Что означает ohc на двигателе

Двигатель с верхним распредвалом

Верхний распредвал ( OHC ) двигатель представляет собой поршневой двигатель , где распределительный вал расположен в головке блока цилиндров над камерой сгорания . [1] [2] Это контрастирует с более ранними двигателями с верхним расположением клапанов (OHV), где распределительный вал расположен ниже камеры сгорания в блоке двигателя . [3]

Двигатели с одним верхним распределительным валом (SOHC) имеют по одному распределительному валу на группу цилиндров . Двигатели с двойным верхним распредвалом (DOHC, также известный как «twin-cam». [4] ) имеют по два распредвала на ряд. Первый серийный автомобиль с двигателем DOHC был построен в 1910 году. Использование двигателей DOHC медленно росло с 1940-х годов, что привело к тому, что к началу 2000-х годов большинство автомобилей использовали двигатели DOHC. [ необходима цитата ]

Предшественники

Первые двигатели внутреннего сгорания были основаны на паровых двигателях и поэтому использовались золотниковые клапаны. [2] Так было в первом Двигатель 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 до 1950-х годов в большинстве двигателей использовались боковой клапан (плоский) дизайн. [3]

Начиная с 1885 г. Даймлер Рейтваген, в некоторых автомобилях и мотоциклах использовались впускные клапаны, расположенные в головке цилиндров, однако эти клапаны приводились в действие вакуумом («атмосферным»), а не приводились в действие распределительным валом, как в типичных двигателях с верхним расположением клапанов. Выпускной клапан (ы) приводился в действие распределительным валом, но находился в блоке двигателя, как и двигатели с боковым клапаном.

1894 год Дизельный прототип двигателя использованные верхние тарельчатые клапаны с приводом от распределительного вала, толкателей и коромысел, [4] [5] Таким образом, он стал одним из первых двигателей OHV. В 1896 году Уильям Ф. Дэвис получил патент США 563140 на двигатель с верхним расположением клапанов с жидкой охлаждающей жидкостью, используемой для охлаждения головки блока цилиндров. [6] [7] но работающей модели построено не было.

Серийные двигатели OHV

В 1898 году производитель велосипедов Вальтер Лоренцо Марр в США построили прототип моторизованного трехколесного велосипеда с одноцилиндровым двигателем OHV. [8] Марра нанял Бьюик (затем назван Buick Auto-Vim и энергетическая компания) с 1899–1902 гг., где конструкция двигателя с верхним расположением клапанов была доработана. [9] 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 Марр Авто-Автомобиль(с первым известным двигателем, использующим конструкцию верхнего распредвала), в том же году, когда Buick получила патент на конструкцию двигателя с верхним расположением клапана. В 1904 году первый в мире серийный двигатель OHV был выпущен в Buick Модель B. Двигатель был плоский близнец конструкция с двумя клапанами на цилиндр. Двигатель был очень успешным для Buick: в 1905 году компания продала 750 таких автомобилей.

Несколько других производителей начали производить двигатели OHV, такие как 1906–1912 гг. Братья Райт Вертикальный 4-цилиндровый двигатель. [10] [11] Однако двигатели с боковым расположением клапанов оставались обычным явлением до конца 1940-х годов, когда их начали постепенно выводить из эксплуатации для двигателей OHV.

Двигатели с верхним кулачком

Первый верхний распредвал (OHC) двигатель датируется 1902 годом, [12] однако использование этой конструкции в течение многих десятилетий 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.

На 1994 Индианаполис 500 автогонки, Team Penske вошла в автомобиль на специально построенном Мерседес-Бенц 500I толкатель двигателя. 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 переменное смещение для снижения расхода топлива и выбросов выхлопных газов. В 2008 году был выпущен первый серийный двигатель с толкателем. изменение фаз газораспределения был представлен в Dodge Viper (четвертое поколение). [13]

Дизайн

Двигатели OHV имеют несколько преимуществ по сравнению с двигателями OHC:

