Уважаемые покупатели! Офис компании «Автономные Энергосистемы» не работает с 30 декабря 2012 года по 8 января 2013 года! Поздравляем вас с Новым Годом и Рождеством! До встречи в Новом Году!
QR-Контакты
Обзор одноцилиндровых ДВС
Последние годы в продаже появилось множество полезных устройств с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), как бытовых, так и профессиональных. К их числу относятся миниэлектростанции, мотопомпы, газонокосилки, мотокультиваторы, снегоочистители. В строительстве находят применение мотобетономешалки, сварочные мотогенераторы, вибротрамбовщики, вибраторы и т.д. В большинстве из них установлены одноцилидровые безиновые четырехтактные двигатели внутренного сгорания с воздушным охлаждением. Реже встречаются дизельные двигатели, но эта тема заслуживает отдельного рассмотрения.
Двигатель является наиболее сложной и дорогостоящей состваляющей большинства таких устройств. Поэтому рассмотрим характеристики, которые следует принимать во внимание выбирая двигатель.
По системе питания практически все используемые бензиновые двигатели являются карбюраторными. В большинстве из них применяется электронная система зажигания, хотя наиболее дешевые экземпляры имею систему зажигания в виде магнето. Электронное зажигаение предпочтительнее, т.к. оно обеспечивает хороший пуск двигателя в различных условиях.
В одноцилиндровых двигателях в основном применяется воздушный способ охлаждения. Для интенсивного отвода тепла в поршневой группе используются цилиндры из алюминиевых сплавов с чугунными вставками или полностью литыми цилиндрами из чугуна. Чугунные литые цилиндры являются более предпочтительными т.к. существенно повышается моторесурс двигателя. Хотя применение алюминиевых цилиндров с чугунными вставками вполне допустимо при эксплуатации двигателя в «домашних» условиях, например, в электростанции, которая используется в качестве резервной при редких отключениях основного электропитания. Или в газонокосилке, которая используется летом раз в неделю в течение часа-другого. Для профессионального использования, скажем в строительной технике при ежедневной длительной работе, двигатель с литыми чугунными цилиндрами является обязательным условием его надежной работы.
Существенным является наличие датчика уровня масла. Простейшим способом «угробить» ДВС является его эксплуатация с низким уровнем масла или вообще без масла. При наличии датчика двигатель с недостаточным количеством масла в картере просто не заведется. Хотя во всех руководствах по эксплуатации имеются призывы проверять уровень масла в двигателе перед его запуском, как показывает практика ремонта, далеко не все следуют этой простой и очень разумной рекомендации.
Ниболее существенное влияние на цену и характеристики двигателя оказывает примененный в нем механизм газораспределения. В настоящее время в рассматриваемых одноцилиндровых двигателях используется три типа механизма газораспределения SV, OHV и OHC. Все три типа использовались ранее или используются в настоящее время в автомобильных двигателях.
Двигатели типа SV — английская абревиатура side valve — двигатели с боковым расположением клапанов. В отечественной литературе такие двигатели чаще называют нижнеклапанными. На самом деле впускной и выпускной клапаны расположены внизу и сбоку от цилиндра. Распредвал расположен также внизу и чаще всего имеет шестернчатый привод от коленвала. Одноцилидровые двигатели с такой компоновкой выпускают в больших количествах все основные мировые производители Honda (серия G), Subaru-Robin (серия EY), Briggs&Stratton, Tecumseh и другие. Такие двигатели обычно работаю на низкооктановом бензине (не выше 92) и не любят больших оборотов. Эти двигатели недороги, надежны, хотя отличаются несколько повышенным расходом топлива по сравнению с OHV и OHC. Очень хорошо работают в миниэлектростанциях, где обороты двигателя поддерживаются фиксированными (как правило 3000 об/мин). В большинстве случаев эти двигатели рекомендуются для домашнего применения, хотя японские двигатели этого типа (Honda, Robin) обладают очень большим моторесурсом и хорошо работают в профессиональной технике.
Интересно, что в автомобилестроении двигатели этого типа были популярны в 30-х годах 20 века. В советских автомобилях они прожили дольше и устанавливались на Победу, ЗИС, Москвич 401 и некоторые грузовики (в основном ГАЗ). Основные врожденные недостатки такой конструкции связаны с большой поверхностью сложной формой камеры сгорания и малоэффективным способом работы горючей смеси, что увеличивает расход топлива и тепловые потери в двигателе. Из-за этого двигатели склонны к детонации топливной смеси и не могут работать на высокооктановом бензине. С другой стороны простая система газораспределения и хорошие условия смазки всех ее деталей являются залогом надежности.
