Кіріспе

Төрт тактілі қозғалтқыштың түрі. Платнатты қозғалтқыш, сондай-ақ қабырға клапанды қозғалтқыш немесе блок ішіндегі клапан қозғалтқышы – бұл ішкі жану қозғалтқышы, оның шамшықты клапандары цилиндр басына емес, қозғалтқыш блогында орналасқан, жоғары клапанды қозғалтқыштардағыдай. Платнатты қозғалтқыштар автомобиль өндірушілер тарапынан 1890 жылдардың соңынан бастап 1960 жылдардың ортасына дейін әлемдік деңгейде кеңінен қолданылды, бірақ олар тиімдірек жоғары клапанды және жоғары білік қозғалтқыштарымен ауыстырылды. Қазіргі уақытта олар D Motor сияқты төмен айналымды авиациялық қозғалтқыштарда қайта жандануда.

Бүйірлік клапанның конструкциясы

Клапан механизмі цилиндр блогының төменгі жағында орналасқан білік қамтиды, ол шүмекті клапандарды иінтіректер мен қысқа иінтіректеу таяқшалары арқылы (немесе кейде иінтіректеу таяқшаларысыз) басқарады. Жазық бас жүйесі ұзын иінтіректеу таяқшалары, теректілер, жоғары орналасқан клапандар немесе жоғары орналасқан білік сияқты қосымша клапан механизмдерін қажет етпейді. Бүйірлік клапандар әдетте цилиндрдің бір жағында орналасқан, бірақ кейбір жазық бас қозғалтқыштар "T бас" конструкциясының сирек кездесетін "қарсы ағын" нұсқасын қолданады. T бас қозғалтқышта, түтін газдары сіңіру клапанынан қарсы жақтан шығады. Бүйірлік клапанның жану камерасы поршеньнің үстінде емес (OHV (жоғары орналасқан клапан) қозғалтқышындағыдай), бірақ клапандардың үстінде, бүйірде орналасқан. Шығарғыш шам поршеньнің үстінде (OHV қозғалтқышындағыдай) немесе клапандардың үстінде орналасуы мүмкін; бірақ цилиндрге екі шам орнатылған ұшақ конструкциялары кез келген немесе екі орнын да пайдалана алады. Қысымды арттыру және жану камерасының пішінін жақсарту үшін, соққыны болдырмау үшін үйлесімді баспен бірге "көтерілген поршеньдер" қолданылуы мүмкін. "Көтерілген" поршеньдер деп аталады, өйткені олар жоғарғы өлі нүктеде цилиндр блогының жоғарғы жағынан шығып тұрады.

Артықшылықтар

Бүйірлік клапанды қозғалтқыштың артықшылықтары: қарапайымдылығы, сенімділігі, азаз бөлшек саны, төмен құны, жеңіл салмағы, ықшамдығы, төмен айналымдардағы жауапты қуаты, төмен механикалық шуы және төмен октанды отынға төзімділігі. Күрделі клапан механизмінің болмауы қозғалтқыштың өндірісін арзанға шағады, себебі цилиндрдің басы қарапайым металл құймасынан жасалуы мүмкін. Осы артықшылықтар көп жылдар бойы жолаушылар автомобильдерінде бүйірлік клапанды қозғалтқыштардың қолданылуын түсіндіреді, ал OHV конструкциялары жоғары өнімділікке талап етілетін ұшақтар, сәнді автомобильдер, спорттық автомобильдер және кейбір мотоциклдер сияқты жағдайларда ғана қолданылды. Жоғарғы өлі нүктеде поршень цилиндр басының үстіңгі жазық бөлігіне өте жақын келеді, нәтижесінде туындайтын қысымды турбуленттілік отын мен ауаның жақсы араласуын қамтамасыз етеді. Бүйірлік клапанды конструкцияның ерекшелігі (әсіресе авиациялық қозғалтқыштар үшін пайдалы) – клапан өз жетекшісінде тұрып, жартылай ашық қалған жағдайда поршеньге зақым келтірмейді және қозғалтқыш қалған цилиндрлерде қауіпсіз жұмыс істеуін жалғастырады.

