной или сокольниках нет клапанов?

В сокольниках есть, я сегодня узнаю ремонтные они или нет.
Мне ремонтные нужны, да и денег жалко. 10$ за 4шт.
А про гемор — это как посмотреть

Стоит! Ещё как стоит. Поверь мне, нижнеклапанники — лучшее, что когда-либо производил наш мотопром!

Проверенно : В подвале на Сокольниках ремонтных клапанов нет!

Нижнеклапанный. дизель?!

Пояснение: автор не является профессиональным мотористом, но автор есмь системотехник-самоучка, то есть
приучился смотреть на проблему в комплексе, а не изучать глубоко отдельные аспекты, подобно тем слепцам из
притчи про слона.

Для начала ролик, в котором мой ровесник (1965 года) дизелёк Ruston 1WB весело качает воду:

[ Кому стало интересно — прошу под спойлер ]
Да, одна из родовых болезней ГРМ с нижним расположением клапанов — очень трудно получить высокую степень сжатия.
Ибо делаем больше клапана — растёт объём камеры сгорания и падает та самая СС.
Делаем клапана меньше диаметром — ужимается сечение каналов газообмена, соответственно падает мощность.
Можно ещё сделать двигатель очень длинноходным — получим увеличение нагрузки на детали КШМ и в лучшем случае рост
механических потерь. И вес совсем уже неприлично вырастет.
Из известных мне классических SV (sidevalve) двигателей самый «зажатый» — это D-motor LF26 с геометрической СС 8:1 и
объёмом 2,7 литра. Несмотря на внушительный объём установочная масса движка без учёта жидкости и батарейки, но с генератором и стартёром составляет всего 58 кг! Очень и очень недурно.

Но это же не дизель!
Угу. Для работы на тяжёлом топливе его надо зверски наддуть (атмосферы 2 минимум).
Или ставить свечу накаливания — получится недурной полудизель.

Где нижнеклапанный дизель, трах-тибидох!? — возопит выведенный из себя велеречивостью автора читатель.

Одноклапанный и нижнеклапанный дизель от фирмы Averican Diesel!

Оно же схематично и с пояснениями:

Ну и вид сверху схематично:

Кроме American Diesel одноклапанными конструкциями тогда баловались многие, даже авиамоторы были с одним клапаном,
правда почему-то с верхним.
Естественно с внутренним смесеобразованием, дабы не раскидывать топливо мимо цилиндров.
С дизелем Packard DR-980 в 1931 году самолётик Bellanca CH-300 Pacemaker продержался в воздухе без дозаправки 84 часа
33 минуты. Рекорд был побит только в 1986 году «Вояджером» Берта Рутана. Имеется ввиду рекорд продолжительности,
а не дальности полёта.

Плюшки у этой конструкции следующие:
1. Деталей ГРМ вдвое меньше.
2. Клапану работается легче, его воздухом на впуске охлаждает, а не только выхлопом жарит.
3. Можно устроить нижнеклапанный дизель 🙂

Минусы одноклапанников:
1. Прикрутить к нему глушитель с трудом ещё можно, а вот турбину уже нет.
2. Приводной нагнетатель тоже не поставишь.
3. Ну не в тренде это нынче! Сейчас в моде миниатюрные истеричные жужжалки, а не почтенные надёжные низкооборотные
моторы.

А как с малого объёма мощу снять? Правильно! 4 клапана на цилиндр, верхние распредвалы (инерцию снизить, обороты задрать) и турбонаддув вкрячить.
Получаем аццки перефорсированные капризные моторчики, что и требуется произвредителю.
Главное чтоб гарантийный срок отбегали, а там чем раньше подохнут — тем лучше.

(автор ностальгически рыдает, вспоминая гениальный тойотовский дизель 1HZ, один из последних настоящих моторов)

Что радует: в России нашлась умная голова и налог берут с мощности, а не с объёма. Спасибо тебе, неизвестный чиновник!

Одно из преимуществ «плоскоголовых» (flathead) движков — малое лобовое сечение даже при оппозитной или звездообразной
компоновке.
Но кому оно надо? Только в малой авиации, однако товарищи авиастроители будут и дальше покупать импортные движки по
негуманным ценам, поскольку отбить затраты на разработку и производственную оснастку при наших объёмах строительства
мелких летательных аппаратов нереально.

Эх, недурно смотрелся бы нижнеодноклапанный дизель на мотодельте или двух-трёхместном самолётике!
Особенно если задавить в разработчиках гнусную гидру перфекционизма, которая вездессуща и многогадяща еси.
Присутствует тварь практически в любой отечественной конструкторской деятельности, а уж если изобретатель затесался.
Насмотрелся я в своё время на такое. И не только насмотрелся, но и наборолся.
Теперь очень хорошо понимаю, почему некоторых товарищей с излишне буйной фантазией в своё время к стенке прислонили.

Да, скоро будут ещё истории про поршневые моторы не совсем обычных конструкций.

Поделиться:

Плюсы и минусы «слабых» двигателей

Все статьи
Полезные советы

19 декабря, 2017

6 196

Ссылка скопирована в буфер обмена

Ссылка скопирована в буфер обмена

Поделиться

Почти для каждой модели автомобилей производители предлагают несколько вариантов двигателей. Это выгодно с маркетинговой точки зрения сразу по нескольким причинам. Во-первых, у покупателя создается иллюзия выбора. Во-вторых, базовый мотор позволяет снизить цену и указать в рекламных буклетах «красивую» минимальную стоимость, которой можно привлечь внимание. Но обычно таких «базовых» моторов машинам либо хватает впритык, либо откровенно не хватает. Рассмотрим плюсы и минусы покупки машины с самым «слабым» двигателем.

Прежде всего попробуем разобраться, что такое «слабый» мотор. Для каждого автомобиля это понятие индивидуально. Если хэтчбек класса А с двигателем 1,6 будет ракетой, то полноразмерный седан с таким мотором придется толкать в гору, ибо сам он туда не заедет. Все зависит от веса и энерговооруженности машины, «обязательных» формул не существует, но обычно можно отталкиваться от соотношения 1,2-1,4 литра объема на тонну веса снаряженной массы. Если объем меньше, то двигатель уже можно считать слабым.

Главными преимуществами «слабых» моторов можно считать невысокий транспортный налог, более дешевую страховку, а также меньшую стоимость самого автомобиля. Это позволяет экономить в условиях ограниченного бюджета.

В чем проблема таких моторов? Самая главная – нехватка мощности. Если в пробках все равно на чем ползти, то стоит выехать на трассу, как малолитражные силовые агрегаты сдают, особенно если в машине установлена АКПП и кондиционер. Они забирают на себя часть и так невеликой мощности.

Может, это компенсируется экономичностью? Не всегда. В пробке, когда машина работает по большей части на холостых оборотах, «слабый» двигатель действительно может показать неплохие результаты. Но при динамичной езде об экономии топлива стоит забыть, ведь для того, чтобы такой двигатель ехал, его приходится нещадно крутить и выжимать все соки, а это чревато и повышением расхода, и сокращением ресурса.

Вот еще одна проблема. Современные «слабые» моторы обычно делают из алюминиевых сплавов, у них невысокая ремонтопригодность и для них желательно более частое техобслуживание, чтобы они не вышли из строя на малых пробегах. Двигатели большего объема, наоборот, работают в полсилы и живут при прочих равных гораздо дольше. Положительно на их ресурсе сказывается и тот факт, что объемные моторы быстрее прогреваются зимой. Значит, они меньше времени работают в условиях недогрева, который вреден для двигателя. Если моторы в 2-3 литра прогреваются до 60 градусов в мороз примерно за 5 минут, работая на холостых оборотах, то малолитражке на это потребуется около 15 минут, да и то при условии езды под нагрузкой.

Сегодня многие производители пытаются компенсировать недостатки «слабых» двигателей, оснащая их турбинами. У таких автомобилей возрастает мощность, они уже не выглядят «ущербными» в потоке, но и нагрузка на мотор становится выше, а его ресурс сокращается еще больше. Для тех, кто покупает автомобиль на вторичном рынке, это очень важный фактор — стоит серьезно подумать прежде чем купить с рук машину с турбированным двигателем.

Какие выводы можно сделать? «Слабый» мотор подойдет, если вы ездите только по городу, с механической коробкой передач и не перевозите много пассажиров и грузов. Однако такой мотор противопоказан тем, кто планирует возить семью, грузы, таскать прицеп или много ездить по трассе. Так что если у вас есть возможность приобрести мотор большего объема и мощности, то следует остановиться именно на таком варианте.

И, конечно, каким ни был мотор, главное – его исправность, особенно для б/у транспорта. Двигатель даже самой большой мощности не гарантирует отличное функционирование авто, если в нем имеются неисправности. Обратитесь за технической проверкой к профессионалам и будьте уверены в своем автомобиле.

19 декабря, 2017

6 196

Ссылка скопирована в буфер обмена

Ссылка скопирована в буфер обмена

Поделиться

Почитать ещё

Автоподставы: ТОП-7 комбинаций вымогательства на дороге

3 Грубейших ошибки при покупке поддержанного автомобиля

Паника авторынка 2022. Что делать покупателю: брать машину или подождать?

Как купить первый автомобиль – какую машину выбрать новичку?

Subaru Forester IV (SJ) – так ли надёжен и прост японский «лесник»? Проблемы. Технические характеристики.

Lexus RX AL10 – слабые места сильной машины. Комплектации. Технические характеристики.

Ещё больше интересных постов в наших соц.сетях

Автоподставы: ТОП-7 комбинаций вымогательства на дороге

3 Грубейших ошибки при покупке поддержанного автомобиля

Скидка 5% подписчикам наших соц.сетей

Другие разделы

У вас есть вопросы или необходима консультация?

Заполните форму и наш специалист ответит на все возникшие вопросы!

Соглашаюсь на обработку персональных
данных согласно условиям

{{{title}}}

{{{text}}}

Газораспределительный механизм двигателя — презентация онлайн

1.

Газораспреде- лительный механизм

Газораспределительный
механизм
1-ЭТМК-2
Маркевич А.
• Газораспределительный механизм
предназначен для впуска в цилиндры
двигателя горючей смеси в
классических бензиновых двигателях
или воздуха в дизелях и выпуска
отработавших газов в соответствии с
рабочим циклом, а также для
обеспечения надежной изоляции
камеры сгорания от окружающей
среды во время тактов сжатия и
рабочего хода.
• Состоит из распределительного вала — или
нескольких валов — и механизмов привода к ним,
клапанов, открывающих и закрывающих впускные и
выпускные отверстия в камерах сгорания, и
передаточных звеньев — толкателей, штанг,
коромысел и некоторых вспомогательных деталей
(регулировочных элементов, клапанных пружин,
системы поворота клапанов и проч.)

4. Распределительного вала (1 или несколько)

Кулачки распредвала – важнейшая
составная часть. Их количество
соответствует количеству впускных и
выпускных клапанов двигателя. Именно
кулачки и выполняют основное
назначение распредвала – регулировка
Изготавливается из:
фаз газораспределения двигателя и
1. отпущенной высокоуглеродистой
стали цилиндров.
порядок работы
2. Чугуна
• Газораспределительная фаза распредвала подбирается
опытным путём, и зависит от конструкции впускных
и выпускных клапанов и числа оборотов двигателя.
Производители для каждой модели двигателя
указывают фазы распредвала в виде диаграмм или
таблиц
• Привод распредвалов зубчатым ремнем
является в настоящее время наиболее
распространенным на легковых
автомобилях. Зубчатый ремень
находится вне объёма, 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.

8. Цепной привод ГРМ

Является распространенным в верхнем ценовом сегменте
легковых автомобилей, используется в двигателях грузовых
автомобилей. Цепь обычно сдвоенная, находится в объёме
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.
Сильно изношенная цепь может растягиваться и
перескакивать через несколько зубьев звёздочки — к
катастрофическим для мотора последствиям это не приводит,
но вызывает смещение фаз газораспределения
Цепной привод ГРМ

9. Клапана

Клапан состоит из
Впускной клапан:
стержня
и
хромистая сталь
тарельчатой
плоскости.
Выпускной клапан:
Жаростойкая сталь
Головка
впускного
клапана по
диаметру больше,
чем выпускного.

10. Коромысла

• Коромысла представляют собой двуплечие рычаги и
служат для изменения направления движения,
передаваемого от штанги к клапану. Коромысла, как
правило, имеют плечи разной длины. Плечо, обращенное к
клапану, всегда бываете 1,5— 2,0 раза больше плеча со
стороны штанги. Благодаря этому удается обеспечить
необходимую высоту подъема клапанов при значительно
меньших перемещениях толкателей и штанг. Это снижает
инерционные нагрузки в механизме газораспределения и
повышает его долговечность.В коротком плече коромысла
существует винт для регулировки теплового зазора.
Коромысла отливают из чугуна
и стали методом точного литья
или штампуют из стали
Коромысла

11. Штанга

• Штанга предназначена для
передачи усилия от толкателя к
коромыслу. Одним концом
штанга упирается в толкатель, а
другимнаиболее
— в регулировочный
Поскольку
частой неисправностью
Стержни штанг изготавливают из
штанги
является
продольный изгиб, при ремонте
болт
коромысла.
малоуглеродистой стали или
двигателя все штанги обязательно проверяют на
алюминиевого сплава.
прямолинейность
• Нижнеклапанный двигатель (с боковым
расположением клапанов, 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.

13. Плюсы:

1. малая шумность
2. простота в изготовлении и обслуживании
3. отсутствие опасности касания клапанов и
поршня при неправильной установке угла
распределительного вала
4. очень компактный двигатель
5. распределительный вал находится в общем картере с
коленвалом, что упрощает систему смазки и
повышает безотказность
6. отсутствуют промежуточные передаточные звенья
между кулачками распредвала и клапанами

14. Минусы:

• из-за сложного пути бензовоздушной смеси значительно
ухудшается наполнение цилиндров, в особенности на
высоких оборотах
• из-за сложного пути бензовоздушной смеси значительно
ухудшается наполнение цилиндров, в особенности на
высоких оборотах
• вынуждает конструкторов придавать камере сгорания
сильно вытянутую форму и не даёт уменьшить её объём, а
это, в свою очередь, не позволяет увеличить степень
сжатия, что является наиболее простым и эффективным
способом повышения удельной мощности, выше 7÷7,5:1
Минусы:

15.

Со смешанным расположением клапанов

• Также встречается обозначение — F-Head. У такого
двигателя обычно впускные клапаны находятся в
головке блока, как у верхнеклапанного мотора, и
приводятся в действие при помощи штангтолкателей, а выпускные — в блоке, как у
нижнеклапанного двигателя. Распределительный
вал был один и был расположен в блоке, как у
обычного нижнеклапанного мотора.
Со смешанным
расположением
клапанов
• Эта схема обладает тем преимуществом, что её мощность
ощутимо выше, чем у «чистого» нижнеклапанного. Как
правило,
такие двигатели
переделывались
из фирмами
Такие
двигатели
широко
применялись
нижнеклапанных в качестве меры текущей модернизации.
Rolls-Royce
и Rover благодаря их высокой
• Подобные «полуверхнеклапанные» переделки
надёжности
как по сравнению с нижнеклапанными
существовали и в СССР — это были спортивные
(из-за
хорошего
верхних
клапанов),
двигатели
на базе охлаждения
агрегатов автомобилей
«Москвич»,
и ЗИМ. Выигрыш
в мощности,
в сочетании с
так«Победа»
и по сравнению
с ранними
верхнеклапанными
иными мерами(из-за
форсировки,
значительным
— штангдо
двигателями
вдвоебыл
меньшего
числа
20…40 л.с., при исходной мощности самих указанных
толкателей).
двигателей в 35, 50 и 90 л.с., соответственно.
С широким распространением «настоящих»
верхнеклапанных двигателей, эта схема почти
полностью вышла из употребления. Тем не менее,
последний такой двигатель был выпущен фирмой
«Willys» в 1970-х годах.