Двигатели типа OHV
Двигатели типа OHV — английская аббревиатура overhead-valve — двигатели с верхним расположением клапанов. Впускной и выпускной клапаны расположены сверху от цилиндра. Распредвал расположен внизу и чаще всего имеет шестернчатый привод от коленвала (иногда цепной). Клапаны открываются и закрываются с помощью толкателей, штанг и коромысел. Одноцилидровые двигатели с такой компоновкой в своей программе имеют все основные мировые производители Honda (серия GХ), Subaru-Robin (серия EН), Briggs&Stratton (Vanguard), Tecumseh и другие. Такие двигатели обычно работаю на бензине с октановым числом 95. Эти двигатели несколько дороже чем SV, очень надежны, долговечны и экономичны и несколько менее шумны. Они устойчиво работают в широком диапазоне оборотов, эластичны. Эти свойства обусловлены в основном отпимальной формой камеры сгорания двигателя. Не любят очень больших оборотов (более 6500) из-за сложной и достаточно большой по длине системы газораспределения, у которой при больших оборотах снижается жесткость системы и точность фаз газораспределения. Эти двигатели рекомендуются для работы в профессиональной технике. Они универсальны и находят применение практически во всех типах устройств.
В автомобилестроении в настоящее время двигатели с этой схемой газораспределения чаще всего встречаются на американских бензиновых моторах, устанавливаемых в основном на джипы и пикапы и на тихоходных грузовых дизелях. Нередко автомобильные двигатели этого типа проходят миллион колометров без капремонта. Из отечественных двигателей наиболее известны (к сожалению не с лучшей стороны) двигатели Заволжского моторного завода ЗМЗ-401, 402 которые в течение нескольких десятилетий устанавливались на Волги и другие автомобили, а также V-образный ЗМЗ-53, который устанавливался на грузовики.
Двигатели типа OHC
Двигатели типа OHC на сегодняшний день самые распространенные в автомобилестроении. Чего нельзя сказать о применении этой компоновки в небольших одноцилидровых бензиновых двигателях. Аббревиатура OHC расшифровывается как overhead-camshaft, в переводе с английского — “верхнее расположение распредвала”. В таких силовых агрегатах кулачки распределительного вала давят на клапаны непосредственно через толкатели, реже — через коромысла. Привод от коленвала к распредвалу чаще всего осуществляется цепью или зубчатым ремнем. Достоинства такого двигателя — четкая работа в очень большом диапазоне оборотов, экономичность, надежность, низкая шумность, большой моторесурс. Такие двигатели могут быстро набирать обороты и столь же быстро сбрасывать их, что позволяет двигателю быстро приспосабливаться к часто меняющейся нагрузке и не снижать заданную мощность. В двигателях типа OHC максимально используются положительные качества электронной системы зажигания.. Камера сгорания такого двигателя имеет все достоинства двигателя OHV, а система газораспределения заметно легче и не содержит деталей, которые теряют жесткость при больших оборотах или при резком изменении оборотов двигателя.
Одноцилиндровые двигатели с такой компоновкой появились в программе основных производителей относительно недавно (во второй половине 90-х годов) и в модельном ряду занимают пока довольно скромное место. У Honda это серия GC, у Subaru-Robin — серия EX, у Tecumseh модель ENDURO 70 XL/C G. Скорее всего производство таких двигателей будет поступательно расти в ближайшие годы, модельный ряд будет расширяться и они займут достойное положение в производстве бытовой и професcиональной техники с ДВС благдаря своей надежности, универсальности и экономичности.
Собственно благодаря этим качествам двигатели OHC завоевали свое главенствующее положение в автомобилестроении. Они (или их модификации с двумя распредвалами DOHC) установлены на подавляющем большинстве современных автомобилей, включая все модели Жигулей.
Источник статьи: http://www.aes.ru/information/articles/3035.html
Верхнеклапанный двигатель — Overhead valve engine
Верхним расположением клапанов ( OHV ) двигатель представляет собой поршневой двигатель которого клапаны расположены в головке блока цилиндров над камерой сгорания. Это контрастирует с более ранними двигателями с плоской головкой , где клапаны располагались ниже камеры сгорания в блоке двигателя.