• Меньшая общая упаковка: The кулачок в блоке конструкция двигателя OHV приводит к меньшим габаритным размерам по сравнению с эквивалентным двигателем OHC. [14]
• Использование одной и той же отливки ГБЦ для обоих рядов цилиндров: Двигатель OHC 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 ряда цилиндров. В двигателе OHV можно использовать одну и ту же отливку головки блока цилиндров для обоих блоков, просто перевернув ее для второго ряда. [нужна цитата]
• Упрощенная система привода распредвала: Двигатели OHV имеют менее сложную систему привода распределительного вала по сравнению с OHC двигатели. [14] Большинство двигателей OHC приводят в движение распредвал или же распредвалы используя ремень ГРМ, а цепь, или несколько цепочек. Эти системы требуют использования натяжители, которые добавляют сложности. В отличие от этого, в двигателе с верхним расположением клапанов распределительный вал расположен рядом с коленчатым валом, 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 на конце толкателя, цапфа, и кончик качалки. 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 OHV имеют более простые системы привода для распределительного вала, в нем больше движущихся частей. клапанный механизм (т. е. подъемники, толкатели и рокеры). Инерция этих частей клапанного механизма делает двигатели OHV более восприимчивыми к клапан поплавок при высоких оборотах двигателя (об / мин). [1]
• Ограничения на количество и расположение клапана: Двигатели OHC часто имеют четыре клапана на цилиндр, [15] в то время как двигатель OHV 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 отливке головки.

Предшественники

Первые двигатели внутреннего сгорания были основаны на паровых двигателях и поэтому использовались золотниковые клапаны. [2] Так было в первом Двигатель 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 до 1950-х годов в большинстве двигателей использовались боковой клапан (плоский) дизайн. [3]

Начиная с 1885 г. Даймлер Рейтваген, в некоторых автомобилях и мотоциклах использовались впускные клапаны, расположенные в головке цилиндров, однако эти клапаны приводились в действие вакуумом («атмосферным»), а не приводились в действие распределительным валом, как в типичных двигателях с верхним расположением клапанов. Выпускной клапан (ы) приводился в действие распределительным валом, но находился в блоке двигателя, как и двигатели с боковым клапаном.

1894 год Дизельный прототип двигателя использованные верхние тарельчатые клапаны с приводом от распределительного вала, толкателей и коромысел, [4] [5] Таким образом, он стал одним из первых двигателей OHV. В 1896 году Уильям Ф. Дэвис получил патент США 563140 на двигатель с верхним расположением клапанов с жидкой охлаждающей жидкостью, используемой для охлаждения головки блока цилиндров. [6] [7] но работающей модели построено не было.

Серийные двигатели OHV

В 1898 году производитель велосипедов Вальтер Лоренцо Марр в США построили прототип моторизованного трехколесного велосипеда с одноцилиндровым двигателем OHV. [8] Марра нанял Бьюик (затем назван Buick Auto-Vim и энергетическая компания) с 1899–1902 гг., где конструкция двигателя с верхним расположением клапанов была доработана. [9] 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 Марр Авто-Автомобиль(с первым известным двигателем, использующим конструкцию верхнего распредвала), в том же году, когда Buick получила патент на конструкцию двигателя с верхним расположением клапана. В 1904 году первый в мире серийный двигатель OHV был выпущен в Buick Модель B. Двигатель был плоский близнец конструкция с двумя клапанами на цилиндр. Двигатель был очень успешным для Buick: в 1905 году компания продала 750 таких автомобилей.

Несколько других производителей начали производить двигатели OHV, такие как 1906–1912 гг. Братья Райт Вертикальный 4-цилиндровый двигатель. [10] [11] Однако двигатели с боковым расположением клапанов оставались обычным явлением до конца 1940-х годов, когда их начали постепенно выводить из эксплуатации для двигателей OHV.

Двигатели с верхним кулачком

Первый верхний распредвал (OHC) двигатель датируется 1902 годом, [12] однако использование этой конструкции в течение многих десятилетий 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.

На 1994 Индианаполис 500 автогонки, Team Penske вошла в автомобиль на специально построенном Мерседес-Бенц 500I толкатель двигателя. 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 переменное смещение для снижения расхода топлива и выбросов выхлопных газов. В 2008 году был выпущен первый серийный двигатель с толкателем. изменение фаз газораспределения был представлен в Dodge Viper (четвертое поколение). [13]

История [ править ]

1900-1914

Среди первых двигателей с верхним распределительным валом были двигатель Maudslay SOHC 1902 года , построенный в Соединенном Королевстве [18] ( p210 ) [5] ( p906 ) [29], и двигатель Marr Auto Car SOHC 1903 года, построенный в Соединенных Штатах. [30] [31] Первым двигателем DOHC был рядный четырехцилиндровый гоночный двигатель Peugeot, который приводил в движение автомобиль, выигравший Гран-при Франции 1912 года . Другой Peugeot с двигателем DOHC выиграл Гран-при Франции 1913 года , за ним последовал Mercedes-Benz 18/100 GP с двигателем SOHC, выигравший Гран-при Франции 1914 года .

