страница - 8
распредвапа. на некоторых двигателях с газораспределительным механизмом ЕЮНСвмес-то "чашеобразных толкателей" используют небо льшие легкие коромысла(см. рис. 1.11к), На некоторых двигателях с подобной схемой коромысла снэбженытрадиционным регулировочным винтом и контргайкой. На других коромысла опираются на небольшую шайбу, расположенную по центру держателя пружины клапана, а сами коромысла установлены на валах, длина которых превышает ширину коромысла. Для удержания коромысла над клапаном на валу расположена пружина. Для замены регулировочной шайбы коромысла сдвигаются в сторону пружинытак, чтобышайбу можно было вынуть.
Схема ООНСдопускаетбопее высокие скорости
вращения двигателя, чем SOHC.ho даже в этом случае возможно зависание и ли вибрация клэ-пановпри использовании широкойпружины[см. рис. 1.10в, стр. 1.14). Чтобы избежать этого, на двигателях обычно используется две пружины вместо одной, при этом пружина меньшего диаметраустанав ливается в пружину большего диаметра [см. рис. 1.10в, стр, 1.14). Существуют два довода впользу этого: вс-лервых, малая пружина ускоряет закрытие клапанов, а во-вторых, из-за различных резонансных частот пружин снижается вероятность вибрации. Также могут использоваться пружины переменной жесткости [витки пружины с одного конца располагаютсяближедругкдругу.чемс другого], которые обеспечивают переменную резонансную частоту при использовании одной
Кулачок
Рис. 1.11 и Типичный механизм привода газораспределения типа DOHC в разрезе, показывающем устройство чашеобразных толкателей с регулировочными шайбами снизу
пружины. На данный момент широко используется комбинация двух этих идей - установка двух клапанных пружин с переменным шагом навивки для каждого клапана. Необходимо устанавливать пружиныс переменным шагомтак, чтобы конец пружины, где шаг витков меньше, опирался на головку цилиндра [для снижения возвратно-поступательно движущихся масс). При подведении итогов следует отметить, чтов данный момент на мотоциклах верхневэльные двигатели представляют собой наиболее распространенную конструкцию. Это ни в коем случае не говорит о том, что развитие прекратилось, хотя маловероятно, что в ближайшем будущем эта схема исчезнет. Дальнейшее совершенствование идет по пути улучшения существующей схемы за счет применения упучшенныхтехнопогий и современныхматери-алов. Самая интересная разработка в области четырехтактных мотоциклетных двигателей -изменяемые фазы газораспределения (см. параграф! 5], которая используется на данный момент в автомобильной промышленности, и ожидается ее появление на мотоциклах
Использование гидравлического привода в клапанном механизме
Иногда для устранения зазоре в клапенном механизме применяется гидропривод, таким образом, обеспечивается саморегулировка клапана [или. как принята называть это в Америке, "zero-lash" (нулевой зазор). Система гидропривода клапанов впервые была применена на мотоцикле Honda СВХ7501980 года выпуска, сейчас компания Harley Davidson использует ее на всем модельном ряде своих двигателай.
У данной системы есть два основных преимущества: автоматическая компенсация зазора в клапанном механизме, изменяющегося за счет теплового расширения и износа, а также снижение уровня шума. Кроме того, за счет поддержания нулевого зазора между узлами устраняются ударные нагрузки, снижаются износ и инерционность.