Распределительный вал в традиционном двигателе с верхним расположением клапанов расположен в блоке цилиндров. Движение распределительного вала передается с помощью толкателей и коромысел для управления клапанами в верхней части двигателя.
Верхним распредвалом (OHC) двигатель также имеет накладные клапаны; однако, чтобы избежать путаницы, двигатели с верхним расположением клапанов, в которых используются толкатели, часто называют «двигателями с толкателями». Некоторые ранние двигатели с системой впуска вместо выпуска использовали гибридную конструкцию, сочетающую в себе элементы как боковых, так и верхних клапанов.
Содержание
История
Предшественники
Первые двигатели внутреннего сгорания были основаны на паровых двигателях и поэтому использовали золотниковые клапаны . Так было и с первым двигателем Отто , который впервые был успешно запущен в 1876 году. Поскольку двигатели внутреннего сгорания начали развиваться отдельно от паровых двигателей, тарельчатые клапаны стали все более распространенными, и большинство двигателей до 1950-х годов использовали боковой клапан (с плоской головкой) дизайн.
Начиная с Daimler Reitwagen 1885 года , в некоторых автомобилях и мотоциклах использовались впускные клапаны, расположенные в головке цилиндров, однако эти клапаны были с вакуумным приводом («атмосферным»), а не с приводом от распределительного вала, как в типичных двигателях OHV. Выпускной клапан (ы) приводился в действие распределительным валом, но находился в блоке двигателя, как и в двигателях с боковым клапаном.
В прототипе дизельного двигателя 1894 года использовались верхние тарельчатые клапаны, приводимые в действие распределительным валом, толкателями и коромыслами, поэтому он стал одним из первых двигателей OHV. В 1896 году Уильям Ф. Дэвис получил патент США 563 140 на двигатель с верхним расположением клапанов с жидкой охлаждающей жидкостью, используемой для охлаждения головки блока цилиндров. но работающей модели построено не было.
Серийные двигатели OHV
В 1898 году производитель велосипедов Уолтер Лоренцо Марр в США построил прототип моторизованного трехколесного велосипеда с одноцилиндровым двигателем с верхним расположением клапанов. Марра наняла компания Buick (тогда называвшаяся Buick Auto-Vim and Power Company ) в 1899–1902 годах, где конструкция двигателя с верхним расположением клапана была доработана. В этом двигателе использовались коромысла, приводимые в действие толкателями, которые, в свою очередь, открывали клапаны параллельно поршням. Марр вернулся в Buick в 1904 году (построив небольшое количество автомобилей Marr Auto-Car с первым известным двигателем, в котором использовался верхний распределительный вал), в том же году, когда Buick получил патент на конструкцию двигателя с верхним расположением клапанов. В 1904 году первый в мире производство OHV двигатель был выпущен в Buick Model B . Двигатель имел плоско-сдвоенную конструкцию с двумя клапанами на цилиндр. Этот двигатель оказался очень успешным для Buick: в 1905 году компания продала 750 таких автомобилей.
Несколько других производителей начали производить двигатели с верхним расположением клапанов, например, вертикальный 4-цилиндровый двигатель братьев Райт 1906–1912 гг . Однако двигатели с боковым расположением клапанов оставались обычным явлением до конца 1940-х годов, когда их начали постепенно выводить из эксплуатации для двигателей OHV.
Верхние кулачковые двигатели
Первый двигатель с верхним распределительным валом (OHC) появился в 1902 году, однако в течение многих десятилетий использование этой конструкции в основном ограничивалось высокопроизводительными автомобилями. Двигатели OHC постепенно стали более распространенными с 1950-х по 1990-е годы, и к началу 21-го века в большинстве автомобильных двигателей (за исключением некоторых североамериканских двигателей V8) использовалась конструкция OHC.
В 1994 году на автогонке Indianapolis 500 Team Penske участвовала в автомобиле с двигателем Mercedes-Benz 500I, изготовленным по индивидуальному заказу . Из-за лазейки в правилах двигателю с толкателем было разрешено использовать больший рабочий объем и более высокое давление наддува, что значительно увеличило его выходную мощность по сравнению с двигателями OHC, используемыми другими командами. Команда Penske квалифицировалась с поул-позицией и выиграла гонку с большим отрывом.