17. 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»). Привод клапанов — штангамитолкателями через коромысла.
Верхнеклапанные с
приводом клапанов
толкателями (тип OHV)
• относительно простая конструкция
• используется простой и надёжный привод
распределительного вала шестернями, что исключает
возможность разрыва ремня ГРМ или «перескакивание»
цепи в механизме с цепным приводом.
• эксплуатационные нагрузки на детали ГРМ также
оказываются сравнительно невысокими.
• более компактны по сравнению с верхневальными, так как
у них отсутствует расположенный сверху в головке блока
распределительный вал
Плюсы

19. минусы

• большая инерционность такого механизма
газораспределения, что несколько ограничивает
безопасные максимальные обороты коленчатого
вала двигателя
• такая схема затрудняет использование более двух
клапанов на цилиндр
• двигатели этой схемы сравнительно низкооборотные
и относительно тихоходные, но с гибкой моментной
характеристикой.
минусы

20. Двигатели с распредвалом в головке цилиндров

• Overhead Camshaft или SOHC — Single OverHead
Camshaft
• 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
• В зависимости от конкретной конфигурации привода
клапанов, выделяют двигатели с:
Двигатели с
распредвалом в головке
цилиндров

21.

Приводом клапанов коромыслами

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

22. Приводом клапанов рычагами / рокерами

• (ВАЗ-2101 — 2107 и некоторые другие моторы) —
распредвал над расположенными в ряд клапанами,
приводит их посредством рычагов, опирающихся на
ось или шаровую опору, толкая их кулачками
примерно посередине; минус — повышенная
шумность, высокие нагрузки в месте контакта
кулачков вала и рычагов.
Приводом клапанов
рычагами / рокерами

23. 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.
Приводом клапанов
толкателями

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

• DOHC с двумя клапанами на цилиндр. Эта схема
является усложнённой разновидностью обычной
OHC. В головке блока цилиндров расположены два
Схема
позволяет
значительно
увеличить
распредвала,
один из которых
приводит впускные
клапаны, второй
— выпускные.
Эта схема
количество
оборотов
коленчатого
вала за
применялась в 1960-х — 1970-х годах на
счёт
уменьшения двигателях
его инерции,
высокопотенциальных
таких автомобилей,
как Fiat 125, Jaguar, Alfa
Romeo.
следовательно,
увеличить
мощность,
Двигатель с двумя
распредвалами в
головке
цилиндров
снимаемую с двигателя
(Double OverHead
Camshaft).

25. DOHC с четырьмя и более клапанами на цилиндр

Однако такой двигатель из-за быстрого
очищения цилиндра более чувствителен к
• Два распредвала, каждый из которых приводит свой
длительности
фазы
перекрытия
клапанов
ряд клапанов. Как правило, один распредвал толкает
два впускных
клапана,
другой — два выпускных.
(когда
открыты
одновременно
впускные и
• Привод клапанов,
как правило,
толкателями.
выпускные
клапаны)
— при
высокой
• Схема даёт большое преимущество по мощностной
скорости
длительность
отдаче, особенно
на высоких фазы
оборотахдолжна
— за счёт быть
лучшего
наполнения
цилиндра.
больше
для
лучшей
очистки цилиндров,
DOHC
четырьмя
однако
на с
низких
оборотах и
это приводит
к потерям
заряда
горючей
смеси
и
более клапанами на
снижению эффективности работы.
цилиндр

26. Десмодромный газораспределительный механизм

• В нём используются два распределительных вала
(либо один, но с кулачками сложной формы): один
перемещает клапаны вниз, второй — вверх.
Клапанные пружины отсутствуют.
• Десмодромный механизм имеет много прецизионных
деталей, очень трудоёмок и дорог в изготовлении,
требует высочайшего качества смазочного масла.
Этот механизм применялся на ряде гоночных
автомобилей
Десмодромный
газораспределительны
й механизм
• Двигатели с десмодромным газораспределением
могут работать на оборотах, недоступных для
обычных клапанных механизмов с пружинами, у
которых при определённых оборотах коленчатого
вала 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), что приводит к выходу
двигателя из строя.

28. ГРМ с изменяемыми фазами газораспределения

• Большинство производителей автомобилей мирового
уровня предлагают на некоторых своих двигателях
систему изменения фаз газораспределения, которая
регулирует параметры открытия клапанов в
соответствии со скоростью вращения и нагрузкой на
двигатель, благодаря чему достигается более
эффективное использование мощности двигателя,
снижается расход топлива, снижается загрязнённость
выхлопа
ГРМ с изменяемыми
фазами
газораспределения
• Аббревиатура полностью
расшифровывается следующим
образом — Variable Valve Timing and
Lift Electronic Control. В переводе на
русский — это электронная система
управления временем открытия и
высотой подъема клапанов. Или
проще: электронная система
регулировки фаз газораспределения.
• В зоне низких оборотов VTEC
обеспечивает экономичный режим
работы двигателя на обедненной
топливно-воздушной смеси. На средних
оборотах фазы газораспределения
изменяются так, чтобы получить
максимальный крутящий момент. Ну, а
когда обороты двигателя высокие,
система считает, что уж не до экономии,
главное — получить максимальную
мощность.
• Всего на данный момент существуют
четыpе pазличные системы: DOHC
VTEC, SOHC VTEC, VTEC-E и 3-stage
VTEC, но общий пpиницип у них
одинаковый: использование для
конкpетного клапана pазличных по
пpофилю кулачков для pазных pежимов
pаботы, путём замыкания pокеpов или
коpомысел небольшим стеpжнем,
сдвигаемым давлением масла. Т.е., как
видно, система очень пpоста и надёжна.
• 3 впускных 2 выпускных клапана
• В некоторых двигателях использовался привод
распределительного вала промежуточным валом с
коническими шестернями на концах, примеры —
двигатели американской фирмы Crosley, танковый
дизель В-2 (последний имеет 4 клапана на цилиндр).

Двигатель ГАЗ 21: характеристики, применяемость, обслуживание

Технические характеристики

Мотор ГАЗ 21, он же ЗМЗ 21/21А обладал достаточно высокими техническими характеристиками. На то время почти все Волги оснащались двигателями объемом 2,5 литра, кроме экспортных вариантов, которые для советского человека были почти не доступны. Так в 60-е годы практически все водители хотели иметь 21-ю модель ГАЗа, что было показателем престижа и достатка.

Силовой агрегат был разработан на базе не менее знаменитой модели — Ford Mainline. Также, некоторые элементы двигателя были взяты с других моделей американских автомобилей 50-х годов. Кроме Форда, схожие конструктивные особенности можно проследить в силовыми агрегатами — Plymouth Savoy, Chevrolet 210 DeLuxe, Kaiser Henry J и Opel Kapitän.

Рассмотрим, основные технические характеристики, которыми обладают двигатели ГАЗ-21:

ГАЗ-21Б

Наименование	Характеристика
Тип	Рядный
Топливо	Бензин
Система впрыска	Карбюратор
Объем	2,4 литра (2432 см. куб)
Мощность	65 лошадиных сил
Количество цилиндров	4
Количество клапанов	8
Диаметр цилиндра	88 мм
Расход	13 литров на 100 км
Система охлаждения	Жидкостное
Порядок работы цилиндров	1-2-4-3

ЗМЗ 21/21А

ЗМЗ 21Е/ 21Д

Наименование	Характеристика
Тип	Рядный
Топливо	Бензин
Система впрыска	Карбюратор
Объем	2,5 литра (2445 см. куб)
Мощность	80-85 лошадиных сил
Количество цилиндров	4
Количество клапанов	8
Диаметр цилиндра	95 мм
Расход	13 литров на 100 км
Система охлаждения	Жидкостное
Порядок работы цилиндров	1-2-4-3

Двигатель Perkins (экспортный вариант)

Двигатель Rover

Наименование	Характеристика
Тип	Рядный
Топливо	Дизель
Система впрыска	ТНВД
Объем	2,3 литра (2300 см. куб)
Мощность	65 лошадиных сил
Количество цилиндров	4
Количество клапанов	8
Система охлаждения	Жидкостное

Indenor XDP 4.90

Как видно, автомобиль ГАЗ 21 имел широкий выбор силовых агрегатов. Конечно, дизельные двигатели были экспортным вариантом, который поставлял в Европу. Особенно большое количество транспортных средств с маркировкой 21 получила Бельгия.

Технические характеристики двигателя ГАЗ 21

Так как двигатель Газ 21 имеет несколько модификаций, то технические характеристики будут даны для каждого в отдельности. Движок был изготовлен на базе известного в те годы мотора от компании Форд. По конструкции схож со следующими двигателями:

• Шевролет 210 Делюкс;
• Плимут Савой;
• Опель Капитан.

Газ Волга 21 получил широкое распространение в Европе. Объем двигателя почти все моторы данной модели имели двух с половиной кубовый. Жизненный ресурс двигателя отличался долголетием.

Внимание! Когда говорят о силовом агрегате Газ Волга 21 или просто Газ 21, то подразумевают мотор марки ЗМЗ 21. Первые модификации были оснащены цепной передачей. Занимался разработкой Горьковский автозавод, а в пятьдесят девятом его стали выпускать на заводе в Заволжье.

Теперь глянем на технические характеристики всех модификаций ЗМЗ 21.

ГАЗ 21Б

По конструкции этот двигатель ничем не отличается от ЗМЗ 402. Так произошло потому, что двадцать первый является прародителем четыреста второго. Но все же некоторые отличия есть. Например, помпа охлаждения устанавливалась на головку цилиндра, а сама ГБЦ была меньше современного.

Похожая статья Двигатель на Газель Некст: виды, объем и характеристики

ЗМЗ 21 21А

Как видно из данной таблицы, технические характеристики 21 а мотора никак особо не изменились. Инженеры усовершенствовали только размеры цилиндров, увеличив их. Соответственно увеличилась и мощь силового агрегата.

БЦ у движка литой с гильзами мокрого типа. Система охлаждения мотора жидкостная с принудительной циркуляцией. Алюминиевые поршни имеют палец со смещенным отверстием. Это сделано для того, чтобы снизить шумность движка. Отверстие смещенно на 1,5 мм вправо от центра.

ЗМЗ 21Е 21Д

Эта модификация мотора была последней, которые выпускались для СССР. Остальные изготавливались как экспортный вариант. Среди них были следующие модели:

• Rover;
• Indendor XDP 4.90;
• Perkins.

Эти модели являлись дизельными. Жизненный ресурс достигал 300 тысяч километров. Система впрыска была уже другой в отличие от бензинового. Здесь поступлением дизеля в камеру сгорания управлял ТНВД.

Вся Европа была завалена подобными движками. Но самое большое количество двигателей Газ 21 получила Бельгия.

По документам техническое обслуживание движков этой модели следовало проводить через каждые 12 тысяч километров, а дизельных вариантов – через 8 тысяч км. При подобном обслуживании при чем регулярном, мотор мог ходить без капитального ремонта больше 300 тысяч километров.

Внимание! Сейчас редко у кого можно встретить данный тип силового агрегата. В основном встречаются модифицированные, улучшенные, но все же изготовленные на этой базе моделей движки.

Отзывы на двигатель, плюсы и минусы

Многие из автовладельцев жалуются на частые неисправности двигателя Газ 21. Вот некоторые из поломок, которые ремонтируют:

Похожая статья Технические характеристики двигателя Мерседес ОМ 366 la 4 210ps

• протечка сальника. Половина движков модификации Газ 21 имеет течь заднего сальника;
• быстро изнашиваются направляющие выпускные клапаны;
• износ латунных втулок шатуна;
• кулачки распределительного вала тоже недолговечны.

На эти и некоторые другие поломки жалуются автовладельцы опытным мастерам. Поэтому двигатель стараются дорабатывать самостоятельно народные умельцы.

Например, вот, что делают опытные механики по заказу:

• растачивают цилиндры до 92 мм;
• устанавливают новый коленвал;
• ставят облегченный клапанный механизм.

Из плюсов выделяют высокие характеристики двигателя. Ведь большая часть силовых агрегатов служила более тридцати лет. Исправно ходят эти двигатели и сейчас, только доработанные.

Например, чтобы не перегревался движок, устанавливают электровентилятор. Для того чтобы мотор соответствовал современным эконормам, устанавливают специальные выхлопные трубы. Возможностей усовершенствования на самом деле много. Главное правильно все сделать. Так как например, при сильной расточке трескаются цилиндры. В этом случае мотор придется выкидывать на свалку.

Из преимуществ выделяется простота ремонта и технического обслуживания. В гаражных условиях обычный автовладелец сможет самостоятельно заменить масляные и топливные фильтры, помпу охлаждения, поменять масло.

Однако капитальный ремонт опытные механики рекомендуют проводить в сервис-центре по ремонту автомашин и двигателей.

Благодаря долголетию эти двигатели используют на ретро-автомобилях на показах и выставках, посвященных старым маркам транспортных средств. Подобные машины подросли в цене за последние годы, потому что очень много коллекционеров, которые желают заполучить один из таких раритетов себе в гараж.

Единственным вопросом остается один: насколько оригинальным является движок, который установлен в подобных раритетах. Все-таки года изрядно подъели мотор и без переделок здесь не обойтись.

Обслуживание мотора

Бензиновые моторы обслуживались довольно просто и по накатанной схеме. Так, межсервисное техническое обслуживание должно проводиться в диапазоне 10-12 тыс. км пробега. Что касается дизельных вариантов, то согласно сервисной документации, ТО проводится в приделах 8-10 тыс. км.

Поскольку автомобилю и двигателям больше чем полвека, то до нашего времени дошло не много оригинальных силовых агрегатов. В основном автомобилисты используют модифицированный или усовершенствованный мотор.

В техническое обслуживание двигателя входит замена масла и фильтров. Если эту процедуру проводить регулярно и в точности с рекомендациями завода изготовителя, то можно сохранить первоначальный ресурс в 250 000 км пробега.

К тому же, современные технологии позволяют это сделать. Так, использование полусинтетического качественного масла поможет не только сберечь ресурс двигателя, но и сохранить основные конструктивные элементы от повышенного износа.

Тюнинг и доработка

В последнее время стало популярным проводить тюнинг старых автомобилей. Так, автолюбители покупают автомобили с многолетней историей и дарят им новую жизнь. Кроме кузова дорабатывается также и двигатель. Конечно, чип тюнинга в данном моторе не предусмотрено, а вот провести расточку и добавить несколько дополнительных узлов можно, что поможет увеличить мощность.

Каким же образом проводится тюнинг мотора? Многие тюнинг-ателье предлагают заменить стандартный мотор на силовой агрегат зарубежного производства, с инжекторной системой впрыска. Но, не все автолюбители идут на это и стараются доработать старый силовой агрегат.

Двигатель растачивается до стандартных размеров ЗМЗ-24 — 92 мм. Это не всегда получается, да и существует вероятность того, что стенки между цилиндров треснут. Также, заказывается и устанавливается новый коленчатый вал. Заменяется клапанный механизм на более облегченный.

Чтобы улучшить впрыск топлива меняется впускной коллектор и карбюратор. Чтобы обеспечить получение полноценной воздушно-топливной смеси, необходимо заменить воздушный фильтр с нулевым сопротивлением. Для особых фанатов добавления мощности можно установить турбонагнетатель.

Неотъемлемым элементом доработки мотора является тюнинг системы охлаждения и выпуска отработанных газов. Так, вместо стандартной системы охлаждения в двигатель устанавливается силиконовые патрубки, доработанный водяной насос, а также алюминиевый радиатор.

Чтобы мотор не перегревался, к радиатору крепится электровентилятор принудительного включения. При этом датчик температуры располагается на радиаторе. Для полной уверенности, на силовой агрегат ставится модифицированный термостат.

Что касается системы выпуска отработанных газов, то на автомобильном рынке моно подобрать и найти подходящие варианты, поскольку ассортимент выбора достаточно широкий. Так, бельгийское тюнинг ателье Deht-Wretheer проводило доработку 21-й волги и устанавливало выхлопную производства TrialDWQ, производства Германии.

Ретро выставки

Мотор ГАЗ 21 в оригинальном исполнении очень цениться на ретро выставках, поскольку с каждым годом этих силовых агрегатов становится все меньше и меньше. Так, за последнее десятилетия, кроме тюнинга довольно большой популярностью стали пользоваться ретро автомобили.

Неотъемлемой частью этой культуры является и ГАЗ 21 со своим легендарным двигателем. Молодому поколению интересно, какие моторы устанавливались полвека назад, и на каких силовых агрегатах ездило целое поколение автомобилистов.

