Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Компонент двигателя внутреннего сгорания
Component of an internal combustion engine
В поршневом двигателе головка цилиндра (также известная как "головка") располагается над цилиндрами, формируя крышу камеры сгорания. В двигателях с боковыми клапанами головка представляет собой простую металлическую пластину, содержащую свечи зажигания и, возможно, ребра охлаждения. В более современных двигателях с верхними клапанами и верхним распределительным валом головка представляет собой более сложный металлический блок, который также содержит впускные и выпускные каналы, а часто и каналы системы охлаждения, элементы газораспределительного механизма и топливные форсунки.
In a piston engine, the cylinder head (aka "head") sits above the cylinders, forming the roof of the combustion chamber. In sidevalve engines the head is a simple plate of metal containing the spark plugs and possibly heat dissaption fins. In more modern overhead valve and overhead camshaft engines, the head is a more complicated metal block that also contains the inlet and exhaust passages, and often coolant passages, Valvetrain components, and fuel injectors.
Количество голов цилиндров
У поршневого двигателя обычно имеется одна головка блока цилиндров на ряд цилиндров. Большинство современных двигателей с "рядной" компоновкой сегодня используют одну головку блока цилиндров, обслуживающую все цилиндры. Двигатели с "V-образной" или "оппозитной" компоновкой обычно используют две головки блока цилиндров (по одной для каждого ряда цилиндров), однако небольшое количество V-образных двигателей с "малым углом развала" (таких как двигатели Volkswagen VR5 и VR6) используют одну головку блока цилиндров, охватывающую оба ряда. Большинство радиальных двигателей имеют по одной головке на каждый цилиндр, хотя обычно это конструкция моноблока, где головка выполнена как единое целое с цилиндром. Это также распространено для мотоциклов, и такие компоненты головки/цилиндра называют гильзами. Некоторые двигатели, особенно дизельные двигатели средней и большой мощности, предназначенные для промышленного, морского применения, выработки электроэнергии и тяжелой тяги (большие грузовики, локомотивы, строительная техника и т.д.), имеют отдельные головки блока цилиндров для каждого цилиндра. Это снижает стоимость ремонта, так как неисправную головку на одном цилиндре можно заменить, вместо более крупного и дорогостоящего блока, включающего все цилиндры. Такая конструкция также позволяет производителям двигателей легко создавать "семейство" двигателей с различной компоновкой и/или количеством цилиндров, не требуя разработки новых конструкций головки блока цилиндров.
A piston engine typically has one cylinder head per bank of cylinders. Most modern engines with a "straight" (inline) layout today use a single cylinder head that serves all the cylinders. Engines with a "V" layout or "flat" layout typically use two cylinder heads (one for each cylinder bank), however a small number of 'narrow angle' V engines (such as the Volkswagen VR5 and VR6 engines use a single cylinder head spanning the two banks. Most radial engines have one head for each cylinder, although this is usually of the monobloc form wherein the head is made as an integral part of the cylinder. This is also common for motorcycles, and such head/cylinder components are referred to as barrels. Some engines, particularly medium and large capacity diesel engines built for industrial, marine, power generation, and heavy traction purposes (large trucks, locomotives, heavy equipment, etc.) have individual cylinder heads for each cylinder. This reduces repair costs as a single failed head on a single cylinder can be changed instead of a larger, much more expensive unit fitting all the cylinders. Such a design also allows engine manufacturers to easily produce a 'family' of engines of different layouts and/or cylinder numbers without requiring new cylinder head designs.
Двигатели с боковыми клапанами
В двигателе с боковым клапаном (нижнеклапанном) все компоненты газораспределительного механизма расположены внутри блока цилиндров, поэтому головка блока обычно представляет собой простую металлическую пластину, прикрепленную болтами к верхней части блока двигателя. Двигатели с боковым клапаном когда-то были широко распространены, но сейчас в значительной степени устарели и используются преимущественно в небольших двигателях, таких как газонокосилки, триммеры и бензопилы.
In a flathead (sidevalve) engine, all of the valvetrain components are contained within the block, therefore the head is usually a simple plate of metal bolted to the top of the engine block. Sidevalve engines were once universal but are now largely obsolete in automobiles, found almost exclusively in small engines such as lawnmowers, weed trimmers and chainsaws.