В начале 21 века несколько двигателей V8 с толкателем от General Motors и Chrysler использовали переменный рабочий объем для снижения расхода топлива и выбросов выхлопных газов. В 2008 году на Dodge Viper (четвертое поколение) был представлен первый серийный двигатель с толкателем, в котором используется система изменения фаз газораспределения .
дизайн
Двигатели OHV имеют несколько преимуществ по сравнению с двигателями OHC:
Меньшая общая упаковка : конструкция двигателя с верхним расположением клапанов типа « кулачок в блоке» приводит к меньшим общим размерам по сравнению с эквивалентным двигателем с верхним расположением клапанов.
Использование одной и той же отливки головки блока цилиндров для обоих рядов цилиндров: двигатель с верхним распределительным валом требует, чтобы головки цилиндров были (более или менее) зеркальным отображением друг друга из-за системы привода распределительного вала (например, ремня / цепи ГРМ) в передней части каждого блока цилиндров. ряд цилиндров. В двигателе OHV можно использовать одну и ту же отливку головки блока цилиндров для обоих блоков, просто перевернув ее для второго ряда.
Более простая система привода распределительного вала : двигатели OHV имеют менее сложную систему привода распределительного вала по сравнению с двигателями OHC . Большинство двигателей OHC приводят в движение распределительный вал или распределительные валы с помощью зубчатого ремня , цепи или нескольких цепей. Эти системы требуют использования натяжителей , что добавляет сложности. В отличие от этого, в двигателе с верхним расположением клапанов распределительный вал расположен близко к коленчатому валу, который может приводиться в движение более короткой цепью или даже прямым зубчатым соединением. Однако это несколько сводится на нет более сложным клапанным механизмом, требующим толкателей.
Более простая система смазки : требования к смазке для головок цилиндров OHV намного меньше из-за отсутствия распределительного вала и соответствующих подшипников для смазки. Головки OHV нуждаются в смазке только для коромысел со стороны толкателя, цапфы и наконечника коромысла. Эта смазка обычно обеспечивается через сами толкатели, а не через специальную систему смазки в головке. Снижение требований к смазке также может означать, что используется масляный насос меньшей мощности с меньшей производительностью.
По сравнению с двигателями OHC, двигатели OHV имеют следующие недостатки:
Ограниченные обороты двигателя : хотя двигатели с верхним расположением клапанов имеют более простые системы привода распределительного вала, в клапанном агрегате имеется большее количество движущихся частей (т. Е. Подъемников, толкателей и коромысел). Инерция этих частей клапанного механизма делает двигатели OHV более восприимчивыми к смещению клапана на высоких оборотах двигателя (RPM).
Ограничения по количеству и расположению клапанов : двигатели с верхним расположением клапанов часто имеют четыре клапана на цилиндр, тогда как двигатель с верхним расположением клапанов редко имеет более двух клапанов на цилиндр. В двигателях OHV размер и форма впускных каналов, а также положение клапанов ограничиваются толкателями и необходимостью их размещения в литой головке.
Источник статьи: http://ru.qaz.wiki/wiki/Overhead_valve_engine
Двигатели типа SV — английская абревиатура side valve — двигатели с боковым расположением клапанов. В отечественной литературе такие двигатели чаще называют нижнеклапанными. На самом деле впускной и выпускной клапаны расположены внизу и сбоку от цилиндра. Распредвал расположен также внизу и чаще всего имеет шестернчатый привод от коленвала. Одноцилидровые двигатели с такой компоновкой выпускают в больших количествах все основные мировые производители Honda (серия G), Subaru-Robin (серия EY), Briggs&Stratton, Tecumseh и другие. Такие двигатели обычно работаю на низкооктановом бензине (не выше 92) и не любят больших оборотов. Эти двигатели недороги, надежны, хотя отличаются несколько повышенным расходом топлива по сравнению с OHV и OHC. Очень хорошо работают в миниэлектростанциях, где обороты двигателя поддерживаются фиксированными (как правило 3000 об/мин). В большинстве случаев эти двигатели рекомендуются для домашнего применения, хотя японские двигатели этого типа (Honda, Robin) обладают очень большим моторесурсом и хорошо работают в профессиональной технике.
