Введение

Тип двигателя внутреннего сгорания Двигатель впускной/впускной над выхлопным газом, или "IOE", известный в США как F-головной, является четырехступенчатым двигателем внутреннего сгорания, чей клапанный состав состоит из OHV впускных клапанов внутри головки цилиндра и боковых выхлопных клапанов внутри блока двигателя. Двигатели IOE широко использовались в ранних мотоциклах, первоначально с впускным клапаном, работающим с помощью всасывания двигателя вместо клапанной системы с подвесной активацией. Когда всасывающие впускные клапаны достигли своих пределов по мере увеличения оборотов двигателя, производители изменили конструкцию, добавив механическую клапанную цепь для впускного клапана. Несколько автомобильных производителей, включая Willys, Rolls Royce и Humber, также производили двигатели IOE как для автомобилей, так и для военных машин. Rover производил рядные четырех- и шестицилиндровые двигатели с особенно эффективной версией системы индукции IOE. Было произведено несколько моделей с обратной системой, выхлопный над входом (EOI), например, Ford Quadricycle 1896 года.

Описание

В двигателе с F-головой/IOE впускной коллектор и его клапаны расположены в головке цилиндра над цилиндрами и управляются качающимися рукавами, которые обращают движение штанг, так что впускные клапаны открываются вниз в камеру сгорания. Выхлопный коллектор и его клапаны расположены рядом с цилиндрами или в их составе в блоке. Двигатель с головкой F сочетает в себе функции как верхнего клапана, так и двигателей с плоским головным типом, впускной клапан работает через штангу и качающийся рукав и открывается вниз, как двигатель с верхним клапаном, в то время как выхлопный клапан смещен от цилиндра и открывается вверх через интегрированный штанг/стоп клапана, непосредственно приводимый в действие гребным валом, как клапаны в двигателе с плоским головным типом.

Происхождение

Самые ранние схемы IOE использовали атмосферные впускные клапаны, которые были закрыты слабой пружиной и открывались дифференциалом давления, создаваемым, когда поршень опускался на впускном ходе. Это хорошо работало с низкоскоростными ранними двигателями и имело преимущество в том, что было очень просто и дешево, но слабая пружина не могла закрывать клапан достаточно быстро, поскольку скорость двигателя увеличивалась. Это требовало более прочных пружин, которые, в свою очередь, требовали прямого механического действия для открытия, поскольку атмосферное давление 15 PSI ограничивает общую силу, доступную от создания дифференциала давления, а это означает, что пружина является самой сильной, которую можно использовать (для практических целей она должна быть еще легче). Когда были достигнуты пределы этой системы, конструкция была улучшена без существенных изменений в головном литье путем добавления механической системы для открытия впускных клапанов и более прочных пружин для их закрытия. В обоих случаях выхлопные клапаны находились в блоке и открывались при контакте с гребным валом через кран или подъемник клапана и закрывались пружинами. Его преимущества перед боковым клапаном/плоским головным устройством также включают компактную камеру сгорания, хорошо расположенную свечку зажигания и охлаждающий эффект от вихря смеси. В отличие от обычного F-головной IOE, у него была эффективная камера сгорания, предназначенная для хорошего сгорания, а не простого производства. Верхняя поверхность блока была обработана под углом, а головки поршней были под углом в "потолочной крыше", чтобы соответствовать. При TDC поршень почти касался углового впускного клапана и обеспечивал хорошее "ударение" самой камеры сгорания, смещенной в сторону на половину диаметра цилиндра. Тонкий слой газа между поршнем и впускным клапаном был настолько ограничен, что снижал риск детонации при низком топливе, что позволило ему так долго использоваться на Land Rover. В конце 1940-х и начале 1950-х годов, когда единственным доступным бензином был бензин с низким октановым содержанием, Rover также имел возможность работать с более высокими коэффициентами сжатия, чем многие конкуренты с более обычными конструкциями боковых или верхних клапанов. И оставался опциональным до 1980 года, когда он был заменен на Rover V8.

Аналогичная головка цилиндра Packard

Форма камеры сгорания как "перевернутая голова", наряду с угловым соединением головки цилиндра и наклонными крышными коронками поршня, ранее использовалась в двигателе Packard V12 Van Ranst 1930 года, хотя в этом случае клапаны были как в блоке, так и в боковых клапанах, а свеча была плохо размещена на краю камеры сгорания.

Выхлопная вода больше, чем впускная (EOI)

Некоторые двигатели были изготовлены с обратной конфигурацией, при этом выхлопный клапан находился в головке цилиндра, а впускный клапан - в блоке. ABC Skootamota начал производство с двигателем этой конфигурации, но это было изменено на двигатель с верхним клапаном до окончания производства. В 1936 и 1937 годах в индийской четверке положение клапанов было перевернуто, выхлопный клапан был в голове, а впускной клапан в блоке. Теоретически это улучшило бы испарение топлива, и двигатель был на самом деле более мощным. Однако новая система делала головку цилиндра очень горячей. Сцепление выхлопного клапана требовало частых регулировок. В 1938 году конструкция вернулась к первоначальной конфигурации IOE.