Кемшіліктер

Бүйірлік клапанды қозғалтқыштың негізгі кемшіліктері – газ ағынының нашар болуы, жану камерасының дұрыс еместігі және төмен сығылу қатынасы. Бұл факторлардың салдарынан қозғалтқыш төмен айналымдарда жұмыс істейді, аз қуат береді және тиімділігі төмен болады. Бүйірлік клапанды қозғалтқыштар отынды тиімді жағуға қабілетсіз болғандықтан, олардан көмірсутек шығарылымы жоғары болады. Мұндай қозғалтқыштар тек Отто принципі бойынша жұмыс істейтін жүйелерде қолданылады. Жану камерасының пішіні дизельді қозғалтқыштарға сәйкес келмейді. Бүйірлік клапанды қозғалтқышта ауа сору және газдар шығару жолдары қиын тікбұрышты болып келеді, бұл көлемдік тиімділікті төмендетеді, яғни "тынысы нашар" болады. Бұған себеп – шығарылатын газдар кіретін ауа ағынына кедергі келтіреді. Газдардың қозғалтқыштан ұзақ жолмен шығуы салдарынан, қозғалтқыш қызып кетуге бейім. (Ескерту: Бұл V тәрізді жалпақ бас қозғалтқыштарға қатысты, бірақ қатарлы қозғалтқыштарда, әдетте, ауа сору және газдар шығару тесіктері қозғалтқыш блогының бір жағында орналасқандықтан, бұл мәселе азырақ болады.) Бүйірлік клапанды қозғалтқыш жоғары жылдамдықпен қауіпсіз жұмыс істей алғанымен, оның көлемдік тиімділігі тез төмендейді, сондықтан жоғары жылдамдықта үлкен қуат алу мүмкін емес. Ертедегі автомобильдер үшін жоғары көлемдік тиімділік аса маңызды болмаған, себебі олардың қозғалтқыштары ұзақ уақыт бойы жоғары жылдамдықта жұмыс істемейтін. Бірақ, жоғары қуаттылықты қамтамасыз етуді көздеген инженерлер бүйірлік клапанды қозғалтқыштардан бас тартуға мәжбүр болды. 1950 жылдары Willys Jeep, Rover, Landrover және Rolls Royce компаниялары қолданған "F бас" (немесе "ауа сору клапаны үстіндегі шығару клапаны") жүйесі – осы мәселені шешуге бағытталған компромисс болды. Бұл жүйеде әрбір цилиндрде бір бүйірлік және бір жоғарғы клапан болады. Жалпақ бас қозғалтқыштың созылған жану камерасы сығылу қатынасы артқанда алдын ала тұтануға (немесе "соққылауға") бейім, бірақ лазерлік тұтану немесе микротолқынды күшейтілген тұтану сияқты жақсартулар соққылаудың алдын алуға көмектеседі. Жану камерасындағы турбуленттік ойықтар айналмалы қозғалысты күшейтеді, соның салдарынан, әсіресе төмен айналымдарда, айналым моменті артады. Отын мен ауа қоспасын жақсы араластыру жану процесін жақсартады және соққылаудың алдын алуға көмектеседі. Жалпақ бас технологиясындағы жетістіктер 1920 жылдары сэр Гарри Рикардо жасаған тәжірибелер нәтижесінде пайда болды. Ол бүйірлік клапанды қозғалтқыштардың газ ағыны сипаттамаларын зерттегеннен кейін олардың тиімділігін арттырды. Екінші дүниежүзілік соғыстан кейін жалпақ бас конструкциялары OHV (жоғарғы клапанды) конструкцияларымен ысталды. Жалпақ бас қозғалтқыштар енді автомобильдерде кеңінен қолданылмады, бірақ олар әскери Джиптер сияқты қарапайым көліктерде қолданыла берді. АҚШ-тың кастом автомобильдер мен хот-родтар қауымдастығында ерте Ford flathead V8 қозғалтқыштарының қалпына келтірілген үлгілерін көруге болады.

Аэроұңғымалардың қозғалтқыштары

Қарапайымдылығы, жеңілдігі, ықшамдылығы және сенімділігі әуе қозғалтқышы үшін өте қолайлы көрінуі мүмкін, бірақ олардың төмен тиімділігіне байланысты, ертедегі жалпақ қозғалтқыштар қолдануға жарамсыз деп танылды. Екі ерекше жағдай – 1930 жылы жасалған американдық Aeronca E 107 қарама-қарсы екі цилиндрлі әуе қозғалтқышы және 1931 жылғы Continental A40 жалпақ төрт цилиндрлі қозғалтқышы, ол 1930 жылдардағы ең танымал жеңіл ұшақ қозғалтқыштарының біріне айналды. Қазіргі заманғы екі жалпақ қозғалтқыш – бельгиялық D Motor жалпақ төрт және жалпақ алты цилиндрлі қозғалтқыштар. Бұл өте жоғары цилиндрлік қатынасы бар және тікелей пернеге қосылатын ықшам әуе қозғалтқыштары.

Flathead мотоциклдері

Flathead дизайны соғысқа дейінгі көптеген мотоциклдерде қолданылған, әсіресе Harley Davidson және Indian сияқты АҚШ V-тәрізді мотоциклдерінде, сондай-ақ кейбір британдық бір цилиндрлі мотоциклдерде, BMW жалпақ егіздерінде және олардың советтік аналогтарында. Кливленд Мотоцикл Өндіру Компаниясы 1920 жылдары T-бас конфигурациялы төрт цилиндрлі қатарлы мотоцикл қозғалтқышын жасаған.