Впускная над выхлопными двигателями (IOE)
Двигатели с впуском над выхлопом (IOE) объединяли элементы конструкции с боковыми и верхними клапанами. Интенсивно использовавшиеся в американских мотоциклах в начале 1900-х годов, двигатели IOE оставались в производстве небольшими партиями до 1990-х годов. Двигатели IOE более эффективны, чем двигатели с боковыми клапанами, но при этом сложнее, крупнее и дороже в производстве.
Intake Over Exhaust (IOE) engines combined elements of the sidevalve and overhead valve designs. Used extensively in American motorcycles in the early 1900s, the IOE engine remained in production in limited numbers until the 1990s. IOE engines are more efficient than sidevalve engines, but also more complex, larger and more expensive to manufacture.
Верхние двигатели (OHV и OHC)
В двигателе с верхним расположением клапанов (OHV) или верхним расположением распределительного вала (OHC) головка блока цилиндров содержит несколько каналов для прохождения воздушного потока, называемых портами. Впускные порты подают топливовоздушную смесь из впускного коллектора в камеру сгорания, а выпускные порты отводят отработавшие газы из камеры сгорания в выпускной коллектор. Клапаны открывают и закрывают эти порты, при этом впускные порты смещены относительно выпускных по продольной оси двигателя. В головке также расположены свечи зажигания, а в двигателях с водяным охлаждением – каналы для охлаждающей жидкости.
In an overhead valve (OHV) or overhead camshaft (OHC) engine, the cylinder head contains several airflow passages called ports; intake ports deliver the fuel+air intake charge from the intake manifold to the combustion chamber, and exhaust ports route combustion waste gases out the combustion chamber to the exhaust manifold. Valves open and close the ports, with the intakes offset fore and aft from the exhausts. The head also contains the spark plugs, and on water cooled engines, the coolant passages.
Двигатели с верхними клапанами (OHV)
Один распределительный вал, расположенный в блоке двигателя, использует толкатели и коромысла для привода всех клапанов. Двигатели OHV обычно более компактны, чем аналогичные двигатели OHC, и меньшее количество деталей снижает стоимость производства, но они в значительной степени уступили место конструкциям OHC, за исключением некоторых американских двигателей V8.
A single camshaft located in the engine block uses pushrods and rocker arms to actuate all the valves. OHV engines are typically more compact than equivalent OHC engines, and fewer parts mean cheaper production, but they have largely been replaced by OHC designs, except in some American V8 engines.
Двигатели с верхними гребными валами (OHC)
Двигатель с верхним распредвалом (OHC) располагает распредвал(ы) в головке блока цилиндров над камерой сгорания. Исключение толкателей уменьшает инерцию газораспределительного механизма и освобождает место для оптимизированной конструкции каналов, что в совокупности повышает потенциальную мощность. В двигателе с одним верхним распредвалом (SOHC) распредвал может быть расположен центрально между рядами клапанов или непосредственно над одним рядом клапанов (заменяя рычажный привод на толкатели). Двигатели SOHC были широко распространены с 1960-х по 1990-е годы (исключая толкатели, но сохраняя рычаги).
An overhead camshaft (OHC) engine locates the camshaft(s) in the cylinder head above the combustion chamber. Eliminating pushrods lessens valvetrain inertia and provides space for optimized port designs, both providing increased power potential. In a single overhead camshaft (SOHC) engine, the camshaft may be seated centrally between valve rows, or directly above a single row of valves (replacing rocker arm actuation with tappets). SOHC engines were widely from the 1960s to 1990s. (eliminating pushrods but still utilizing rocker arms)
Двигатели с двумя верхними распредвалами (DOHC) располагают распредвал непосредственно над каждым рядом смещенных клапанов (впускные – ближе к центру, выпускные – ближе к периферии). Конструкция DOHC позволяет оптимально расположить клапаны для обеспечения более высоких оборотов. Как правило, они больше по размеру (особенно по ширине), чем эквивалентные двигатели OHV или SOHC. Несмотря на то, что большее количество компонентов увеличивает производственные затраты, двигатели DOHC получили широкое распространение в автомобильных двигателях с 1990-х годов.
Double overhead camshaft (DOHC) engines seat a camshaft directly above each row of offset valves (intakes inboard, exhausts outboard). DOHC designs allow optimal crossflow positioning of valves to provide higher RPM operation. They are typically larger in size (especially width) than equivalent OHV or SOHC engines. Even though more components raise production costs, DOHC engines seen widespread use in automobile engines since the 1990s.