Как показывает практика, ретро автомобили ГАЗ 21 с оригинальным двигателем в последние годы значительно выросли в цене, поскольку все больше коллекционеров старается получить данное транспортное средство себе в коллекцию. Основополагающим вопросом, который задается перед осмотром автомобиля, является — оригинальный ли мотор установлен на транспортном средстве?

Ответы (1)

Российская Волга (ГАЗ 3110) оснащалась одним из трех двигателей. Это дизельный с турбонаддувом 2,1 литра (95 и 110 л.с.), бензиновый с карбюратором 2,4 литра (81 и 90 сил), и более современным инжекторным 2,3 л (131 и 150 сил).

Названия моторов. Карбюраторный двигатель имел индекс ЗМЗ-402 и выпускался еще с 1958-го года . Из плюсов можно отметить простую конструкцию, из минусов — большой расход топлива и частые поломки и старые устаревшие технологии. Этот двигатель устанавливался еще на Волгу 24.

Читать также: Ремонт турбины ауди а6

Более современный двигатель ЗМЗ-406 с распределенным впрыском топлива (инжектор) выпускался с 1997 года отличается более современной конструкцией, меньшим расходом топлива и большей производительностью, тяговитостью. Динамика мотора с механической коробкой передач — разгон с нуля до сотни занимает 13,5 сек, максимальная скорость 175 км/ч.

Турбодизельный мотор выпускался малыми объемами и не был популярным на Волгах. Выпускалось таких Волг не более 150 штук в год. Из плюсов можно отметить низкий расход топлива — до 7,1—8,5 л на 100 км пробега.

Когда говорят про двигатель для автомобиля ГАЗ 21, то подразумевают модель ЗМЗ 21. Но серийный выпуск «Волги» начался без участия этого двигателя внутреннего сгорания (ДВС), На первых образцах «двадцать первой» устанавливался усовершенствованный нижнеклапанный мотор М20 от «Победы». Лишь только спустя некоторое время новый силовой агрегат пошел в серию, прочно заняв лидерство.

Пример классической Волги 21 серого цвета

Вывод

Мотор ГАЗ 21 стал легендой целого поколения. Они верой и правдой служили 30 лет, а некоторые дошли до нашего времени. Так, двигатели, которые устанавливались на автомобиль, имели высокие технические характеристики и ресурс.

Провести обслуживание, ремонт и тюнинг силового агрегата достаточно просто. Так, любой автомобилист, который знаком с конструктивными особенностями мотора, сможет заменить масло и отремонтировать мелкие повреждения. Что касается капитального ремонта, то рекомендуется его проводить на автосервисе.

Немного из истории двигателя ЗМЗ 21

Новый верхнеклапанный двигатель для «Волги» М 21 (в дальнейшем ГАЗ 21) стал разрабатываться еще в 1954 году – поначалу он был оснащен цепной передачей. Но в серию не пошел, впервые доработанный ДВС появился в серии только с середины 1957 года, почти год спустя после начала производства автомобиля.

Сборкой двигателя сначала занимался Горьковский автозавод, но в ноябре 1959 года мотор для «Волги» стали выпускать в городе Заволжье горьковской области. Новый ДВС получил индекс ЗМЗ 21, и был в производстве вплоть до окончания выпуска автомобиля ГАЗ 21 (до 1970 года).

На сегодняшний день модель мотора ЗМЗ 21 могла бы считаться устаревшей, если бы не некоторые моменты. Дело в том, что Ульяновский моторный завод взял за основу модель этого двигателя.

Читать также: Мрэо жуков калужская область

Так выглядит двигатель ЗМЗ 21 установленный на двадцать первой Волге

А в 2000-х годах наконец-то в конструкции исчезла сальниковая набивка, коленвал получил задний сальник от ВАЗ 2108.

Современный трехлитровый ДВС УМЗ также имеет корни ЗМЗ 21, принципиальная схема работы мотора одинакова с прототипом.

Автомобиль ГАЗ-61 🔥 описание, ттх, применение

В 30-е годы прошлого века ведущие автомобильные заводы стали создавать версии автомашин, которые оснащены приводом на 2 или 3 моста. Причиной популярности таких конструкций стало появление шарниров, обеспечивающих передачу крутящего момента на передние управляемые колеса.

Также не остались и в стороне заводы Советского союза, которые разработали несколько оригинальных и интересных моделей грузовых и легковых автомашин. Главный герой это статьи легковой автомобиль ГАЗ-61, который выпускался в небольшой серии.

Содержание

1. История появления автомобиля ГАЗ-61
2. Описание конструкции
3. Технические характеристики
4. Модификации внедорожника
5. Плюсы и минусы ГАЗ-61
6. Источники

История появления автомобиля ГАЗ-61

Первый ГАЗ-61 появился в 1938 году. Перед этим конструкторы пытались создать трехосную машину, имеющую колесную формулу 6х4. Эта попытка провалилась, так как автомобиль оказался очень сложным в производстве, а его проходимость не дотягивала даже до требований технического задания. Созданием нового внедорожника занялись известные советские конструкторы, среди которых были:

• Лепендин;
• Зислин;
• Подольский;
• Борисов и многие другие.

В качестве опытного образца, к которому нужно было стремиться, был выбран американский полноприводный седан «Мармон-Хэррингтон», который был создан на платформе Форд V8.

В 1939 году удалось создать первую модель прототипа ГАЗ-61, хотя назывался он тогда по-другому.

Изначально планировалось выпускать машину в кузове открытого типа, но потом решили поменять данную концепцию, пришлось использовать кузов от ГАЗ-11-73. Первая модель получила индекс ГАЗ-51-73.

Так как война приближалась, разработки двигались ускоренными темпами, и летом 1939 года прототип стал проходить испытания.

В ходе проверок было выяснено, что машина имела отличную проходимость, ее максимальная скорость составляла 107,5 км/ч, а расход топлива колебался около 14 литров на 100 км пути. Успешно пройдя все испытания, модель была рекомендована к серийному выпуску.

Описание конструкции

В основе шасси автомобиля ГАЗ-61 находится рама, изготовленная из штампованных элементов. Для производства деталей применялась углеродистая сталь толщиной 3 мм. Мосты машины установлены на рессорах с дополнительными амортизаторами.

Рулевой механизм автомобиля ГАЗ-61 состоит из червяка с глобоидальной канавкой и двойного ролика. Передаточное отношение составляет 16,6, не зависит от положения рулевого колеса. Силовой агрегат установлен на плавающих опорах. Закрытый кузов машины ГАЗ-61 рассчитан на 4 человек, система отопления конструкцией не предусмотрена. Вентиляция салона ГАЗ-61 осуществляется через откидные ветровые стекла и опускающиеся и поворотные элементы в дверях.

Передний диван регулируется по расстоянию от педалей.

На машинах ГАЗ-61 использовался 6-цилиндровый нижнеклапанный двигатель ГАЗ-11, оснащенный алюминиевой головкой блока, обеспечивавшей повышение степени сжатия до 6,5. Агрегат развивал мощность 85 л.с. На открытых автомобилях мог устанавливаться оригинальный DodgeD-5, который и послужил прототипом для ГАЗ-11. Американский мотор отличался несколько увеличенным объемом и габаритами деталей, соответствующими дюймовой системе измерения. Заокеанский собрат развивал мощность 87 л.с.

Вместе с двигателем был скопирован и карбюратор «Стромберг», оснащенный ускорительным насосом и экономайзером. Советская версия агрегата получила обозначение К-23, узел использовался на всех построенных машинах ГАЗ-61.

Технические характеристики

• Силовой агрегат

Чтобы приводить в движение данный седан с полным приводом, установили карбюраторный четырехтактный шестицилиндровый нижнеклапанный двигатель с объемом 3.48 литра, который выдавал 76 лошадиных сил.

Данный силовой агрегат сделали из чугуна. Его мощности и крутящего момента вполне хватало, чтобы преодолевать бездорожье и, даже, перевозить военные прицепы. Расход топлива был заявлен на уровне 15 литров на 100 км. Максимальная скорость составляла 107 км/ч.

• Трансмиссия

Синхронизировали такой мощный мотор вместе с 4-ступенчатой механической коробкой переключения передач. Сцепление стоит однодисковое сухое полуцентробежное.

• Подвеска

И передняя и задняя подвеска, являлась зависимой, с установленными поперечными рессорами. Установка переднего моста, в отличии от заднего, являлась практически дебютной работой (впервые на Горьковском Автомобильном Заводе). Изначально были установлены ШРУСы Rzeppa, а позже поставили Bendix-Weiss.

Высота дорожного просвета просто впечатляла, это был настоящий внедорожник – 210 мм.

• Тормозная система

В качестве тормозной системы применялись барабанные тормозные механизмы, нагрузка на которые шла большая, ведь автомобиль весил порядка 2 000 кг.

Технические характеристики
Модификация	ГАЗ 61-73
Тип кузова	4-дв. седан
Число мест	5
Длина	4800 мм
Ширина	1770 мм
Высота	2080 мм
База	2845 мм
Дорожный просвет	210 мм
Масса снаряженная	1650 кг
Масса полная	2150 кг
Привод	полный (подключаемый)
Раздатка	1-ст.
Коробка передач	4-ст. мех.
Тип двигателя	карбюраторный
Объем двигателя	3.485 л
Число цилиндров	6 (рядный)
Мощность двигателя	85/3600 л.с./об.
Крутящий момент	220/2200 Н*м/об.
Макс. скорость	107 км/ч

Модификации внедорожника

За все годы производства Горьковский автомобиль выпускался в нескольких модификациях, самой популярной из которых был седан ГАЗ-61-73. В разные годы на заводе выпускались следующие модификации автомобиля:

• ГАЗ-61-протитип. Это была опытная модель, которая обозначалась различными индексами;
• ГАЗ-61-40 – первая мелкосерийная модель, которая выпускалась только в 1941 году. Все внедорожники ГАЗ-61-40 имели кузов «фаэтон» и предназначались только для высшего командования. Уже в 1942 году ГАЗ-61-40 был снят с производства, так как было решено, что открытый кузов небезопасен, да и не соответствует климатическим условиям СССР;
• ГАЗ-61-73 пришел на смену модели ГАЗ-61-40. Новая модификация производилась в кузове седан и выпускалась до 1945 года;
• В 1940 году был выпущен ГАЗ-61-415. Это был пикап американского типа. Его производство так и не наладили;
• В 1941 году на заводе был выпущен ГАЗ-61-416;
• ГАЗ-61-417 представлял собой усовершенствованную модель пикапа серии 416.

Война внесла свои коррективы в планы конструкторов, поэтому автомобиль так и не стал производиться крупными сериями.

Плюсы и минусы ГАЗ-61

Первый советский легковой внедорожник имел множество достоинств. Если оценивать его с точки зрения современного человека, то в нем обнаружится и много отрицательных особенностей, но не стоит забывать, что машина проектировалась для определенных задач, к тому же военное время не предполагало высоких затрат на опции, связанные с комфортом. Основными достоинствами ГАЗ-61 являлись следующие характеристики:

• Толстый металл кузова. Этот параметр является основным столпом автомобилестроения тех лет. Именно по этой причине все сохранившиеся до сих пор автомобили ГАЗ-61 при должном уходе и антикоррозийной обработке выглядят весьма достойно;
• Мощный двигатель. Сейчас параметры мотора могут вызвать только усмешку, но в 1940-х годах он был одним из лучших;
• Высота дорожного просвета;
• Удобный салон;
• Высокая проходимость;
• Возможность буксировки тяжелых прицепов.

В качестве минусов можно назвать следующие пункты:

• Отсутствие гидроусилителей руля и тормозов;
• Масса машины;
• Нет багажника;
• Нет отопителя салона;
• Большое количество голого металла в салоне;
• Небольшой тираж модели.

В основном все минусы связаны с отсутствием опций для комфорта, но это никак не сказывается на ее проходимости и функциональности. В остальном ГАЗ-61 пользовался огромной любовью и популярностью на фронте. Он был в состоянии не только доставить высшее командование Красной Армии в пункт назначения, но и подвозить боеприпасы и личный состав, в случае крайней необходимости.

К сожалению, из-за того, что началась Великая Отечественная война, Горьковскому автозаводу не удалось наладить масштабное производство ГАЗ-61. Фронт требовал танки, поэтому данная модель так и осталась малосерийной. Однако даже за несколько лет производства командный состав успел оценить все преимущества автомобилей подобного класса.

Во время ВОВ в СССР по ленд-лизу поставлялись американские внедорожники «Виллис», которые показали себя более проходимыми, чем ГАЗ-61, поэтому еще в 1941 году был выпущен ГАЗ-64, который вскоре был заменен более совершенной моделью – ГАЗ-67. После войны производство ГАЗ-61 было признано нецелесообразным, после чего его полностью остановили.

Источники

• https://warbook.club/voennaya-tehnika/boevye-mashiny/gaz-61/
• https://warways.ru/boevye-mashiny/gaz-61.html
• https://gun-35.ru/aksessuary/gaz-61-avtomobil-istoriya-sozdaniya-tehnicheskie-harakteristiki-tth-modifikatsii-i-primenenie-konstruktsiya. html
• https://all-auto.org/900-gaz-61.html

Быстроходные клапаны. Схемы газораспределительных механизмов

сообщение №945

1. Самая старая схема («Де Дион Бутон» 1901 года): «автоматический» впускной клапан, выпускной клапан — нижний с механическим приводом.

Для четырехтактных автомобильных двигателей на протяжении всей их истории развития устройство клапанного механизма имело решающее значение. Расположение и число клапанов, система привода тесно связаны с формой камеры сгорания и каналов. Следовательно, от выбора конструкции этого механизма зависит, каким будут наполнение цилиндров, число оборотов двигателя, его мощность.

То или иное строение привода клапанов далеко не всегда диктуется только желаниями конструктора. Прямо или косвенно на него влияют технолог (производственные возможности изготовления выбранного варианта), экономист (оценка масштабов и дороговизны производства), потребитель (технические параметры, удобство эксплуатации). Однако право начать первым, естественно, за конструктором. Люди этой профессии всегда стремились получить наивысшую отдачу, в частности, как можно большую мощность, а она в значительной степени зависит от быстроходности двигателя.

2. Двустороннее (справа и слева от блока цилиндров) расположение клапанов — так называемая Т-образная схема («Руссо-Балт С24-30 1911 года).

Первые автомобильные моторы К. Бенца и Г. Даймлера развивали максимальную мощность при 300—600 об/мин. Применявшийся на них газораспределительный механизм состоял из нижнего выпускного клапана и верхнего впускного. Привод выпускного был механическим (кулачок и толкатель), впускной — действовал «автоматически». Когда поршень шел вниз и разрежение в цилиндре достигало максимума, оно преодолевало сопротивление слабенькой пружины, державшей клапан в закрытом положении, и начинался такт впуска. И, естественно, не было никакого опережения открытия впускного клапана (по отношению к ВМТ).

Мотор с клапанным механизмом по схеме 1 (см. иллюстрации) редко давал более 1000 об/мин. Неудивительно, что уже к 1904 году такие двигатели почти перестали строить.

3. Типичный нижнеклапанный двигатель (ГАЗ-А 1932 года). Эта конструкция распределительного механизма получила интернациональное обозначение SV.

Конструкция с обоими нижними клапанами (схемы 2 и 3) нашла широкое распространение потому, что цепь сопряженных деталей (кулачок—толкатель—клапан) получалась короткой. Инерция ее невелика, и такой механизм безболезненно выдерживает (как позже показала практика 30-х и 40-х годов) до 5000 об/мин. В первые же два десятилетия нашего века эта схема обеспечивала надежную работу на принятых тогда более скромных режимах — до 2500 об/мин. Искусством добиться высокого качества клапанных пружин в те далекие годы владели не все заводы. А при нижнеклапанной схеме в случае поломки пружины клапан не падал в цилиндр и не устраивал там погром. Он всегда возвращался в седло, как только кулачок переставал давить снизу; мотор издавал бормочущие звуки, но работал — тоже привлекательное качество.