Isotta Fraschini типо KM — построенный в Италии с 1910-1914- был один из первых серийных автомобилей , чтобы использовать двигатель SOHC. [32]

Первая мировая война

Во время Первой мировой войны как союзные, так и центральные державы ; особенно те из Германской империи «s Имперские военно-воздушные силы Германии военно — воздушных сил, стремились быстро применить технологию накладных распредвала двигателя гоночных двигателей для военных авиационных двигателей. Двигатель SOHC от автомобиля Mercedes 18/100 GP (который выиграл Гран-при Франции 1914 года) стал отправной точкой для авиационных двигателей Mercedes и Rolls Royce. Mercedes создал серию шестицилиндровых двигателей, кульминацией которой стал Mercedes D.III . Rolls Royce полностью изменил конструкцию головки блока цилиндров Mercedes на основе гоночного автомобиля, оставленного в Англии в начале войны, что привело к созданию Rolls-Royce Eagle.Двигатель V12. Другие конструкции SOHC включали испанский двигатель Hispano-Suiza 8 V8 (с полностью закрытой трансмиссией), американский двигатель Liberty L-12 V12, который близко следовал конструкции частично открытого клапана SOHC более поздней конструкции Mercedes D.IIIa; и Макс Фриз — разработан ; Немецкий рядный шестицилиндровый двигатель BMW IIIa . Двигатель DOHC Napier Lion W12 производился в Великобритании с 1918 года.

В большинстве этих двигателей использовался вал для передачи привода от коленчатого вала к распределительному валу в верхней части двигателя. Большие авиационные двигатели, особенно двигатели с воздушным охлаждением, испытывали значительное тепловое расширение, в результате чего высота блока цилиндров изменялась во время эксплуатации. Это расширение вызвало трудности для двигателей с толкателем, поэтому двигатель с верхним распределительным валом, использующий привод вала со скользящим шлицем, был самым простым способом учесть это расширение. Эти конические валы обычно находились во внешней трубе за пределами блока и были известны как «валы башни». [33]

1914-1918 Авиадвигатель Hispano-Suiza 8A SOHC

1914-1918 Авиадвигатель Hispano-Suiza 8Be SOHC с «башенными валами» в задней части каждого ряда цилиндров.

1919-1944

Одним из первых двигателей американского производства с верхним распределительным валом был рядный восьмицилиндровый двигатель SOHC, который использовался в роскошных автомобилях Duesenberg Model A 1921-1926 годов . [34]

В 1926 году 3-литровый Super Sports Sunbeam стал первым серийным автомобилем, в котором использовался двигатель DOHC. [35] [36]

В Соединенных Штатах компания Duesenberg добавила двигатели DOHC (наряду с существующими двигателями SOHC) с моделью Duesenberg Model J 1928 года выпуска , оснащенной рядным восьмицилиндровым двигателем DOHC. Stutz DV32 1931-1935 годов был еще одним ранним американским автомобилем класса люкс с двигателем DOHC. Также в США в 1933 году был представлен гоночный двигатель DOHC Offenhauser. Этот рядный четырехцилиндровый двигатель доминировал в гонках с открытыми колесами в Северной Америке с 1934 по 1970-е годы.

Другими ранними автомобильными двигателями SOHC были Wolseley Ten 1920-1923 годов , MG 18/80 1928-1931 годов , Singer Junior 1926-1935 годов и Alfa Romeo 6C Sport 1928-1929 годов . Ранние мотоциклы с верхним распределительным валом включали Velocette K Series 1925-1949 годов и Norton CS1 1927-1939 годов .

1945-настоящее время

Crosley CC Four 1946-1948 годов был, возможно, первым серийным американским автомобилем, в котором использовался двигатель SOHC. [37] [38] [39] Этот небольшой серийный двигатель стал двигателем победителя гонки «12 часов Себринга» 1950 года . [37] ( стр. 121 )

Использование конфигурации DOHC постепенно увеличивалось после Второй мировой войны, начиная со спортивных автомобилей. Знаковые двигатели DOHC этого периода включают рядный шестицилиндровый двигатель Lagonda 1948–1959 годов, рядный шестицилиндровый двигатель Jaguar XK 1949–1992 годов и рядный четырехцилиндровый двигатель Alfa Romeo Twin Cam 1954–1994 годов . [40] [41] Рядный четырехцилиндровый двигатель Fiat Twin Cam 1966-2000 годов был одним из первых двигателей DOHC, в котором вместо цепи ГРМ использовался зубчатый ремень ГРМ. [42]

В 1980-х годах потребность в увеличении производительности при одновременном снижении расхода топлива и выбросов выхлопных газов привела к увеличению использования двигателей DOHC в основных транспортных средствах, начиная с японских производителей. [40] К середине 2000-х годов большинство автомобильных двигателей использовали схему DOHC. [ необходима цитата ]

