страница - 7
Корамыспо
Устройство
для регупировки зазора
Контргайка
Купачок
Купачковый вал
Рис. 1.116 Конструкция верхнеклапанного механизма газораспределения с нижним распределительным валом и штангами
одном из плеч коромысла, так и толкателя тепескопическоготипа, длину которогоможно изменять.
По конструкции верхнеклапенный двигатель оченьбпизокк нижнеклапанному, хотя у пер вого множество преимуществ, главным из них является независимость при проектировании формы камеры сгорания. Во многих отношениях полусферическая камера сгорания является идеальной, и верхне клапанная конструкция с расположением клапанов под углом к вертикали образует высокоэффективную формукамеры сгорания. Такое расположение клапанов способствует эффективному газообмену и более полному сгоранию топпивовоз-душной смеси. Эта основная компоновка двигателя OHV хорошо зарекомендовала себя за несколько десятилетий, но сегодня ее вытесненипи верхневальные конструкции (за исключением нескольких моделей, которые все еще находятся в производстве). Стремление повысить мощность неизбежно привело к снижению ограничений по конструкции, сначала на спортивных, а позже и на дорожных мотоциклах. При заданной форме камеры сгорания один из способов достижения большей мощности двигателя заключается в повышении скорости его работало есть числа оборотов, и, следовательно, количества ребо-чих ходов в минуту. При повышении частоты вращения двигателя ряд технических ограничений начинеет вызывать затруднения, осо-
бенно в узлах клапанного механизма. При работе двигателя на высоких частотах вращения прочность толкателей, штанг и коромысел должна быть достаточной для того, чтобы выдержать возросший уровень нагрузки, Ксожалению, увеличение прочности неизменно приводит к росту веса, а это уже служит причиной других проблем. По мере того, как кулачок распредвала поднимает толкатель и штангу, открывая клапан через коромысло, скорость перемещения этих узлов постепенно увеличивается. До достижения определенной скорости проблем не возникает,нокак только скоростьпревышзет значение скорости, заданное конструктивными параметрами данного двигателя, вес узлов клапанного механизма становится таким, что они не могут достаточно быстро отслеживать профиль кулачка. В этот момент клапана начинают "зависать", несмотря на усилие возвратных пружин Мало того, что это ограни-чиваетчастоту вращения двигателя, зависание клапанов приводит к риску изгиба или смешения штанг толкателей, а в отдельных случаях - риску выхода впускных и выпускных клапанов в камеру сгорания. Если это происходит, та в следующий момент.ког да поршень достигает верхней мертвойточки. онудэряет по клапанам, что приводит к серьезным повреждениям. Одним из решений является установка усиленных клапанных пружин, но это вызывает усиление трения, снижение мощности и
приводит к ускоренному износу. Кроме того, это может привести к вибрации (отскоку) клапана. Узлы клапанного механизма можно облегчить.но одновременно с этим происходит их ослабление. Альтернативой может быть использование специальных материалов для производства узлов, но, несмотря на то, что они будут легче и прочнее, их стоимость сильно возрастет.
Из вышеописанного можно сделатьвывод, что конструкция нижневального двигателя с толкателями (OHV) эффективна для многих целей, но там, где необходимо достижение высокой мощности и частоты вращения, она имеют ограниченное применение. Там, где применяется такая схема, например, на прочном и долговечном одноцилиндровом двигателе HONDA CG125 или на V-обраэных двухцилиндровых двигателях Moto-Guzzi, получающаяся в результате машина - простая и надежная "рабочая лошадка", хотя и не отличающаяся выдающимися характеристиками. Преимущество использования вышеописанной схемы на V-обраэном двигателе состоит в том, что используется только один распредвал -деталь, которую относятк числу дорогостоящих. Но поскольку большинство V-об-разных двухцилиндровых двигателей используется на мотоциклах типа "чёпер" (кастам) и "турер", скромные характеристики - не беда. Во многих отношениях нижневальный двигатель с толкателями (OHV) на данный момент равноценен исчезнувшим нижнеклапанным двигателям.