Не сразу технологи научились делать хорошие отливки для картера двигателя по схеме 3, задуманной конструкторами, где все клапаны сгруппированы с одной стороны блока цилиндров. Поэтому на первых порах предпочтение получили более простые и более дешевые отливки блоков по схеме 2. Рассматривая сегодня обе эти схемы, можно удивляться, какой извилистый путь проходила смесь, пока из карбюратора добиралась до цилиндров. Разумеется, их наполнение и мощностные показатели при схемах 2 и 3 оставляли желать лучшего. Невыгодной была и форма камеры сгорания — с очень большой поверхностью рассеивания тепла, а точнее сказать, с большими потерями его.

4. Смешанная схема с верхним впускным клапаном и нижним выпускным («Ровер» 50-х годов). Как и первую схему, ее сокращенно обозначают IOE.

Конструкторы, стремясь устранить эти недостатки, применили схему 4, которая по существу явилась усовершенствованным вариантом схемы 1. Такое компромиссное решение несколько улучшило наполнение цилиндров горючей смесью. По сравнению со схемой 1 оно давало все же небольшой прирост в быстроходности. Применение механического привода впускного клапана сопровождалось и приростом мощности в 10—15%.

Следующий шаг — клапаны, расположенные в головке (схема 5) с приводом в виде толкающих штанг. Этот вариант обеспечивал хорошее наполнение цилиндров и позволял (судя по опыту форсировки таких двигателей) достигать даже 6500—7000 об/мин. Кроме того, верхнеклапанная конструкция давала ощутимое упрощение отливки блока цилиндров (нет сложных приливов под каналы в его боковой части), но в то же время несколько усложняла головку.

5. Двигатель с верхними, то есть расположенными в головке, клапанами, приводимыми посредством толкающих штанг («Опель-кадетт» 1973 года).

Двигатели, выполненные по схеме 5, появившиеся в самом начале XX века, оказались более шумными: в них больше движущихся деталей, контактирующих между собой, и потому потребитель не очень жаловал их. На их репутации сказались и разрушительные последствия, которые влекло падение клапана в цилиндр при поломке пружины. Однако постоянное совершенствование методов производства, материалов и их термообработки свело все минусы на нет. И тогда, в конце 30-х годов обозначился плюс: большая быстроходность и выигрыш в мощности (на 25—30%) по сравнению с двигателем схемы 3. В это же время конструкторы стали отдавать должное и схеме 6. Расположенные под углом клапаны, хотя и приводятся толкающими штангами (то есть выигрыша в быстроходности по сравнению со схемой 5 тут нет), позволяют придать камере сгорания полусферическую форму. В сочетании с впускными и выпускными каналами выгодной формы она обеспечивает очень хорошее наполнение цилиндров смесью и, следовательно, высокую мощность. Однако экономичность в этом случае получалась всегда хуже (из-за формы камеры сгорания), чем при схеме 5.

6. Разновидность пятой схемы («Татра-план-600» 1952 года). Здесь клапаны размещены под углом один к другому. Обе конструкции получили индекс OHV.7. Конструкция с валом в головке и V образным расположением клапанов, на которые кулачки действуют через коромысла («Москвич-412» 1967 года).

Для схем 5 и 6 дальнейший путь повышения быстроходности — уменьшение инерции движущихся деталей в клапанном приводе. При высоких оборотах силы инерции оказывают значительное сопротивление пружинам, вызывают упругие деформации штанг и коромысел. В итоге при достижении определенного, предельного числа оборотов теряется механический контакт между деталями привода, наступают сбои в работе мотора, падает мощность.

Облегчение штанг и коромысел не всегда самый дешевый (опять вмешивается экономика!) и удобный для массового производства (технология!) способ. В 50—60-е годы у отдельных моделей распределительный вал был заметно поднят относительно коленчатого вала. Для привода уже служили не шестерни, а цепная передача. Таким образом, штанги стали заметно короче, их инерция ощутимо меньше, и двигатели, выполненные по схемам 5 и 6, могли в обычном, серийном исполнении развивать 4000—5000 об/мин, а в форсированных вариантах без осложнений выдерживать 8000—8500 об/мин.

8. Распределительный вал в головке цилиндров и клапаны, стоящие в ряд («Опель-рекорд» 1972 года). Все эти схемы (рис. 7 и 8) обозначают ОНС или SOHC.

Следующий логический шаг — поднять распределительный вал так высоко, чтобы вообще исключить толкающие штанги, то есть поместить его в головку двигателя (схемы 7 и 8). Потолок допустимых чисел оборотов тут еще выше — для серийных моторов 6000—6500 об/мин, а для гоночных — 9000—10000 об/мин. Вариация на тему OHC, но с V-образным расположением клапанов представлена на схеме 7, а более простой вариант привода, называемого OHC, показан на схеме 8, когда клапаны расположены в один ряд. Кулачковый вал может действовать на них непосредственно, как на модели «Альфа-ромео альфасуд», либо через одноплечие рычаги, как на «Жигулях», либо через коромысла, как на «Опель-рекорд».

И наконец, «высшую форму» клапанного механизма иллюстрирует схема 9. Она родилась давно. Ее отцом был швейцарец Э. Анри, который ввел два распределительных вала в головке цилиндров еще в 1912 году, благодаря чему сразу же получил 2200 об/мин Эта схема нашла широчайшее применение на гоночных моторах, а за последние 10 лет получила распространение и на серийных двигателях легковых машин. Первые сегодня вышли на рубеж 12 000 об/мин и даже превысили его, вторые уже освоили 6000 и 7000 об/мин. Переход от схем OHV к ОНС и 2ОНС означал прирост в мощности в среднем на 25—30%.

9. Два распределительных вала в головне цилиндров (ФИАТ-132 1974 года). Для всех разновидностей такой схемы свойствен «шифр» 2ОНС или DOHC.

Погоня за быстроходностью, идущая на протяжении всей истории автомобильного двигателя, заметно изменила его облик. Схемы 1 и 2 давно стали музейным достоянием, схемы 3 и 4 еще можно встретить на машинах прежних выпусков, и даже на двигателях грузовиков они почти изжили себя. За последнее время заметно сократилось число легковых моделей с клапанным механизмом типа OHV (схемы 5 и 6) и широкое распространение получили моторы с одним или двумя распределительными валами в головке цилиндров. Это и неудивительно. За девяносто с лишним лет серийный автомобильный двигатель стал в пятнадцать раз быстроходней.

Л. ШУГУРОВ, инженер (За рулем №1, 1978)

авточтиво, «В мире моторов»

Поделиться в FacebookДобавить в TwitterДобавить в Telegram

Объяснение плюсов и минусов двигателей с толкателем

Двигатель с толкателем, также называемый в просторечии двигателем с верхним расположением клапанов, представляет собой конструкцию, которая использовалась во многих автомобилях на протяжении десятилетий. General Motors и Chrysler использовали этот тип двигателя в нескольких своих моделях. Многие люди могут называть их «архаичными» и «устаревшими», особенно учитывая альтернативные конструкции двигателей, которые были созданы после разработки двигателя с толкателем, например, рядный шестицилиндровый двигатель.

Однако на протяжении многих лет двигатель с толкателем оставался основой конструкции двигателей. Большая часть его долговечности заключается в его практичности. Было отмечено несколько причин, почему конструкция работает так хорошо, указывая на преимущества внутренней физиологии двигателя с толкателем и на то, как он приносит пользу транспортному средству, в котором он находится.

Тем не менее, есть также несколько недостатков двигателя с толкателем, которые, хотя их легко устранить или устранить, представляют собой препятствия, которые следует принимать во внимание. Читайте дальше, чтобы узнать больше о внутренней работе двигателя с толкателем, а также о его преимуществах и недостатках.

Связанный: Новейший двигатель Ford Crate: 430-сильный 7,3-литровый толкатель «Годзилла» V8

Как на самом деле работают двигатели Pushrod

Через: Wikimedia Commons

Термин «двигатель с толкателем» может быть незнакомым или известен под другими названиями. Например, их также иногда называют «двигателем с верхним расположением клапанов». Эти двигатели часто встречаются у американских автопроизводителей и имеют преимущества, гарантирующие их постоянную актуальность.

Эти двигатели пришли на смену двигателям с плоской головкой, которые были известны наличием клапанов, расположенных в блоке цилиндров рядом с цилиндром. Хотя двигатели с плоской головкой были недорогими и компактными, их плохой поток воздуха и сгорание продемонстрировали их неэффективность и недостаточную мощность.

Сравните это с двигателем с толкателями, в котором длинные толкатели выступают из долины и проходят вверх от распределительного вала до верхней части цилиндра. В этот момент толкатели соприкасаются с коромыслами, которые отталкивают перевернутый клапан от литой головки, приводя в действие клапаны на головках цилиндров.

Эти двигатели приобрели известность вскоре после окончания Второй мировой войны, когда Lincoln и Cadillac дебютировали с ними в своих автомобилях. Когда знаменитый Chevy V8 (один из лучших двигателей V8 до сих пор) дебютировал в 1955 толкатель V8 стал гораздо более распространенным явлением. Кроме того, более широкое использование двигателя с толкателем получил знаменитый Hemi V8 Chrysler, выпущенный примерно в то же время.

Пакет двигателей Pushrod сохраняет практичность

Via: Dodge

Практичность этих двигателей позволила им сохраниться на протяжении многих лет. GM продолжает использовать эти двигатели в последних версиях своего малоблочного двигателя V8, а Volkswagen продолжает использовать эти двигатели вплоть до 2022 года. полезным или практичным в некотором роде.

Например, двигатель с толкателем более компактен, чем конструкция с верхним расположением кулачка. Последний имеет более громоздкую конструкцию двигателя благодаря тому, что оба распределительных вала и система кулачкового привода расположены над головкой блока цилиндров. Более громоздкая конструкция также означает больший вес и увеличенную массу, что повышает центр тяжести двигателя в целом.

Эти двигатели требуют дополнительных машинных работ из-за увеличенной массы, что также делает их более дорогими в изготовлении и ремонте. В случае двигателей с толкателем в первоначальной конструкции не хватает объема и веса, что позволяет избежать эффекта домино от дальнейших проблем и приводит к удешевлению строительства и ремонта. Их простота считается привлекательной, когда речь идет об обслуживании или модификации.

Конструкция также проще, а поскольку в ней отсутствуют различные детали, в целом меньше переменных, которые могут вызвать проблемы. Помните, что двигатели с верхним расположением распредвала более громоздкие и тяжелые, а их большее количество деталей по сравнению с двигателями с толкателями увеличивает их вес. Отсутствие деталей в двигателях с толкателями означает меньший вес.

Еще один аспект, который следует отметить, заключается в том, что двигатели с толкателями, как правило, требуют меньше топлива, чем двигатели с верхним расположением распредвала, поскольку последние имеют характерно более высокие обороты двигателя, что требует дополнительного топлива для работы. Также следует отметить, что конструкция толкателя также предлагает инженерное преимущество при более низких оборотах: более эффективный воздушный поток помогает быстрее набирать мощность и падать на более высоких оборотах. Двигатель с верхним расположением распредвала должен заставлять водителя увеличивать обороты двигателя, чтобы генерировать больше мощности.

Связанный: Ознакомьтесь с совершенно новым 7,3-литровым двигателем Ford «Godzilla» Pushrod V-8 Dyno’ed

Толкатели сами себе злейшие враги

Через: Wikimedia Commons

По иронии судьбы сами толкатели являются одним из самых больших недостатков их двигателей. Толкатели и коромысла, которые часто сопровождают их, имеют ограничения, основным из которых является масса этих частей, ограничивающая обороты.

Когда автомобиль достигает более высоких скоростей, инерция удерживает клапаны от закрытия до того, как распределительный вал снова откроет клапаны. Чтобы противостоять этому, необходимо разместить один или два распределительных вала на головке блока цилиндров. Это будет воздействовать на клапаны без толкателей и инерции.

Кроме того, как отмечалось ранее, хотя двигатель с толкателем получает мощность раньше, тем не менее, он не может развивать такие же высокие обороты, как сопоставимый двигатель с верхним расположением распредвала. Кроме того, уникальным аспектом двигателя с толкателем является то, что распределительный вал расположен внутри блока цилиндров, а не наверху головки цилиндров, что уменьшает общую высоту двигателя.

Из-за меньшей высоты вращение распределительного вала происходит как через толкатель, так и через коромысло. Коромысло толкает пружину, чтобы открыть клапаны, и в результате создается больше возвратно-поступательной массы.

Далее, недостатки двигателей Pushrod

Через: Dodge

Хотя двигатели с толкателями незначительны и управляемы, у них есть несколько других недостатков, которые вступают в игру. Двигатели Pushrod имеют дополнительный шаг за счет включения высоких и узких впускных каналов с выступами, а конструкция позволяет использовать только два клапана на цилиндр.

Дополнительные клапаны усложнили бы конструкцию. Трение и износ увеличиваются, потому что большие клапаны и большая масса клапанного механизма в совокупности требуют тяжелых пружин. Хотя недостатки не превышают преимуществ, важно отметить эти недостатки и соответствующим образом спланировать работу с двигателем с толкателем.

Источники: Designnews, Advanceautoparts, General Motors, Engineering, объяснение через YouTube

Их преимущества и недостатки – Авторы ORVA Monarch

Автор: Джейкоб Хэмптон для достижения максимально возможной экономии мощности и топлива при одновременном сокращении вредных выбросов лучше всего подходит четырехклапанная установка с двумя верхними распределительными валами (DOHC). Он обеспечивает широкий диапазон мощности для высокопроизводительных автомобилей, более низкие потери на трение для снижения выбросов и невероятный поток воздуха для максимальной экономии топлива. Но DOHC также является очень сложным типом клапанного механизма, требующим длинного и сложного привода от коленчатого вала (большая центральная «волнистая палка» в нижней части двигателя, которая соединена с его поршнями) к каждому меньшему распределительному валу (которые выглядят как крошечные, неровные палочки) в головке блока цилиндров двигателя. До того, как этот клапанный механизм был запущен в массовое производство после топливного кризиса 19-го70-х годов и растущие стандарты экономии автопарка 1980-х и 90-х годов, гораздо более простые клапанные механизмы, такие как системы с толкателем и верхним расположением клапанов (OHV), были нормой, особенно в Америке. Несмотря на свои проблемы, определенные преимущества OHV по сравнению с DOHC позволяют использовать его сегодня в пикапах, маслкарах и некоторых спортивных/суперкарах.

Например, OHV настолько прост в проектировании, что время, необходимое для его улучшения до уровня производительности маслкара, займет примерно столько же времени, сколько и стандартная установка DOHC. В «Automation: The Car Company Tycoon Game» карбюраторный двигатель OHV 90-градусный чугунный V8 с улучшенным верхним концом до качества +5 или даже +8 «требует примерно 30-40 месяцев для разработки, если даже это» (Camshaft Software). Это примерно столько же времени, которое потребуется для разработки четырехклапанного двигателя V8 с двойным верхним распредвалом качества +0 и сопоставимых характеристик. Это не учитывает то, что производители (особенно американские) хорошо знакомы с OHV, что позволило бы спроектировать этот простой клапанный механизм еще быстрее. Обычно более низкие пределы оборотов двигателей Pushrod означают, что они менее нагружены, чем эквивалентные DOHC для сопоставимой мощности, что делает их намного более надежными.

Поскольку в двигателях с верхним расположением распределительного вала распределительный вал находится в блоке (большой металлический кусок, который составляет большую часть двигателя и определяет его форму и количество цилиндров), а не в головке(ах) (меньшие металлические блоки, в которых размещается клапаны), их часто намного проще обслуживать и модифицировать, чем двигатели DOHC. Нет необходимости возиться, пытаясь отрегулировать фазы газораспределения, когда требуется обслуживание головок, и даже если это необходимо, будет только один распределительный вал вместо двух или четырех, с которыми можно возиться. Цепь или ремень ГРМ (устройство, которое приводит распределительный вал в движение от коленчатого вала) намного короче на двигателе с верхним расположением клапанов, особенно в V-образных двигателях, где распределительный вал находится в ложбине между головками. Это означает, что интервалы замены ремня ГРМ или цепи двигателя с верхним расположением клапанов занимают гораздо больше времени, чем для эквивалентного двигателя с верхним расположением распредвала, и может не потребоваться замена устройства синхронизации классического американского автомобиля до того, как весь двигатель этого автомобиля потребует капитального ремонта.

