Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип конструкции клапанного механизма поршневого двигателя
Type of piston engine valvetrain design
Двигатель с верхним расположением клапанов (OHV), иногда называемый двигателем с толкателями, – это поршневой двигатель, клапаны которого расположены в головке цилиндра над камерой сгорания. Это отличается от двигателей с нижним расположением клапанов, где клапаны располагались ниже камеры сгорания в блоке двигателя. Хотя двигатель с верхним распределительным валом (OHC) также имеет верхние клапаны, термин "двигатель с верхним расположением клапанов" обычно используется для двигателей, в которых распределительный вал расположен в блоке двигателя. В этих традиционных двигателях OHV движение распределительного вала передается через толкатели (отсюда термин "двигатель с толкателями") и коромысла для привода клапанов в верхней части двигателя. Однако некоторые конструкции имеют распределительный вал в головке цилиндра, но он расположен ниже или рядом с клапанами (например, Ford CVH и Opel CIH), поэтому их можно по сути считать конструкциями с верхним расположением клапанов. Некоторые ранние двигатели с впускным клапаном над выпускным использовали гибридную конструкцию, сочетающую элементы боковых и верхних клапанов.
An overhead valve (OHV) engine, sometimes called a pushrod engine, is a piston engine whose valves are located in the cylinder head above the combustion chamber. This contrasts with flathead engines, where the valves were located below the combustion chamber in the engine block. Although an overhead camshaft (OHC) engine also has overhead valves, the common usage of the term "overhead valve engine" is limited to engines where the camshaft is located in the engine block. In these traditional OHV engines, the motion of the camshaft is transferred using pushrods (hence the term "pushrod engine") and rocker arms to operate the valves at the top of the engine. However, some designs have the camshaft in the cylinder head but still sit below or alongside the valves (the Ford CVH and Opel CIH are good examples), so they can essentially be considered overhead valve designs. Some early intake over exhaust engines used a hybrid design combining elements of both side valves and overhead valves.
Предшественники
Первые двигатели внутреннего сгорания были основаны на паровых двигателях и поэтому использовали сдвиговые клапаны. Это относилось и к первому двигателю Отто, который был впервые успешно запущен в 1876 году. По мере развития двигателей внутреннего сгорания отдельно от паровых двигателей, тарельчатые клапаны становились все более распространенными. Начиная с Daimler Reitwagen 1885 года, несколько автомобилей и мотоциклов использовали впускные клапаны, расположенные в головке цилиндра, однако эти клапаны приводились в действие вакуумом ("атмосферные"), а не распределительным валом, как в типичных двигателях OHV. Выхлопные клапаны приводились в действие распределительным валом, но располагались в блоке цилиндров, как в двигателях с боковыми клапанами. Прототип дизельного двигателя 1894 года использовал верхние тарельчатые клапаны, приводимые в действие распределительным валом, толкателями и коромыслами, и таким образом стал первым двигателем OHV. В 1896 году Уильям Ф. Дэвис получил патент США № 563 140 на двигатель OHV с жидкостным охлаждением головки цилиндра, однако рабочий образец так и не был построен.
The first internal combustion engines were based on steam engines and therefore used slide valves. This was the case for the first Otto engine, which was first successfully run in 1876. As internal combustion engines began to develop separately to steam engines, poppet valves became increasingly common. Beginning with the 1885 Daimler Reitwagen, several cars and motorcycles used inlet valve(s) located in the cylinder head, however these valves were vacuum actuated ("atmospheric") rather than driven by a camshaft as with typical OHV engines. The exhaust valve(s) were driven by a camshaft, but were located in the engine block as with side valve engines. The 1894 Diesel prototype engine used overhead poppet valves actuated by a camshaft, pushrods and rocker arms, therefore becoming the first OHV engines. In 1896, U. S. patent 563,140 was taken out by William F. Davis for an OHV engine with liquid coolant used to cool the cylinder head, but no working model was built.