"Зависание" и "вибрация" клапанов
Зависание клапанов - явление, при котором клапан остается открытым перед тем как пружина сможет его закрыть, вызванное слишком слабой пружиной, большой массой клапана, неправильным профилем кулачка или просто работой двигателя с частотой более высокой, чем та, на которую он был рассчитан.
Вибрация клапанов-состояние, когда при посадке клапана на седло он отскакивает от седла вместо того, чтобы закрыться под воздействием пружины. Это может происходить из-за слишком жесткой пружины клапана, слишком легкого клапана, неправильного профиля кулачка, вибрации пружины [при достижении ею ревонансной частоты), или просто работой двигателя со скоростями врзшения более высокими, чем та, на которые он был рассчитен.
Конструкция механизма газораспределения с одним верхним распредвалам [SOHCJ
Чтобы преодолеть затруднения, вызванные увеличением веса узлов клапанного механизма, желательно устранить как можно больше деталей, двигающихся возвратно-поступательно. К ним относятся: толкатель, штанга, коромысло и сам клапан. В отношении толкателя и клапана мало что может быть сделано, кроме понижения их веса за счет тщательного выбора оптимальной конструкции
Коромысло | Устройство для регулировки зазора | |
А | Q--■ Контргайка | |
(Устройство для регулировки Sfr* зазора может располагаться Д здесь; 1 | Измерение зазора проводится ™ е этом месте | |
Штанга \ | \ : | . 1........— Клапан |
Б | Устройство для регулировки зазора 8™Г Контргайка | |
Кулачок ■.....U— | Щ Измерение зазора проводится ~ s этом места | |
Коромысло | ||
-4-Клапан | ||
1.11 в Сравнение работы верхнеклапанных механизмов: с нижним распределительным ■алом и штангой и с верхним распределительным валом
А Открытие клепане происходит под действием штенги и коромысла, В пенном примере приспособление для регулировки зазора респопожено в коромысле, хотя существуют" конструкции, в которых оно является составной частью топкетеля. Зазор измеряется между торцом стержня клапана и опиреюшейся на него детепью.
Б В этом случае распределительный (кулачковый] вал располагается в головке цилиндров (схема с верхним распределительным вепам или ОНО]. Купачок непосредственно воздействует на коромысло, е толкетель и штенге в денном случае отсутствуют.
и использования прочных, долговечных, но легких материалов.
На спортивных двигателях, где затраты нэ производство не имеют значения, могут исполь-эоватьсяэкзотические материалы типа титана, но для массового производства это неприменимо. Единственное, что можно сделать, это перенести распредвал в головку цилиндров и избавиться от толкателя, а кулачки заставить работать непосредственно по закаленному подпятнику коромысла [рокера или рычага, как ихиногданазывают]-см.рис.1.11в.Самаидея не нова, существует множество примеров довоенных четырехтактных двигателей с верхними распредвалами. В типичном двигателе с верхним распредвалом [SDHQ распредвал размещен в головке цилиндров между впускными и выпускными клапанами. На ранних спортивных двигателях привод распредвала осуществлялся коническими шестернями от вала, расположенного вертикально в блоке цилиндров (см. рис 1.11 г]. Стандартной схемой привода явпяетсяиелная передача: зубчатое колесо, расположенное в середине или в коше коленчатого вала, огибает цепь механизма газораспределения, которая, в свою очередь, приводите действие зубчатое колесо на распредвале (см. рис. 1.11 д]. Кулачки распредвала воздействуют на короткие коромысла, которые, в свою очередь, управляют клапанами аналогично двигателю с механизмом газораспределения типа DHV. Единственными деталями, совершающими возврат>юч1остулательн№движение,остэд коромысла и клапана, так что конструкция асе еще далека от совершенства, но уже намного лучше за счет отсутствия штанг и толкателей.