Эти чудо-толкатели также намного компактнее любого другого типа двигателя, особенно V-образных двигателей с двойным распредвалом, которые обычно требуют гораздо большей ширины и высоты, чтобы очистить их огромные головы. Двигатели с верхним расположением клапанов позволили американским автомобилям постепенно становиться длиннее, ниже и шире после войны, даже несмотря на то, что объем их двигателей V8 вырос до более чем семи литров, поскольку в основном весь клапанный механизм располагался намного ниже, чем у DOHC. Это позволяет сделать капот автомобиля с двигателем с толкателем намного короче, чем у типичного эквивалента DOHC, что улучшает аэродинамику и часто делает автомобиль намного лучше в глазах покупателей.

Однако у двигателей с верхним расположением клапанов тоже есть свои проблемы. Например, они, как правило, гораздо менее эффективны, поскольку их воздушный поток (насколько хорошо воздушно-топливная смесь поступает в цилиндры и выходит из них) серьезно затруднен из-за возможности иметь только два клапана на цилиндр. Это означает, что они не могут очищать загрязняющие вещества из сгоревшего топлива так, как это может делать двигатель DOHC, что приводит к более высоким выбросам. В этих двигателях также наблюдается зависание клапанов (точка, когда клапанный механизм больше не может поддерживать обороты поршня и коленчатого вала) намного раньше, чем в двигателях любого другого типа, поскольку их тяжелые компоненты клапанного механизма часто не могут двигаться достаточно быстро, чтобы успевать за оборотами двигателя. остальная часть двигателя.

В заключение, хотя двигатели с верхним расположением клапанов могут быть лучшими, когда массивный 8-литровый V8 должен быть как можно меньше снаружи, но при этом простым в обслуживании и надежным, строгие нормы экономии топлива и выбросов, а также стремление к большая мощность на литр отодвинула эти двигатели на маслкары, пикапы и необычные суперкары/гиперкары. Они просто больше не подходят для обычного эконобокса или спортивного автомобиля, которым нужно выжимать каждую унцию мощности из своих крошечных двигателей. Они могут быть лучше для механиков или хот-роддеров, которые хотят повозиться со своей первой машиной, но для всех остальных лучше всего подходят двойные распредвалы и четыре клапана на цилиндр.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Клапаны и седла клапанов — больше, чем кажется на первый взгляд

Нажмите здесь, чтобы прочитать больше

центральную роль в дыхании двигателя, сжатии, производительности и долговечности. Неважно, имеет ли двигатель два, три, четыре или даже пять клапанов на цилиндр, бензиновый или дизельный двигатель, потому что все клапаны делают одно и то же: они открываются и закрываются, пропуская воздух в цилиндры и выхлопные газы. выйти из цилиндров. Когда клапаны закрыты, они должны плотно закрываться, чтобы предотвратить потерю компрессии, в противном случае двигатель даст пропуски зажигания и потеряет мощность. Несмотря на то, что основная задача относительно проста, влияние клапанов и седел на компрессию, мощность, экономию топлива и выбросы огромно.

Негерметичный компрессионный клапан может привести к значительному падению мощности – до 25 процентов в четырехцилиндровом двигателе! Неважно, вызвана ли компрессионная утечка погнутым, изношенным, эродированным или треснутым клапаном, или если поверхность или седло клапана не концентричны или имеют овальную форму, конечный результат остается тем же.

Таких проблем можно избежать, тщательно проверяя все клапаны перед их повторным использованием при капитальном ремонте двигателя. Искушение состоит в том, чтобы сэкономить деньги, повторно используя и восстанавливая как можно больше оригинальных клапанов. Клапаны, которые погнуты, треснуты, эродированы или имеют чрезмерный износ штока, очевидно, должны быть заменены.

Новые клапаны доступны из различных источников. Придерживайтесь поставщика с торговой маркой, который имеет репутацию качества и постоянства. Некоторые дешевые морские клапаны не являются надежными продуктами из-за сомнительной металлургии, точности размеров или обработки штока. Тот факт, что клапан выглядит хорошо, не означает, что он такой же, как OEM-клапан или качественный клапан послепродажного обслуживания.

Восстановленные клапаны могут быть экономичной альтернативой новым клапанам, если стоимость является проблемой, особенно в дизельных двигателях. Изношенные штоки клапанов можно повторно хромировать, чтобы восстановить стандартные размеры, или хромирование можно нарастить до увеличенного размера, чтобы изношенные направляющие клапанов можно было развернуть для установки штоков клапанов увеличенного размера.

Износ штока клапана очень распространен в двигателях с большим пробегом, независимо от того, бензиновые они или дизельные. Заводское хромовое покрытие на многих стержнях клапанов не очень толстое, всего около 7 микрон, поэтому не требуется большого износа, чтобы стереть хромовое покрытие. Штоки также могут иметь лепестковый рисунок износа в зависимости от того, насколько большую боковую тягу они испытывают внутри двигателя. Слишком большой зазор между штоком и направляющей не годится, потому что он позволяет клапану колебаться каждый раз, когда он открывается и закрывается. Это, в свою очередь, может привести к изгибу головки клапана при закрытии седла. Со временем постоянное изгибание может привести к усталости металла, растрескиванию и выходу клапана из строя.

Обработка штока важна для клапана, так как влияет на трение и износ. Гладкий обычно лучше. Хромирование — хороший материал с точки зрения износостойкости, как и многие новые «высокотехнологичные» покрытия PVD, DLC и покрытия на основе молибдена.

Одна из новых технологий, которую мы видели, — это отделка штока с небольшими волнистыми канавками, нанесенными на поверхность с полимерным наполнителем для удержания масла. Говорят, что отделка «змеиная кожа» снижает трение, повышая износостойкость без изменения допусков штока.

Предотвращение проблем с клапанами

Неисправности, связанные с клапанами, часто объясняются такими факторами, как детонация, низкое качество или дефекты деталей, превышение оборотов двигателя или неспособность конечного пользователя отрегулировать или поддерживать надлежащий зазор клапана и т. д. Многие из эти вещи могут способствовать или даже вызывать отказы клапана, но также могут быть небрежные допуски на обработку.

Концентричность седла клапана по отношению к направляющей клапана и клапану необходима для правильного выравнивания и плотного уплотнения при сжатии. Для точной доводки седла требуется станок для клапана и седла, который находится в хорошем состоянии и может выдерживать жесткие допуски. Вы не можете иметь отстой в пару тысячных дюйма и ожидать, что клапаны будут плотно закрываться. Зазор между пилотом и направляющей должен быть не более 0,0002 дюйма для точной обработки. Один из способов добиться этого — использовать смазку высокого давления на пилоте.

Резак для сиденья также должен быть острым и вращаться с достаточно высокой скоростью, чтобы обеспечить высококачественную отделку сиденья. Если во время резки седла возникает вибрация, проблема может заключаться в слишком большом зазоре между пилотом и направляющей клапана, скорости фрезы или в том, что станок не выровнен. Использование охлаждающей жидкости при резке жестких седел уменьшит вибрацию.

Насколько хорошо сопрягаются клапаны и седла после их механической обработки, можно легко проверить с помощью ручного насоса, создающего вакуум на каждом из портов головки с установленными клапанами. Если есть полный контакт между поверхностью клапана и седлом, порт должен удерживать вакуум. Если вы не можете создать вакуум на порте, клапан и седло не концентричны или не имеют полного контакта по всему периметру. Вам нужно исправить проблему до того, как головка или двигатель выйдут из строя. Ручная притирка клапанов к седлам может помочь улучшить краевое уплотнение, но в этом нет необходимости, если клапаны и седла изначально были обработаны аккуратно.

Некоторые заводы по ремонту серийных двигателей, а также сборщики нестандартных характеристик используют машину Spintron для проверки компрессии и работы клапанного механизма в только что собранном двигателе. Spintron использует электродвигатель для вращения двигателя, как если бы он работал. Число оборотов в минуту можно варьировать по мере необходимости вплоть до красной линии. Программное обеспечение и контрольно-измерительные приборы Spintron отслеживают, что происходит с клапанным механизмом, поэтому любые проблемы, которые могут повлиять на надежность или производительность двигателя, могут быть обнаружены и устранены до того, как он покинет цех.

Типы клапанов и материалы

Для серийных бензиновых двигателей в качестве клапанов оригинального оборудования обычно используется какой-либо тип цельного или состоящего из двух частей сплава нержавеющей стали. К ним относятся впускные клапаны из низколегированного сплава NV и высоколегированного сплава HNV, аустенитные выпускные клапаны EV и высокопрочный сплав выпускного клапана HEV. Выпускной клапан должен выдерживать гораздо более высокие температуры, чем впускные, поэтому они обычно изготавливаются из более прочного жаропрочного сплава.

Большинство клапанов вторичного рынка изготовлены из нержавеющих сплавов 21-2N или 21-4N, хотя некоторые поставщики также предлагают клапан из сплава 23-8N или свой собственный сплав для высокотемпературных выпускных клапанов. Специфика некоторых из этих сплавов держится в секрете, но мы можем сказать вам, что нержавеющая сталь 21-2N содержит 21% хрома и 2% никеля. 21-4N имеет такое же содержание хрома, но содержит почти в два раза больше никеля (3,75%) для большей термостойкости. 23-8N содержит 23% хрома и 8% никеля. Чем выше содержание никеля, тем дороже сплав и тем больше тепла он может безопасно выдержать в сложных гоночных условиях. Клапаны из 21-4N могут выдерживать температуры до 1600 градусов по Фаренгейту.

Для более требовательных применений (двигатели с закисью азота, турбокомпрессоры или нагнетатели) можно использовать высокотемпературный суперсплав, такой как Inconel 751 или Nimonic 80A. Inconel включает в себя ряд жаропрочных сплавов, которые обычно содержат 15–16 % хрома и 2,4–3,0 % титана.

Один из поставщиков головок блока цилиндров послепродажного обслуживания сообщил нам, что они используют впускные и выпускные клапаны 21-4N во всех своих головках цилиндров, от уличных до полноразмерных гоночных головок. «Клапаны имеют гладкую поверхность с хромированными штоками и используются с седлами клапанов из ковкого чугуна. Мы не заметили проблем с долговечностью клапана при использовании этих деталей, но мы предлагаем модернизацию, если покупателю нужны выпускные клапаны из инконеля или легкие титановые клапаны (для которых также требуются медные седла клапанов)».

Титановые клапаны являются дорогой альтернативой клапанам из нержавеющей стали, но являются одним из лучших усовершенствований, которые кто-либо может сделать для обеспечения стабильности и производительности клапанного механизма при высоких оборотах. Титан уменьшает массу клапана почти на 40 процентов, что означает, что вы можете использовать гораздо меньшее давление пружины при той же частоте вращения двигателя или большее число оборотов в минуту, используя те же пружины, что и раньше. Уменьшение веса клапанов увеличивает срок службы пружины и снижает нагрузку на коромысла, толкатели, толкатели, кулачок и кулачковый привод.

Насколько прочны титановые клапаны? Они используются в некоторых серийных двигателях, таких как Corvette Z06 и ZR1, поэтому нет никаких сомнений в способности выдерживать длительные дорожные или гоночные условия. Для повышения износостойкости титановые клапаны могут быть покрыты различными материалами, включая желтый нитрид титана (TiN), молибден или нитрид хрома. Покрытия уменьшают трение, помогают рассеивать тепло и улучшают твердость поверхности и износостойкость клапана.

Титановые клапаны, как правило, удерживают больше тепла, чем клапаны из нержавеющей стали, поэтому их седла требуют замены на какой-либо тип медного сплава. Медь обеспечивает хорошую теплопроводность, отводя тепло от клапана, когда клапан закрыт. В течение многих лет с титановыми клапанами использовались седла из медно-бериллиевого сплава. Медно-бериллиевые сплавы обычно содержат менее 3% бериллия. Тем не менее, бериллиевая пыль опасна и требует особых мер предосторожности при обработке седел. Рекомендуется использовать смазочно-охлаждающую жидкость или охлаждающую жидкость вместе с пылезащитной маской, одобренной OSHA.

В последние годы были разработаны медные сплавы, не содержащие бериллия, с дополнительным содержанием никеля и кремния, которые обеспечивают такие же характеристики без риска для здоровья. Moldstar 90 — это медный сплав, не содержащий бериллия, который можно использовать с ЛЮБЫМ типом клапана (титановым или нержавеющим) или любым топливом, где требуется высокая теплопередача.

Если клиент не может позволить себе титановые клапаны, другим способом значительно снизить вес клапана является использование клапанов с полым штоком из нержавеющей стали. Клапаны с полым штоком могут снизить вес на 10% и более, чтобы получить те же преимущества, что и титановые клапаны, но без затрат. Для улучшения охлаждения полые стержни выпускных клапанов могут быть частично заполнены натрием. Натрий плавится при температуре 200 градусов по Фаренгейту и улучшает поток тепла через шток клапана на 40% и более. Это помогает отводить тепло от головки клапана, продлевая срок службы клапана и повышая его надежность. Это также позволяет двигателю выдерживать больший нагрев и опережение зажигания.

ОСТОРОЖНО: Натрий очень реактивен при контакте с водой. Если клапан, заполненный натрием, треснул и был помещен в резервуар для очистки с водой, натрий может выплеснуться из клапана или даже заставить клапан лопнуть и треснуть пополам.

Клапаны с полым штоком, заполненные натрием, являются хорошим улучшением производительности, но мы слышали о некоторых отказах клапанов в некоторых серийных двигателях, в которых используются эти клапаны. Если вы просматриваете форумы Corvette, вы найдете множество сообщений, в которых говорится о неисправностях выпускных клапанов с небольшим пробегом с заводскими клапанами с полым штоком, заполненными натрием. Некоторые возлагают вину за проблему на проблему контроля качества в процессе производства клапана. Есть фотографии разрезанных клапанов, на которых видно, что центральное отверстие было просверлено значительно не по центру, что привело к неравномерной толщине стенки: одна сторона была намного тоньше другой. На некоторых полых штоках также видны царапины внутри от процесса сверления, что создает концентраторы напряжения, которые могут привести к трещинам и поломке клапана. Вот почему важно тщательно осматривать каждый клапан на наличие трещин перед его повторным использованием, независимо от его пробега. Другие винят проблему отказа клапана в проблемах концентричности седла клапана, чрезмерном износе направляющей клапана или плохом контроле допусков штока к направляющей на заводе. Избыточный направляющий зазор позволяет клапану колебаться и изгибаться при каждом цикле клапана. Некоторые владельцы Corvette заменили свои стандартные направляющие на неоригинальные бронзовые направляющие клапанов.

В дизельных двигателях клапаны с покрытием из стеллита часто используются для работы при высоких температурах выхлопных газов. Стеллит также можно использовать на впускных клапанах. Стеллит представляет собой сплав кобальта и хрома, который увеличивает поверхностную твердость поверхности клапана примерно до 55–59 единиц по шкале Роквелла. или аналогичный материал). Покрытие Stellite значительно повышает износостойкость при высоких температурах. Если вы восстанавливаете дизельный двигатель, который на заводе оснащен клапанами с покрытием из стеллита, используйте для замены клапаны того же типа, а не обычные клапаны.

Материалы седел клапанов

Седла клапанов должны соответствовать типу клапанов двигателя. В большинстве чугунных головок седла являются цельными и подвергаются индукционной закалке для повышения износостойкости. С алюминиевыми головками седла могут быть изготовлены из сплава чугуна, порошкового металла или меди с высоким содержанием меди (для высокотемпературных двигателей или титановых клапанов).

Поставщики седла клапана предлагают различные материалы седла, поэтому посоветуйтесь с вашим поставщиком, какой сплав лучше всего подходит для вашего двигателя.

Железный сплав с высоким содержанием хрома и твердостью по Роквеллу RC40 должен быть более чем достаточным для вашего типичного бензинового двигателя, работающего на неэтилированном топливе, запаса или производительности. Этот тип сплава хорошо работает при температурах выхлопных газов до 1150 градусов по Фаренгейту.

Для двигателей, работающих на природном газе или пропане, двигателей с турбонаддувом, наддувом или закиси азота рекомендуется использовать более высокотемпературный сплав на основе никеля. Такой материал может выдерживать температуру выхлопных газов до 1600 градусов по Фаренгейту.