Предшественники

Первые двигатели внутреннего сгорания были основаны на паровых двигателях и поэтому использовались золотниковые клапаны. [2] Так было в первом Двигатель 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 до 1950-х годов в большинстве двигателей использовались боковой клапан (плоский) дизайн. [3]

Начиная с 1885 г. Даймлер Рейтваген, в некоторых автомобилях и мотоциклах использовались впускные клапаны, расположенные в головке цилиндров, однако эти клапаны приводились в действие вакуумом («атмосферным»), а не приводились в действие распределительным валом, как в типичных двигателях с верхним расположением клапанов. Выпускной клапан (ы) приводился в действие распределительным валом, но находился в блоке двигателя, как и двигатели с боковым клапаном.

1894 год Дизельный прототип двигателя использованные верхние тарельчатые клапаны с приводом от распределительного вала, толкателей и коромысел, [4] [5] Таким образом, он стал одним из первых двигателей OHV. В 1896 году Уильям Ф. Дэвис получил патент США 563140 на двигатель с верхним расположением клапанов с жидкой охлаждающей жидкостью, используемой для охлаждения головки блока цилиндров. [6] [7] но работающей модели построено не было.

Серийные двигатели OHV

В 1898 году производитель велосипедов Вальтер Лоренцо Марр в США построили прототип моторизованного трехколесного велосипеда с одноцилиндровым двигателем OHV. [8] Марра нанял Бьюик (затем назван Buick Auto-Vim и энергетическая компания) с 1899–1902 гг., где конструкция двигателя с верхним расположением клапанов была доработана. [9] 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 Марр Авто-Автомобиль(с первым известным двигателем, использующим конструкцию верхнего распредвала), в том же году, когда Buick получила патент на конструкцию двигателя с верхним расположением клапана. В 1904 году первый в мире серийный двигатель OHV был выпущен в Buick Модель B. Двигатель был плоский близнец конструкция с двумя клапанами на цилиндр. Двигатель был очень успешным для Buick: в 1905 году компания продала 750 таких автомобилей.

Несколько других производителей начали производить двигатели OHV, такие как 1906–1912 гг. Братья Райт Вертикальный 4-цилиндровый двигатель. [10] [11] Однако двигатели с боковым расположением клапанов оставались обычным явлением до конца 1940-х годов, когда их начали постепенно выводить из эксплуатации для двигателей OHV.

Двигатели с верхним кулачком

Первый верхний распредвал (OHC) двигатель датируется 1902 годом, [12] однако использование этой конструкции в течение многих десятилетий 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.

На 1994 Индианаполис 500 автогонки, Team Penske вошла в автомобиль на специально построенном Мерседес-Бенц 500I толкатель двигателя. 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 переменное смещение для снижения расхода топлива и выбросов выхлопных газов. В 2008 году был выпущен первый серийный двигатель с толкателем. изменение фаз газораспределения был представлен в Dodge Viper (четвертое поколение). [13]

Дизайн

Двигатели OHV имеют несколько преимуществ по сравнению с двигателями OHC:

• Меньшая общая упаковка: The кулачок в блоке конструкция двигателя OHV приводит к меньшим габаритным размерам по сравнению с эквивалентным двигателем OHC. [14]
• Использование одной и той же отливки ГБЦ для обоих рядов цилиндров: Двигатель OHC 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 ряда цилиндров. В двигателе OHV можно использовать одну и ту же отливку головки блока цилиндров для обоих блоков, просто перевернув ее для второго ряда. [нужна цитата]
• Упрощенная система привода распредвала: Двигатели OHV имеют менее сложную систему привода распределительного вала по сравнению с OHC двигатели. [14] Большинство двигателей OHC приводят в движение распредвал или же распредвалы используя ремень ГРМ, а цепь, или несколько цепочек. Эти системы требуют использования натяжители, которые добавляют сложности. В отличие от этого, в двигателе с верхним расположением клапанов распределительный вал расположен рядом с коленчатым валом, 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 на конце толкателя, цапфа, и кончик качалки. 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 OHV имеют более простые системы привода для распределительного вала, в нем больше движущихся частей. клапанный механизм (т. е. подъемники, толкатели и рокеры). Инерция этих частей клапанного механизма делает двигатели OHV более восприимчивыми к клапан поплавок при высоких оборотах двигателя (об / мин). [1]
• Ограничения на количество и расположение клапана: Двигатели OHC часто имеют четыре клапана на цилиндр, [15] в то время как двигатель OHV 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 отливке головки.