Коромысло
Кулачок
Звездочка
распределительного вала
Цепь мехенизма газораспределения
Звездочка
коленчетого
вале
Рис. 1.11 г Устройство механизма газораспределения с одним верхним распределительным валом, привод которого осуществляется при помощи пары конических шестерен и вала
Рис. 1.11 д Устройство механизма газораспределения с одним верхним распределительным валом, привод которого осуществляется при помощи цепи и пары звездочек
Регулировка зазора в клапанах осуществляется при помощи винта и контргайки в одном из плеч коромысла. Большинство современных четырехтактных двигателей основываются на схеме газораспределения SDHC - это проясняет, почему они способны спокойно работать при частотах вращения, на которых нижне-вапьный двигатель разлетелся бы на части.
Конструкция механизме газораспределения с двумя верхними распредвалами (DOHC)
Механизм газораспределения DDHCчетырехтактного двигателя представляет собой усовершенствование схемы SOHC и предназначен для устранения единственной оставшейся еоввратно-поступэтельно движущейся массы коромысел [хотя при этом придется вернуть толкатели]. Вместо единственного центрального распредвала используется пара, размешенная непосредственно над стержнями клапанов (см. рис. 1.11 е]. Для привода газораспределительного механизма используется цепной привод- наиболее традиционный и дешевый в изготовлении, хотя известна [но пока широко не распространена] конструкция, следующая за тенденциями в автомобильной промышленности, в которой вместо цепной передачи используются шкив и зубчатый ремень. Примерами использования такой конструкции могут служить Honda Goldwing, Pan European, Moto Guzzi Daytona, Centauro и ряд мотоциклов компании Ducati. Среди преимуществ ременной передачи можно перечислить следующие: они менее шумные, не растягиваются, как цепи, а шкивы не изнашиваются подобно звездочкам, хотя замену ремня следует производить чаще. Другой способ привода распредвалов используется не моделях VFP. фирмы Honda и представляет собой зубчатую передачу с приводом от коленчатого вапа [см. рис. 1.11 ж]. При использовании такой конструкции отпадает потребность в натяжитепе. она также работает тише цепной, хотя шестерни зубчатой пера-дачи подвержены износу. Толкатели распредвала, выполненные всрорме "чаши", работаютврасточках головки цилиндров. При использовании "чашеобразных* толкателей зазор в клапанах регулируется с помощью небольших круглых подкладок, называемых регулировочными шайбами. Поскольку сами шайбы выполняются нерегулируемыми, их необходимо заменять шайбами различной толщины до восстановления правильного зазора. На одних двигателях шайба практически совпадает с диаметром толкателя и устанавливается в гнездо, которое находится в верхней части толкателя; такую конструкцию называют "толкателем с регулировочными шайбами сверку" [см. Рис. 1.11з]. Шайбу можно заменить, удерживая толкатель в нижнем положении, при помощи специального приспособлания так, чтобы образовался зазор между толкателем и распредвалом, достаточный для снятия и установки шайбы.
На других двигателях шайба намного меньше и располагается под толкателем в центре держателя пружины клапана. При этом она опирается непосредственно на торец стержня клапана; такую конструкцию называют "толкателем с ре гупировочными шайбами снизу" (см, рис. 1,11 и). Таким образом, масса деталей, перемещающихся возвратно-поступательно.
при использовании небольших прокладок снижается еще сильнее, но появляется необходимость демонтажа распредвала при каждой процедуре регулировки зазора в клапанах, что повышает стоимость и трудоемкость обслуживания. Для того, чтобы избежать трудностей, связанных с необходимостью применения специальных приспособлений или демонтажа
Распределительные вели
- Кулачок
Толкатель
"чашеобразного" типе
Рис. 1.11 е Типичная конструкция мехенизма газораспределения с двумя верхними распределительными валеми
В такой конструкции используются две распределительных вапа, один нед кеждым клепаном ипи рядом кпапенов. Клапен открывеется посредством топкатепя "чашеобразного типа, при этом регулировка зазора осуществляется с использованием шейб. В такой конструкции остались топько самые необходимые детали привода гезораспределительного механизма.
Шестерни распределите, валов
Шестарни привода
Коленчатый
Рис. 1.11 ж Механизм газораспределения с шестеренчатым приводом.
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74]