Для применений, где требуется дополнительная износостойкость при высоких температурах (например, для тяжелонагруженных дизелей), может потребоваться сплав седла с покрытием из стеллита.

Переходя к седлам из порошкового металла (PM), они используются в качестве оригинального оборудования во многих последних моделях бензиновых (и некоторых дизельных) двигателей. Автопроизводителям нравятся сиденья PM, потому что они дешевле, чем сиденья из сплава, их можно формовать близко к готовым размерам и их легко обрабатывать (когда они новые). Седла PM затвердевают по мере старения, что хорошо для износостойкости, но также усложняет обработку сидений, если их нужно будет подправить позднее. Седла PM можно заменить на такие же или на чугунные седла или седла из другого сплава, если это необходимо.

Установка седла клапана

Большой вопрос здесь заключается в том, насколько посадку с натягом следует использовать при установке нового седла клапана? Седла в некоторых головках OEM могут иметь посадку с натягом всего 0,002 дюйма — этого достаточно, когда вы работаете с совершенно новыми головками и новыми седлами. Но обычно требуется больше посадки с натягом для головок с большим пробегом или головок, которые будут подвергаться воздействию высоких уровней мощности. Обычная рекомендация по установке новых седел в бывшие в употреблении головки или головки послепродажного обслуживания: натяг от 0,005 до 0,006 дюйма для алюминиевых головок или от 0,003 до 0,005 дюйма для головок из чугуна. В дополнительной штамповке или закреплении посадочных мест не должно быть необходимости, если используется правильная посадка с натягом.

Чтобы упростить установку, предварительно нагрейте головки в духовке примерно до 200 градусов по Фаренгейту (больше не нужно нагревать) и охладите сиденья в морозильной камере. Кроме того, убедитесь, что седла имеют фаску на нижней внешней кромке, и используйте смазку, если седла плотно прилегают. Используйте направляющую и направляющую при установке сидений, чтобы они входили прямо и не взводились.

Ремонт клапанов и седел

Углы на поверхности клапанов и седла могут реально увеличить или уменьшить потенциал производительности двигателя. Одиночный вырез под углом 45 градусов на клапанах и седлах не обеспечит такой же поток воздуха, приемистость и мощность, как работа клапана с тремя углами (30-45-60), работа клапана с четырьмя углами или седло под углом 45 градусов с подрезка радиуса.

Существует множество переменных, влияющих на поток воздуха через отверстия и чашу головки блока цилиндров. Клапаны с подрезанным штоком непосредственно над головкой или с меньшим наружным диаметром штока теоретически улучшают поток за счет уменьшения ограничения в отверстии клапана. Тем не менее, они могут или не могут обеспечить ощутимый прирост мощности по сравнению с обычным клапаном с прямым штоком. То же самое касается клапанов с вихревой полировкой на верхней части головки клапана, головкой в ​​форме тюльпана или коническим штоком непосредственно над головкой. Иногда эти «улучшения» повышают мощность, а иногда нет. Каждый двигатель реагирует по-разному, поэтому нет однозначного ответа на вопрос, какой тип клапана всегда обеспечивает наилучшую производительность.

У нас нет места, чтобы погружаться в теорию воздушного потока, за исключением того, что хорошо сделанная высокопроизводительная работа клапана с правильными клапанами и углами для приложения может иметь большое значение в приемистости и мощности. Сделайте это правильно, и ваш клиент будет любить результаты. Сделайте это неправильно, и двигатель никогда не будет работать в полную силу.

Максимальное увеличение воздушного потока в CFM на стенде потока не гарантирует пиковую мощность и производительность. На самом деле, слишком большой поток воздуха может повредить мощности и приемистости из-за снижения скорости воздуха. Цель состоит в том, чтобы оптимизировать поток воздуха в диапазоне оборотов, при котором двигатель получает наибольшую выгоду. Поиск оптимальных углов клапана и седла часто требует большого количества экспериментов методом проб и ошибок. п

Как выбрать головки цилиндров: 6 ошибок, которых следует избегать

Как правильно выбрать головки цилиндров для моего двигателя?

Это простой вопрос, но ответ на него сложнее, чем вы думаете. На выбор оптимальных головок блока цилиндров для конкретного применения влияет множество факторов, в том числе:

• Рабочий объем двигателя
• Тип транспортного средства
• Использование по назначению
• Желаемая степень сжатия
• Размер шестерни
• Прочие модификации производительности

Для этой серии, состоящей из двух частей, мы обратились за помощью к гигантам послепродажного обслуживания Edelbrock, Trick Flow Specialties, и Summit Racing , чтобы получить рекомендации по выбору готовых головок блока цилиндров для вторичного рынка. В этой статье мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных ошибок, которые совершают люди при покупке головок цилиндров. Как только вы поймете, почему важно избегать этих ловушек, мы дадим вам несколько советов и рекомендаций по выбору комплекта головок цилиндров для вашего применения.

Вне зависимости от области применения, вот распространенные ошибки, которых следует избегать при выборе новых головок цилиндров.

Головки блока цилиндров — это лишь часть полного пакета характеристик.

Они не являются самостоятельным обновлением, поскольку они должны соответствовать вашему профилю кулачка, желаемой степени сжатия и всем другим факторам, которые мы перечислили выше, чтобы работать в оптимальном рабочем диапазоне вашего двигателя. Следовательно, в зависимости от других частей головоломки производительности (распределительный вал, поршни, впускной коллектор и т. д.) на самом деле нет универсального решения.

Комплекты Edelbrock Power Package Top-End

«Будь то автомобиль для повседневного вождения, спецвыпуск для субботних вечеров или настоящий гоночный автомобиль, головки и все связанные компоненты должны совпадать», — сказал инженер-конструктор Edelbrock Мэтт Гэмбл. «Важна общая комплектация двигателя. Вот почему мы предлагаем наши комплекты Power Package, чтобы избавить вас от догадок, связанных со всеми этими компонентами. И если кто-то хочет купить только головки цилиндров, он также может посмотреть, как мы собрали эти пакеты, в качестве ориентира для того, что им нужно».

В зависимости от вашего автомобиля и предполагаемого использования вы должны иметь в виду цель достижения желаемой производительности, а затем придерживаться ее. По словам Карла Приттса, технического консультанта Summit Racing, люди часто строят двигатели понемногу, насколько позволяет их бюджет. Приттс говорит, что цели движка могут меняться со временем, и это может привести к проблемам.

«Они должны придерживаться первоначальной цели, поставленной перед ними, когда они начали покупать или накапливать запасные части, — сказал Приттс. «Иначе получится несоответствие города!»

Суть в том, что важно мыслить в целом, принимая во внимание цель проекта, а также возможные будущие модификации.

При выборе головки блока цилиндров многие потребители ориентируются на показатели расхода воздуха.

Эти цифры получены в результате стендовых испытаний потока, и производители чаще всего рекламируют поток воздуха при пиковой подъемной силе, потому что это, как правило, самые высокие значения. Несмотря на то, что эти цифры впечатляют, они часто не соответствуют реальной производительности, особенно в уличных приложениях.

Например, головка блока цилиндров может показывать впечатляющие результаты при подъеме на 0,700 дюйма; однако уличный двигатель обычно не обеспечивает столько. Более практично и полезно смотреть на значения воздушного потока в диапазоне высоты подъема от 0,200 до 0,500 дюймов. По этой причине многие производители, в том числе Edelbrock, предлагают диаграммы воздушного потока с цифрами расхода при различных уровнях подъема.

«Люди склонны смотреть на число на пике подъема», — сказал Гэмбл. «Обычно это измерение расхода воздуха в количестве, которое не будет работать с этим двигателем, поэтому ключевым моментом является просмотр всего диапазона чисел. Вы хотите посмотреть на область под всей кривой потока».

Цифры на стенде Flow также не обязательно отражают реальную производительность.

«Когда вы продуваете головку блока цилиндров на испытательном стенде, вы находитесь в устойчивом состоянии давления, которое является мерой того, насколько сильно она тянет эту головку блока цилиндров”, – сказал руководитель технического отдела Trick Flow Кори Рот. «Промышленный стандарт обычно составляет 28 дюймов, но это статическая цифра, которая была введена много лет назад, когда они впервые разрабатывали стенды потока и пытались выяснить, как соотнести куб. фут в минуту на стенде потока с мощностью в лошадиных силах на динамометрическом стенде. На реальном двигателе это число может начинаться с пары дюймов и может достигать 40 дюймов и варьироваться между ними, когда поршень движется вверх и вниз».

Суть в том, что может быть несоответствие между воздушным потоком и реальной производительностью.

Динамические испытания являются неотъемлемой частью испытаний головок цилиндров в Trick Flow и многих других производителях головок цилиндров.

«У нас был комплект головок на динамометрическом стенде — наши головки 195 куб. см (Ford) 4,6, и они работали очень хорошо, но мощность была не такой, как мы ожидали», — сказал Рот. «Мы изменили форму впускного отверстия, сохранив тот же объем, и фактически немного потеряли поток в нижних подъемах. Мы изменили форму камеры сгорания, и та же самая головка увеличила мощность на 18 л.

Вот почему такие компании, как Edelbrock и Trick Flow, не ограничивают тестирование лабораторным стендом.

«Вы можете протестировать на стенде потока, но в конечном итоге вам нужно провести некоторые испытания на двигателе, чтобы получить окончательный ответ», — сказал Гэмбл.

Проще говоря, стендовые числа расходомеров могут дать хорошее представление о мощностном потенциале головки блока цилиндров, но это еще не все.

Тот, кто сказал, что «больше — не всегда лучше», явно имел в виду впускные каналы головки блока цилиндров.

Тем не менее, среди энтузиастов производительности существует тенденция выбирать впускные каналы большего размера, чем им действительно нужно. «Когда они появляются на ночных круизах, я думаю, все хотят сказать, что у них самые большие вещи — самые большие головы с самыми большими клапанами и самой большой компрессией», — сказал Гэмбл. «Они должны нажать на тормоза!»

Следуя идее о том, что меньшие объемы портов обеспечивают больший крутящий момент и лучшую реакцию дроссельной заслонки, головки Edelbrock E-Street имеют впускные каналы, предназначенные для создания большей полезной мощности на улице.

Как правило, меньшие объемы впускных каналов обеспечивают больший крутящий момент на низких оборотах и ​​более четкую реакцию дроссельной заслонки, в то время как большие впускные каналы обеспечивают больший поток при более высоких оборотах. Таким образом, впускные каналы меньшего размера часто обеспечивают лучшие результаты для уличных и гоночных автомобилей, а более крупные порты, вероятно, приведут к падению показателей крутящего момента. С другой стороны, более крупные впускные каналы могут принести пользу двигателям с более высокими оборотами или большим рабочим объемом.

Объем порта определяется длиной порта и площадью поперечного сечения (CSA). Ключевым моментом является соответствие правильного CSA требованиям двигателя. Впускной патрубок правильного размера создаст правильный баланс между объемом и скоростью воздушного потока, и не всегда выигрывает самый большой патрубок.

«Обычно мы рекомендуем наименьший объем порта с максимальной эффективностью», — сказал Гэмбл. «Это означает, что есть хорошая скорость через порт и возможность заполнить цилиндр».

Гэмбл также отмечает, что некоторые элементы конструкции впускных каналов позволили повысить эффективность в последние годы.

«Вы, наверное, слышали о вращении и падении», — сказал он. «Эти конструкции влияют на движение смеси, либо закручивая воздух, либо заставляя входящий воздух кувыркаться, когда он входит в цилиндр. Это помогает при сгорании и заполнении цилиндров, направляя воздух и удерживая его в подвешенном состоянии и перемещая в камере сгорания до тех пор, пока он не сгорит».

Суть больше не всегда лучше.

«Многое связано с распределительным валом и диапазоном оборотов, но люди должны думать о скорости через отверстие», — сказал Гэмбл. «Для уличного применения мы предлагаем впускные каналы с меньшей площадью поперечного сечения и размером горловины, которые соответствуют потребностям двигателя».

Сторона впуска головки блока цилиндров обычно привлекает наибольшее внимание.

«Не знаю, почему, но люди не обращают внимания на выпускную сторону… возможно, потому, что показатель пикового расхода не такой большой и не имеет такой славы, как впускной», — сказал Гэмбл. «Но как только вы поместили воздушно-топливный заряд в цилиндр, сжали его, сожгли и извлекли из него работу, вы должны извлечь его из цилиндра, чтобы цикл мог повториться. Цель – сделать это наиболее эффективным способом».

Головка блока цилиндров с большим потоком всасываемого воздуха, но с плохим потоком выхлопных газов не будет работать так же хорошо, как головка с немного более низким впускным отверстием и отличным выпускным отверстием. С хорошим выхлопом вы увидите хорошую мощность.

Существуют способы борьбы с плохим потоком выхлопных газов, в том числе использование распределительных валов с большей подъемной силой и увеличенным сроком службы , позволяющих дольше держать выпускной клапан открытым. Однако для максимального воздушного потока идеальной ситуацией является наличие порта с сильным потоком для удаления отработавших газов и освобождения места для свежего, нового впускного заряда в цилиндре.

По словам Гэмбла, размер выпускного отверстия следует выбирать таким же образом, как и впускной стороны. Объем порта будет зависеть от размера клапана и длины порта, но стандартный объем выпускного порта и размер клапана можно использовать в качестве ориентира для сравнения головок послепродажного обслуживания со стандартными головками. Эти инвентарные номера можно найти в Интернете для большинства двигателей, а значения расхода можно сравнить напрямую, если размеры клапанов одинаковы.

«Мне нравятся выхлопные отверстия с небольшой площадью поперечного сечения и высокой пропускной способностью, — сказал Гэмбл. «Учитывая выбор между портом большого объема и портом малого объема, которые пропускают один и тот же размер клапана и длину порта, выберите порт малого объема. Хороший, эффективный выхлопной канал с высокой пропускной способностью разблокирует мощность в верхнем диапазоне оборотов».

По мере повышения уровня производительности двигателя следует учитывать другие варианты размеров выхлопных газов.

«Во многих головах есть варианты со стандартными или приподнятыми портами», — сказал Гэмбл. «Преимущество в том, что порт становится более прямым. Выпрямление порта обычно приводит к меньшей потере давления через порт (большему расходу). По мере повышения уровня производительности двигателя требуется больший поток выхлопных газов, чтобы соответствовать большему потоку впуска и уровням мощности, и увеличение портов играет важную роль в достижении этой цели».

Гэмбл быстро указывает, что приподнятый порт почти всегда требует другой настройки заголовка, и зазор шасси также может быть проблемой в зависимости от приложения.

Хотите верьте, хотите нет, но о конструкции камеры сгорания думают многие люди запоздало.

«Одним из наиболее важных аспектов, который часто упускают из виду при выборе комплекта головок цилиндров, является конструкция и размер камеры сгорания», — сказал Майк Босильчич из Summit Racing. «Есть много аспектов, связанных с камерой сгорания, которые определяют, как эта головка блока цилиндров будет работать на вашем двигателе, как она будет подходить и будет ли она работать».

Размер и конструкция камеры сгорания играют огромную роль в производительности, но все это должно работать в сочетании с другими компонентами двигателя. Мы называем этот баланс «геометрией камеры сгорания».

«Степень сжатия определяет размер камеры сгорания», — сказал Гэмбл. «Необходимо определить необходимый размер камеры на основе характеристик двигателя. Диаметр цилиндра, ход поршня, прокладка головки, форма поршня, зазор в деке и расположение колец — все это играет роль в определении степени сжатия для данного размера камеры. Повышение степени сжатия настолько, насколько позволяют топливо и механические компоненты, поможет максимизировать эффективность двигателя… но размер камеры должен соответствовать другим компонентам двигателя, о которых я уже упоминал. Клиент должен определить, какие компоненты у него есть, какой уровень производительности он пытается достичь и какое топливо он хочет использовать».

Меньшие камеры сгорания позволяют создать более высокую степень сжатия; однако они также могут создавать проблемы с зазорами с поршнями , клапанами и . И наоборот, большие камеры сгорания подходят для поршней куполообразной формы большего размера. При выборе размера камеры необходимо учитывать компоненты, которые вы используете вместе с головками цилиндров. И это может потребовать планирования.

Также важно учитывать форму камеры сгорания и то, как она работает с размером камеры.