Производственные двигатели OHV
В 1898 году американский производитель велосипедов Уолтер Лоренцо Марр построил моторизованный трехколесный велосипед, оснащенный одноцилиндровым двигателем OHV. С 1899 по 1902 год Марр работал в компании Buick (тогда называвшейся Buick Auto Vim and Power Company), где конструкция двигателя с верхними клапанами была дополнительно усовершенствована. В этом двигателе использовались толкатели, приводящие в действие коромысла, которые, в свою очередь, открывали тарельчатые клапаны параллельно поршням. Марр вернулся в Buick в 1904 году (после того, как построил небольшое количество автомобилей Marr Auto, один из первых известных двигателей которых использовал конструкцию с верхним распредвалом), в том же году, когда Buick получил патент на конструкцию двигателя с верхними клапанами. В 1904 году первый в мире серийный двигатель OHV был представлен в Buick Model B. Двигатель имел оппозитную конструкцию с двумя клапанами на цилиндр. Двигатель оказался очень успешным для Buick, в 1905 году компания продала 750 таких автомобилей, и с тех пор двигатели OHV используются практически во всех автомобилях Buick. Несколько других производителей также начали производить двигатели OHV, например, вертикальный 4-цилиндровый двигатель братьев Райт, выпускавшийся с 1906 по 1912 год. В 1911 году Chevrolet присоединился к Buick в почти исключительном использовании двигателей OHV. Однако двигатели с боковыми клапанами оставались распространенными вплоть до середины и конца 1960-х годов, когда их постепенно стали заменять двигателями OHV.
In 1898, bicycle manufacturer Walter Lorenzo Marr in the United States built a motorised tricycle powered by a single cylinder OHV engine. Marr was hired by Buick (then named Buick Auto Vim and Power Company) from 1899–1902, where the overhead valve engine design was further refined. This engine employed pushrod actuated rocker arms, which in turn opened poppet valves parallel to the pistons. Marr returned to Buick in 1904 (having built a small quantity of the Marr Auto Car, with one of the first known engines to use an overhead camshaft design), the same year that Buick received a patent for an overhead valve engine design. In 1904, the world's first production OHV engine was released in the Buick Model B. The engine was a flat twin design with two valves per cylinder. The engine was very successful for Buick, with the company selling 750 such cars in 1905, and the OHV engine has powered almost all Buick automobiles since then. Several other manufacturers began to produce OHV engines, such as the 1906–1912 Wright Brothers Vertical 4 Cylinder Engine. In 1911, Chevrolet joined Buick in almost exclusive use of OHV engines. However, side valve engines remained commonplace until the mid to late 1960s, when they began to be phased out for OHV engines.
Двигатели с верхними гребными валами
Первый двигатель с верхним распределительным валом (OHC) появился в 1902 году на автомобилях Marr, однако применение этой конструкции в течение многих десятилетий ограничивалось преимущественно высокопроизводительными автомобилями. Двигатели OHC постепенно становились более распространенными с 1950-х по 1990-е годы, и к началу XXI века большинство автомобильных двигателей (за исключением некоторых североамериканских V8) использовали конструкцию OHC. На гонке Indianapolis 500 1994 года команда Penske выставила автомобиль, оснащенный специально разработанным двигателем Mercedes Benz 500I с толкателями. Благодаря лазейке в правилах, двигатель с толкателями был допущен к большему рабочему объему и более высокому наддуву, что значительно увеличило его мощность по сравнению с двигателями OHC, использовавшимися другими командами. Команда Penske завоевала поул-позицию и выиграла гонку с большим преимуществом. В начале XXI века несколько двигателей V8 с толкателями от General Motors и Chrysler использовали систему изменения рабочего объема для снижения расхода топлива и выбросов. В 2008 году первый серийный двигатель с толкателями, оснащенный системой изменения фаз газораспределения, был представлен на Dodge Viper (четвертое поколение).
The first overhead camshaft (OHC) engine dates back to 1902, in the Marr; however, use of this design was mostly limited to high performance cars for many decades. OHC engines slowly became more common from the 1950s to the 1990s, and by the start of the 21st century, the majority of automotive engines (except for some North American V8 engines) used an OHC design. At the 1994 Indianapolis 500 motor race, Team Penske entered a car powered by the custom built Mercedes Benz 500I pushrod engine. Due to a loophole in the rules, the pushrod engine was allowed to use a larger displacement and higher boost pressure, significantly increasing its power output compared to the OHC engines used by other teams. Team Penske qualified in pole position and won the race by a large margin. In the early 21st century, several pushrod V8 engines from General Motors and Chrysler used variable displacement to reduce fuel consumption and exhaust emissions. In 2008, the first production pushrod engine to use variable valve timing was introduced in the Dodge Viper (fourth generation).