Более традиционная D-образная камера сгорания на малолитражном Chevy.

«Форма определенно повлияет на производительность, — сказал Гэмбл. «Камеру можно рассматривать как последнюю часть впускного тракта и первую часть выпускного тракта. Я трачу много времени на этапе проектирования, работая над интеграцией этой формы с портами, сохраняя при этом объем камеры сгорания, которого я пытаюсь достичь. Это может быть своего рода уравновешиванием, чтобы получить поток, движение смеси, расположение плунжера, расположение клапана, размеры клапана, размеры седла и т. д., чтобы все работало вместе, чтобы создать камеру надлежащего размера, которая поможет в хорошее горение».

Это привело к радикальным изменениям в дизайне камер с годами. Мы видели, как старые D-образные камеры были заменены камерами в форме сердца или другими конструкциями. Идея этих конструкций состоит в том, чтобы переместить свечу зажигания к центру цилиндра и обеспечить лучший проход пламени.

«Камеры в форме сердца направляют поступающее топливо в цилиндр и помогают при заполнении цилиндра», — сказал Гэмбл. «В идеале мы хотим избежать горячих точек и расположить свечу таким образом, чтобы способствовать оптимальному сгоранию».

Trick Flow следует тем же принципам при проектировании головок цилиндров.

Взгляд на конструкцию камеры сгорания на головках Chevy с большим блоком Trick Flow.

«Компания Trick Flow известна своей готовностью перемещать предметы, чтобы добиться большего воздушного потока и большей мощности, — сказал Рот. «Заводская головка LS3, например, имеет очень большое расстояние между клапанами, и оба клапана закрыты кожухами. Поэтому мы переместили воздухозаборник к центру канала ствола, чтобы открыть его, и это одна из причин, почему наши головы действительно текут».

Рот говорит, что видит дополнительные преимущества в новых конструкциях камер.

«Что вы обнаружите в более эффективных конструкциях камеры, так это то, что вы можете работать с гораздо более низким начальным временем по сравнению с головками, у которых заглушка находится намного дальше от центра цилиндра», — сказал он. «Я думаю, именно поэтому в наши дни вы можете использовать насосный газ с более высокой степенью сжатия… из-за достижений в конструкции камеры сгорания».

Профилирование с ЧПУ также стало популярным в последние годы. По словам Босильчича, профилирование камеры обеспечивает гладкие стенки камеры, что способствует лучшему прохождению пламени. В то же время он предотвращает появление горячих точек, устраняя карманы на поверхности камеры, которые позволяют накапливаться углероду внутри цилиндров.

«Суперразмер» может быть некоторым преувеличением, но известно, что покупатели головок цилиндров выбирают слишком большие клапаны. Это может привести к тому, что головки цилиндров не будут соответствовать потребностям двигателя или самого двигателя!

«Установка на болтах не обязательно означает, что набор головок цилиндров будет работать», — сказал Босильчич.

Клиенты Summit Racing иногда прикручивают комплект головок, а потом обнаруживают, что двигатель не вращается, сказал он. Очень часто это происходит потому, что клапаны слишком велики для этого двигателя и буквально сталкиваются с поршнями или стенками цилиндров. Некоторые двигатели не предназначены для работы с клапанами больше определенного размера. Например, малогабаритный Chevy, такой как 283 или 305, не может принять что-то вроде 2,02-дюймового впускного клапана без разгрузки цилиндров.

Кроме того, вам не всегда нужны клапаны большего размера для оптимальной производительности.

По тем же причинам, что больший размер не всегда лучше для впускных каналов, большие клапаны не всегда являются правильным выбором для определенных двигателей. Клапаны меньшего диаметра имеют тенденцию создавать большую скорость всасывания воздуха при более низких оборотах. Это способствует большему крутящему моменту и мощности при более низких оборотах — именно там, где дорожные приложения могут использовать его больше всего. Клапаны большего размера, с другой стороны, позволяют вашему двигателю дышать на более высоких оборотах, что делает их идеальными для сильно модифицированных или гоночных приложений.

По словам Рота, большой диаметр клапана даже не гарантирует максимальный поток воздуха.

«Клапан большего размера обычно оказывается ближе к стенке цилиндра», — сказал Рот. «Когда мы разрабатывали головку с ЧПУ (Ford) 4.6, мы обнаружили, что нашим ограничением является сама стенка цилиндра. Каждый раз, когда мы устанавливали в него клапан большего размера, мы не могли заставить клапан и порт работать так, как мы думали, что они должны. Как только мы уменьшили размер клапана, поток стал лучше».

Угол и расположение клапанов, а также такие факторы, как размер порта головки блока цилиндров и профиль распределительного вала, влияют на то, сколько воздуха проходит через головку блока цилиндров. Это возвращает нас к нашему самому первому пункту: головки цилиндров являются лишь частью общей картины.

В Head Start (Part 2), мы применим некоторую информацию, полученную здесь, чтобы помочь вам выбрать правильную головку блока цилиндров для вашего двигателя и автомобиля.

10 признаков того, что ваш 4-тактный двигатель устает

Многие неисправности двигателя можно предотвратить, если знать, на какие признаки следует обращать внимание при обслуживании 4-тактного двигателя. Мы собрали 10 советов, которые помогут вам узнать, когда вашему двигателю может потребоваться дополнительное внимание.

Слишком часто в автоспортивном сообществе мы слышим истории о впечатляющих взрывах двигателей. Это душераздирающие истории о катастрофических отказах двигателей, которые часто распространяются среди друзей, в Интернете и в гонках на скамейке как форма универсальной валюты. Будь то выход штока через стенку картера, вдавливание клапанов в поршень или любая другая серьезная катастрофа, эти события вызывают страх, замешательство и благодарность у владельцев двигателей. Страх, что подобное может случиться и с ними, недоумение по поводу того, как вообще происходит массовая разрушительная неудача, и благодарность за то, что это чья-то проблема.

Никто не хочет, чтобы поршень выглядел так. Вот почему мы собрали эти советы, чтобы помочь вам узнать, когда вашему 4-тактному двигателю может потребоваться профилактическое обслуживание.

Сегодня мы обсудим, что можно сделать с вашим четырехтактным двигателем в профилактических целях, что значительно снизит вероятность того, что вы будете рассказчиком о крупном взрыве двигателя. Вопреки тому, во что вас, возможно, заставили поверить, двигатели редко терпят катастрофические отказы без видимой причины. Бывают исключения, например запуск двигателя с неисправной деталью, но это не норма. Двигатели будут охотно демонстрировать ряд признаков того, что отказ не за горами. Желание «слушать» свой двигатель и уделять время плановым проверкам технического обслуживания — это часто все, что необходимо для предотвращения дорогостоящей аварии.

Мы начнем с рассмотрения нескольких возможностей наблюдения, которые можно проверить при работающем двигателе, а затем мы перейдем к некоторым вещам, которые можно проверить диагностически.

Пусковые способности

Двигатель с трудом запускается при толчке, но чаще оживает при использовании электрического запуска или при запуске машины от толчка? Плохой запуск в нормальных условиях не является исчерпывающим признаком того, что двигатель обречен на серьезную поломку, но это признак того, что что-то не так. Возможны проблемы с карбюратором или впрыском, но более серьезная потенциальная проблема, о которой следует знать, связана с головкой блока цилиндров.

Низкое сжатие

Отсутствие сжатия обычно связано с проблемами запуска. Клапаны или поршневые кольца, которые больше не сидят должным образом, могут быть причиной плохой пусковой характеристики. Когда клапаны или поршневые кольца не сидят должным образом, двигатель не создает хорошую компрессию, поэтому при ударе двигатель с трудом оживает. Толкайте машину или используйте электрический стартер, и процесс сжатия сокращается за счет более высоких скоростей вращения, которых может быть достаточно, чтобы оживить двигатель.

Иногда тугие клапаны и проблемы с низкой компрессией могут быть временно решены регулировкой клапана, но, скорее всего, есть более изношенные детали, требующие внимания.

Обратите внимание на ощущения, когда вы пробиваете его ногой. Когда вы чувствуете меньшее сопротивление через кик-стартер, как если бы вы могли пнуть его рукой, клапаны слишком тугие из-за износа клапанного механизма. В некоторых случаях это можно решить регулировкой клапана с помощью комплекта прокладок. Тем не менее, есть большая вероятность, что другие элементы в голове изношены и требуют внимания.

Сапун картера

На многих двигателях сапун картера вентилируется в воздушную камеру. Скопление масла в воздушной камере или наблюдение большого количества масляного тумана, выдуваемого из сапуна при работе двигателя, является обоснованной проблемой (за исключением случаев, когда мотоцикл какое-то время находился на боку) и требует дальнейшего изучения. Как правило, более высокое, чем обычно, давление в картере является причиной выдувания масла из сапуна. Давление выше нормального может быть результатом плохой герметизации поршневых колец, которые пропускают давление сгорания в картер.

Следите за выходом масла из шланга вентиляции картера, так как это обычно является результатом более высокого, чем обычно, давления, что может означать, что поршневые кольца не герметичны должным образом.

Дым после прогрева

• Синий дым, выходящий из выхлопной трубы после прогрева двигателя, является признаком того, что масло сгорает в камере сгорания. Масло может попасть в камеру сгорания через маслосъемные колпачки или поршневые кольца, поэтому, если этот симптом сохраняется, возможно, один из этих компонентов поврежден.
• Белый дым, выходящий из выхлопной трубы после прогрева двигателя, является признаком того, что охлаждающая жидкость сгорает в камере сгорания. Корень этой проблемы обычно кроется в протекающей прокладке головки блока цилиндров.

Большинство переливных трубок охлаждающей жидкости выходят из-под мотоцикла. Следите и следите за паром охлаждающей жидкости, выходящим из трубки. Это может быть признаком плохой прокладки головки.

Излишнее количество охлаждающей жидкости, вытекающее из переливной трубки

Несмотря на то, что охлаждающая жидкость часто вытекает из переливной трубки при опрокидывании велосипеда или при его перегреве, это не должно происходить регулярно. Охлаждающая жидкость, выдувающая переливную трубку, является еще одним хорошим индикатором протекающей прокладки головки блока цилиндров.

Утечка охлаждающей жидкости

Капли охлаждающей жидкости, выходящие из двигателя вокруг насоса охлаждающей жидкости, указывают на неисправное уплотнение водяного насоса. Если оставить без присмотра, вся система охлаждения в конечном итоге опустеет, что приведет к перегреву и невероятному количеству повреждений.

Осмотрите водяной насос после работы, чтобы убедиться, что охлаждающая жидкость не вытекает из-за плохой прокладки/уплотнительного кольца. Потеря охлаждающей жидкости может привести к перегреву, что может привести к серьезным проблемам с двигателем.

Чрезмерный шум в верхней части

Поскольку в верхней части четырехтактного двигателя находятся все движущиеся компоненты, часто присутствует механический шум. Чтобы определить, что является нормальным, требуется натренированный слух и знакомство с конкретным рассматриваемым двигателем, однако звуковые сигналы часто появляются, когда компоненты изнашиваются или зазоры ослабевают.

Интенсивность шума цепи ГРМ будет увеличиваться, если ваша цепь слишком ослаблена, и натяжитель не может поддерживать надлежащее натяжение.

Вращающиеся цепи кулачков будут сопровождаться металлическим шумом. Интенсивность металлического шума может увеличиваться по мере растяжения цепи ГРМ или если натяжитель не поддерживает достаточное натяжение цепи. Шум клапанного механизма носит ритмичный характер и может усиливаться по мере изменения зазоров и одновременного износа седел клапанов и поверхностей клапанов.

Теперь, когда мы рассмотрели некоторые из возможных наблюдений за двигателем в реальном времени, давайте переключим передачу и обсудим некоторые более навязчивые диагностические оценки, которые мы можем выполнить.

Ознакомьтесь с нашими советами по замене верхней части 4-тактного двигателя здесь.

Моторное масло

Во время замены масла следите за наличием металлических частиц, особенно темного цвета и молочного цвета.

Состав моторного масла может дать много информации о том, что происходит внутри двигателя. Для начала, какого он цвета и что в нем? Молочный цвет масла является хорошим индикатором того, что в масляную систему проникла влага. Наиболее распространенной причиной является неисправное уплотнение водяного насоса со стороны масла. Чрезвычайно высокое содержание мазута может быть связано с неправильным техническим обслуживанием по вине владельца или из-за того, что побочные продукты сгорания попадают в поток масла с ненормально высокой скоростью. Изношенные поршневые кольца могут нести ответственность за попадание продуктов сгорания и побочных продуктов.

Острый глаз может обнаружить в самом масле различные металлические частицы. Алюминий будет казаться серебристо-серым. Бронзовые частицы будут иметь золотой блеск. Частицы железа будут тусклыми и часто более различимы, если провести магнитом по маслу. Накопление всех этих вышеупомянутых частиц в небольших количествах является нормальным, однако чрезмерное количество любого из них может вызывать беспокойство.

Охлаждающая жидкость двигателя

Охлаждающая жидкость, загрязненная черными точками, часто может быть связана с протекающей прокладкой головки блока цилиндров. Побочные продукты сгорания попадают в систему охлаждения из-за высокого давления в камере сгорания во время процесса сгорания. Эти черные точки часто всплывают и проявляются, как только крышка радиатора снята.

Проверьте охлаждающую жидкость на наличие черных пятен, так как это часто указывает на неисправную прокладку головки блока цилиндров.

Проверка на герметичность

Проведение проверки на герметичность двигателя является наиболее точной диагностической процедурой, которая может быть выполнена для определения состояния поршневых колец, отверстия цилиндра, клапанов, седел клапанов и прокладки головки блока цилиндров. Если наблюдается какой-либо из ранее упомянутых симптомов, тест на утечку почти всегда является отличным следующим шагом.

При испытании на герметичность в камере сгорания двигателя создается давление и сравнивается величина давления, попадающего в камеру сгорания, с давлением, которое сохраняется. Сжатый воздух подается через отверстие для свечи зажигания, и для сравнения используются два манометра. Поршень находится в верхней мертвой точке рабочего такта. Затем воздух, выходящий из камеры сгорания, можно проследить до клапанов, прокладки головки или поршневых колец.

Выполнение теста на утечку является отличным индикатором состояния ваших поршневых колец, цилиндра, компонентов головки и прокладок.

Многие проблемы, обсуждаемые здесь, обычно вызваны износом верхних или нижних концевых частей. Если вы обнаружите, что на вашем двигателе есть признаки износа поршневых колец, компонентов клапанного механизма или подшипников, вашей первой мыслью может быть: «Сколько это мне будет стоить?» К счастью, дорогие бренды послепродажного обслуживания премиум-класса и OEM-запчасти по завышенной цене — не единственный вариант. Например, у ProX Racing Parts есть каталог, полный запасных частей OEM-качества, многие из которых сделаны OEM-производителями, но по более привлекательной цене. В зависимости от того, что вам нужно заменить, в каталоге ProX можно найти доступные детали двигателя, такие как комплекты поршней, клапаны, цепи распредвала, шатуны, подшипники и прокладки.

Будьте внимательны к этим признакам возможного износа двигателя. Всегда лучше заменять детали в качестве профилактики, а не потому, что вы пытаетесь исправить то, что больше не работает.

Всегда лучше проявить осторожность, решая, достаточно ли изношены детали вашего двигателя, чтобы их можно было заменить. Детали ProX — это отличный вариант, позволяющий уложиться в бюджет и при этом сохранить качество OEM.
Установка счетчика моточасов — лучший способ отслеживать критические интервалы технического обслуживания.

Мы надеемся, что это обсуждение наблюдений и тестов, которые можно провести для оценки состояния двигателя, поможет вам как владельцу двигателя стать лучше. Еще несколько ключевых моментов, о которых следует помнить: обсуждение конкретных временных интервалов в отношении того, когда что-то следует заменить, бесполезно. Причина проста: разные двигатели, методы обслуживания и приложения будут иметь разные интервалы. Установка счетчика моточасов на ваш двигатель, чтобы вы могли регистрировать количество часов работы двигателя, может быть одним из самых полезных способов установить интервалы обслуживания и замены, характерные для вашего двигателя, езды и привычек обслуживания.

Найдите здесь детали ProX для вашего применения.

Ferrea помогает объяснить динамику потока в клапанах

Если поворотные клапаны не будут усовершенствованы, тарельчатые клапаны останутся важнейшим движущимся компонентом воздушного потока в современных высокопроизводительных двигателях. Их форма, выбор материала и подготовка могут создать или разрушить максимальную производительность двигателя, независимо от разработки высококлассных деталей, таких как головки цилиндров и системы впуска.

«Клапаны двигателя оказывают огромное влияние на поток воздуха в двигателе, качество смеси и возможность работы двигателя на более высоких оборотах», — говорит Зик Уррутиа из Ferrea Racing Components, производителя высокоэффективных гоночных клапанов и компонентов клапанного механизма.

Открытый клапан создает окно потока, определяемое диаметром потока седла клапана и величиной подъемной силы, создаваемой распределительным валом. При большинстве значений подъемной силы значительная часть окна потока частично перекрывается стенками камеры сгорания, что затрудняет получение равномерного потока по всей окружности клапана.

Клапаны должны обеспечивать идеальное уплотнение на всех скоростях двигателя, а их размер, форма и углы седла должны обеспечивать наилучшее движение смеси через окно потока. Специальные материалы также необходимы для обеспечения долговечности в суровых условиях горения, но вес клапана также имеет первостепенное значение для обеспечения эффективной работы на высоких скоростях. По сути, обычный клапан двигателя представляет собой гораздо больше, чем кажется на первый взгляд.

Хотя широкая наука о воздушном потоке двигателя удивительно сложна, в этом отчете основное внимание будет уделено основному содержанию и функциям клапанов двигателя, а также тому, как они влияют на работу двигателя. Обычная конфигурация клапана и седла клапана оказалась наиболее практичным способом питания двигателя. К сожалению, это партнерство также является самым большим ограничением воздушного потока двигателя. В то время как форма, длина и поперечное сечение порта являются основными факторами, влияющими на динамику воздушного потока двигателя, область горловины непосредственно над клапаном является наиболее ограничивающим и наиболее важным элементом оптимального воздушного потока и качества смеси. На самом деле площадь примерно ½ дюйма выше и ниже впускного клапана является наиболее влиятельным фактором всего пути потока на входе. Поддержание хорошей воздушной скорости после быстро открывающихся и закрывающихся клапанов является главным приоритетом производителя двигателя.

Повышение качества смеси

Многоугловые клапаны используются для облегчения перехода потока из порта в камеру на стороне впуска и из камеры в порт на стороне выпуска. Ширина, количество и концентричность этих разрезов влияют на эффективность уплотнения и качество потока.

«Правильно настроенный клапан и угол наклона седла клапана могут значительно улучшить поток воздуха и одновременно улучшить качество смеси», — подчеркивает Уррутиа.

Стабильный воздушный поток через открытый клапан (на стенде потока) является одним из важнейших показателей, но запуск и остановка этого столба воздуха (и капель топлива) много раз в секунду не способствует плавному переходу топлива/воздуха среда из индукционной системы. И это, конечно, не способствует хорошему качеству смеси, когда капли топлива сильно ударяются о заднюю часть клапана на высокой скорости и так же быстро ускоряются и вымываются через седло в цилиндр, где существует совершенно другая среда давления.

Клапан представляет собой простое устройство с изменяемой геометрией, которое управляет открытием и закрытием указанного окна потока или области полотна клапана в соответствии с передаточным числом распределительного вала и коромысла. Площадь завесы клапана определяется как окно потока, создаваемое открытым клапаном при максимальном подъеме клапана. Для расчета площади завесы клапана нельзя исходить из диаметра самого клапана. Вы должны использовать диаметр потока, где начинается фактическое седло клапана, и который обычно примерно на 0,040 дюйма меньше, чем измеренный диаметр клапана. Обычно точной формулой для диаметра потока является умножение диаметра клапана на 0,9.8 (см. врезку).

Расчет площади полотна клапана

Следующее уравнение математически определяет имеющуюся площадь проходного сечения для любого заданного диаметра клапана и значения подъема:

Площадь = диаметр клапана x 0,98 x 3,14 x высота подъема клапана (π)

Для типичного впускного клапана диаметром 2,02 дюйма при высоте подъема 0,500 дюйма вычисляется следующим образом:

Площадь = 2,02 x 0,98 x 3,14 x 0,500 = 3,107 кв. продолжительность открытия клапана контролируется распределительным валом, но размер клапана, форма и углы седла оказывают сильное влияние на общую эффективность воздушного потока.

Если мы примем, что скорость воздуха и чистый массовый расход являются ключевыми компонентами наполнения цилиндра, легко увидеть, что плавное перемещение высокоскоростного воздуха через клапан в камеру сгорания с минимальной турбулентностью имеет решающее значение для оптимизации производительности. Создатели двигателей называют это восстановлением давления или эффективным замедлением высокоскоростного воздуха и преобразованием кинетической энергии потока в давление в цилиндре. В бегунке и за клапаном скорость воздуха высокая, а статическое давление низкое. Внутри цилиндра давление выше, а скорость полета снижается из-за резкого изменения площади. Постепенный переход от низкого статического давления и высокой скорости за клапаном к более высокому статическому давлению и низкой скорости в цилиндре способствует наполнению цилиндра и обеспечивает наиболее эффективное использование правильно сконструированного порта.

Равномерный поток воздуха

«Это во многом зависит от формы камеры сгорания, но главное — добиться максимально равномерного потока воздуха по всей окружности клапана», — объясняет Уррутиа. «Этого трудно достичь, потому что порт почти всегда приближается к клапану под косым углом, а поток кинетически смещается, чтобы следовать своему собственному предпочтительному направлению, что редко способствует равномерному обтеканию клапана».

Угол наклона клапана относительно отверстия цилиндра влияет на характеристики потока. Приподнятый порт и меньший угол клапана улучшают поток, обеспечивая более прямой путь потока и уменьшая кожух клапана. В некоторых случаях клапан немного меньшего размера будет работать лучше, потому что он помогает преодолеть эффект экранирования.

Динамика потока еще более усложняется, когда камера сгорания обычно закрывает клапан на 30 и более процентов. Вот почему карманное портирование и снятие кожуха клапана увеличивает мощность, но форма клапана и углы седла играют важную роль в оптимизации эффективности потока и качества смеси за счет эффективного сдвига топлива по седлу.

Титановые клапаны имеют множество преимуществ, несмотря на более высокую начальную стоимость. — Zeke Urrutia, Ferrea

Клапан играет решающую роль при всех значениях подъема, но ключевой пропорцией является коэффициент LD — или отношение подъема к диаметру, — где значение подъема равно одной четверти диаметра клапана. . Независимо от диаметра клапана, в этот момент площадь полотна клапана точно равна площади тарелки клапана.

«Все, что ниже этого значения, сильно влияет на малый подъем, — говорит Уррутиа, — что является важной функцией преодоления инерции топливной смеси».

В прилагаемой таблице указаны стандартные длины клапанов для популярных двигателей. Важные размеры включают общую длину клапана, диаметр головки, высоту края и длину наконечника.

Выше этой точки изготовитель двигателя должен сравнить минимальную площадь поперечного сечения порта (обычно площадь горловины над клапаном) с площадью завесы клапана. Где-то в средней точке подъема площадь завесы клапана становится больше, чем площадь порта, и сам порт становится ограничением. Это называется точкой подъема насыщения. В каждой точке этого уравнения мы застряли с одной и той же фиксированной формой клапана, углами седла и размерами края клапана, которые влияют на движение воздуха. Выше точки насыщения углы седла по-прежнему имеют решающее значение для поддержания плавного переходного потока и обеспечения края сдвига, помогающего поддерживать хорошее распыление топлива. Особенности этого очень специфичны для каждой конкретной камеры сгорания в соответствии с ее размером, формой, глубиной, положением клапана, текстурой порта, приближающегося к клапану, и, в некоторой степени, влиянием поднимающейся головки поршня.

Какой угол?

Работа стандартного 3-углового клапана обычно начинается с разреза под углом 60 градусов в области горловины порта, чтобы установить переход к углу уплотнения под углом 45 градусов, который контактирует с клапаном. Выше этого верхний срез от 15 до 35 градусов обычно завершает переход в камеру сгорания. Сегодня многие рабочие клапаны включают до пяти различных углов, включая в некоторых случаях срез горловины под углом от 70 до 75 градусов, в зависимости от порта и его характеристик потока. Как правило, впускной или выпускной потоки не теряют скорости и не становятся турбулентными, пока переходы седла клапана или угла клапана не превышают 15 градусов.

Стандартный угол седла клапана составляет 45 градусов. В некоторых приложениях, таких как дрэг-рейсинг Pro Stock, клапан и седло расположены под углом до 55 градусов. Было обнаружено, что это увеличивает поток, но менее долговечно и не может использоваться в двигателях с наддувом или турбонаддувом, поскольку оно не может выдерживать более высокие температуры. 30-градусный задний вырез на клапане помогает облегчить переход к седлу, а острый угол в нижней части края впускного клапана помогает противостоять реверсивному потоку, прерывая его прохождение обратно в порт. Для большинства высокопроизводительных приложений высота края впускного клапана обычно составляет 0,050 дюйма, а впускные клапаны обычно требуют небольшого радиуса от штока до головки, чтобы предотвратить ограничение низкого подъема.

Впускной клапан (левый) имеет задний срез под углом 30° над седлом и тонкий край с острым краем на дне, чтобы препятствовать обратному перемещению впускного тракта. Соответствующий выпускной клапан имеет более толстую кромку, чтобы противостоять более высоким температурам, и большой радиус в нижней части, чтобы способствовать выходному потоку вокруг клапана. Впускные клапаны используют конфигурацию шляпки гвоздя, чтобы избежать ограничения потока.

Выпускные клапаны, как правило, требуют таких же углов, но используют более узкое седло, чтобы помочь клапану прорезать скопления углерода и сохранить надежное уплотнение. Маржа клапана должна быть 0,080-0,090 дюймов в высоту, чтобы обеспечить долговечность при более высоких температурах, и он должен иметь радиус внизу, чтобы стимулировать поток выхлопных газов вокруг клапана. Форма тюльпана часто используется на выпускных клапанах, чтобы обеспечить более плавный поток.

«Это хорошо работает по сравнению с узким радиусом впускных клапанов, потому что выхлопные газы все еще находятся под давлением и не могут дождаться выхода», — говорит Уррутия. «Впускные смеси имеют небольшое относительное давление и должны подаваться в цилиндр через динамику порта».

Фиксаторы из инструментальной стали (слева) обеспечивают малый вес и исключительную износостойкость и прочность для большинства гоночных автомобилей. Титановые фиксаторы Ferrea серии Pro (справа) изготовлены на станках с ЧПУ и обеспечивают снижение веса на 40 процентов для поддержки экстремальных оборотов двигателя.

Лучшие материалы для клапанов

Нержавеющая сталь и титан являются основными материалами, используемыми при производстве клапанов высокопроизводительных двигателей. Клапаны из нержавеющей стали универсальны и подходят для большинства приложений с высокими эксплуатационными характеристиками, обеспечивая хорошее обслуживание в приложениях с умеренным форсированием. За исключением некоторых гонок, почти все головки блока цилиндров послепродажного обслуживания поставляются с клапанами из нержавеющей стали, которые подходят для уличных гонок и гонок, включая приложения с умеренным форсированием. Во всех безнаддувных гоночных двигателях с высокими оборотами должны использоваться более легкие титановые клапаны.

«Титановые клапаны предлагают множество преимуществ, несмотря на их более высокую начальную стоимость», — говорит Уррутиа.

Меньшая инерция массы позволяет уменьшить жесткость клапанной пружины и снижает нагрузку на весь клапанный механизм. Титановые клапаны должны использоваться с бронзовыми направляющими. Клапаны Ferrea имеют запатентованное покрытие из нитрида хрома (CrN) или алмазоподобное покрытие (DLC), обеспечивающее быстрый отвод тепла и снижение износа, а также уменьшение расслаивания и отслаивания при изгибе клапана. Титановые клапаны, как правило, не имеют закаленных наконечников, поэтому их необходимо использовать со стальными заглушками для предотвращения повреждений. Типичный зазор составляет приблизительно от 0,0007 до 0,0009.-дюйм.

Клапаны двигателя, особенно выпускные клапаны, часто подвергаются воздействию температур, превышающих 1600 градусов по Фаренгейту в камере сгорания, а также воздействию низких температур во впускном коллекторе до -25 градусов. Инконель — это материал для выпускных клапанов, часто предназначенный для защиты от более высоких температур, связанных с двигателями с турбонаддувом и двигателями с наддувом.

«Чрезвычайный температурный градиент во многих форсированных приложениях требует более экзотических материалов, таких как инконель, для сопротивления термической усталости», — говорит Уррутиа.

Инконель выдерживает температуру до 1800 градусов и является популярным выбором для высокофорсированных двигателей. В более агрессивных средах с очень высоким давлением наддува или экзотическими видами топлива, такими как нитрометан, можно использовать различные клапаны из суперсплава Ferrea, которые комфортно работают в диапазоне 2000-2400 градусов, а некоторые выдерживают даже 2600-2700 градусов (см. таблицу выше).

Клапаны для производства

Клапаны с полым штоком, просверленные пистолетом, на 20 % легче, что снижает требования к давлению пружины клапана и улучшает динамику клапанного механизма. Клапаны Ferrea также имеют шток с подрезкой для дальнейшего снижения веса и улучшения потока.

В процессе производства клапаны штампуются при высокой температуре, термообрабатываются и снимаются напряжения, бесцентрово шлифуются и обрабатываются на станках с ЧПУ в соответствии с требуемыми спецификациями. Штоки покрыты твердым хромом, а затем отполированы до микро- или вихревой полировки, в зависимости от серии клапана. Для применения в условиях высоких температур и высоких нагрузок может потребоваться биметаллическая поковка, которая включает в себя наиболее подходящую смесь сплавов для каждой секции клапана. Биметаллические клапаны сварены методом инерционной сварки из двух разных сплавов, при этом точка сварки расположена достаточно высоко, чтобы всегда оставаться внутри направляющей клапана. Это единственный одобренный метод для применения в аэрокосмической арматуре. Биметаллические клапаны проходят ту же финишную обработку, что и цельные кованые клапаны, включая очень точное твердое хромирование штоков. Более продвинутые приложения могут выбирать из различных сплавов, а также могут выбирать клапаны с полым штоком с полостями полого штока, просверленными пистолетом и микрополированными.

«Задвижки с полым штоком обеспечивают снижение веса в среднем на 20 % по сравнению с обычной малогабаритной задвижкой, — говорит Уррутиа.

По индивидуальному заказу также могут быть указаны полые клапаны с полым штоком, заполненные натрием, для снижения веса и обеспечения лучшего отвода тепла от критических зон.

Компания Ferrea также предлагает клапан Super-Flo с подрезанным или суженным штоком в основании клапана рядом с головкой. Эту конфигурацию иногда называют «клапан-костыль», потому что она полезна для улучшения потока на старых чугунных головках стандартного типа с плохой конструкцией портов. Клапаны Super-Flo изготовлены из нержавеющей стали и очень надежны даже при уменьшении количества материала вокруг проходного сечения.

«Это очень хорошая модификация для восстановления маслкаров с оригинальными головками», — говорит Уррутия. «Некоторые современные головки послепродажного обслуживания используют их для увеличения числа потоков своих нынешних головок».

Выбор клапанов

Для некоторых головок также требуются более длинные клапаны порядка +0,100 дюйма, +0,200 дюйма или больше. Ferrea также обслуживает клапаны этой длины. В прилагаемой таблице указаны типичные стандартные длины клапанов для популярных отечественных двигателей, и строители могут использовать схему клапанов для заказа конкретных длин, отличающихся от стандартных. Ferrea также может указать модификации наконечников и замков, а также желаемую высоту полей, если требования отличаются от имеющихся на складе. А для безнаддувных комбинаций, которым требуется более высокая степень сжатия, Ferrea серии 5000 включает клапаны с плоским торцом, которые помогают уменьшить объем камеры сгорания.

Крупный план тяжелонагруженного выпускного клапана показывает форму полированного тюльпана с завихрением, которая способствует хорошему выходному потоку.