Рис. 1.11л Расположение гидравлических толкателей на двигателе мотоцикла СВХ750 компании Honde [выделена сторона впускных клапанов]
Система обеспечив ает подде ржание нулевого зазора между кулачком и толкателем за счет давпания масла, перемешающего телескопическую штангу. Двигатель, на котором компания Honda применила эту систему, снабжен механизмом газораспределения типа DOHC с коромыслами, Гидравлический толкатель служит опорой для коромысла и удерживает его впостоянном контакте с кулачка м распредвала. Компания Hariey Davidson раололожипа свой гидравлический толкатель между кулачком распредвала и штангой. Гидротопкатели фирмы Honda состоят из корпуса толкателя, плунжера [который устанавливается внутри корпуса), пружины. (размещающейся между плунжером и корпусом] и управляющего шарикового клапана. Полость плунжера выполняет роль резервуера для масла [см, рис. 1.11 nt
По мере того, как распредвал вращается, и кулечки воздействуютна подпятник коромысла, плунжер перемещается в корпусе вниз и сжимает пружину (см. рис. 1.11 м). При этом дав лени е масла в камера высокого давления повышается и заставляет шарик управляющего клапана опускаться на свое седло, размешенное в камере. При дальнейшем воз действии кулачка на коромысло давление в камере предотвращает любое взаимное перемещение толкателя
и плунжера, следоватепьно.усилие передается к клапану, который при этом открывается. В момент соприкосновения вершины кулачка с коромыслом давление достигает своего максимального значения, крошечное количество масла выдавливается по зазору между плунжером и корпусом толкателя, которое не только смазывает их соприкасающиеся поверхности, но также частично способствует поглощению удара при максимальной высоте подъема клапана. Как только вершина кулачка минует коромысло, и клапана начнут закрываться, давление на плунжер снизится, что позволит освободиться пружина в корпусе толкателя [см. рис. 1.11 н). По мера того как это происходит, давление масла в камере понижается, открывая угиавляющийклапанимасло проникает из резервуара в камеру до ее полного наполнения. Плунжер поднимается, выбирая все зазоры между узлами механизма до достижения равновесия.
Цепней привод газораспред алительного механизма (ГРМ}. натяжитали
Доводом в пользу применения цепного при вода ГРМ, а не ремня ил и шестеренчатой передачи, может послужить низкая стоимость иэготов-
Рис. 1.11м Гидравлический толкатель в разреза
А Корпус топкатепя Б Уппотнительное копьцо В Пружина Г Плунжер
Д Шарик управляющего кпапане В Пружине
пения. Однако цепи вытягиваются по мере эксплуатации, и без устройстве, поддерживающего необходимое натяжение, фазы газораспределения были бы неточными, и привод шумел бы при работе. В связи с этим все цепные приводы ГРМ оснащены натяжи-телем.воздействующимнапровисающую ветвь цепи через "башмак" [см. рис. 1.11о). Кроме того, применяется направляющий башмак или успокоитель, располагающийся на натянутой ветви цепи, а на двигателях с газораспределительным механизмам DOHC устанавливается направляющая для верхней ветви цепи между звездочками распределительныхвэпов. Определенное иэнечальное провисание цепи, заложенное в конструкцию цепного привода, полезно, поскольку оно намного облегчает процедуру демонтажа распредвала. Обычно периодическитребуется вручную регулировать натяжитепь для выбора всевозможного увеличения провисания. В настоящее время большинство нэтяжителей оснащены автоматической регулировкой с пружиной, воэдз-йствуюцдейнаппунжерхраповогоили винтового механизма.
Для ременного привода также наобходим натяжитепь. но он используется для обеспечения заданного натяжения только при установке ремня или обслуживании привода.
12 Улучшенные конструкции четырехтактного двигателя -
многоклапанные головки
Главная задача любого проектировщика двигателей заключается в повышении индикаторного КПД. Это означает увеличение мощности двигателя без увеличения его объем а. Для этого наобходи мо, чтобы в камеру сгорания поступило большее количество топливовоздушной смеси; она должнесгореть наиболее эффективно, чтобы не пропал на один джоуль энергии топлива, и покинули цилиндр все отработавшие газы. Для достижения этого
7. Верхняя направляющая
2.Передний направляющий башмак или успокоитель
3.Башмак натяжитепя
4.Натяжитель
5.Цепь механизма газораспределения
Рис. 1.11н Натяжитель и успокоитель иепи привода на двигателях с механизмом газораспределения DOHC
можно использовать карбюраторы с большим диаметром диффузора и снижать разрежение на впуске воздуха в двигатель, но только определенное количество смеси можетпройти через клапан данного размера за данный промежуток времени. Так что очевидным решением является увеличение диаметра клапанов. Сложность заключается в том, что существует определенная площадь поверхности головки цилиндра, и дальнейшее увеличение клапанов ограничено этой площадью.
Чтобы решить эту задачу, конструкторы использовали два впускных клапана меньшего диаметра вместо одногобольшого, создавпри этомтрехклапанную гоповку. Два таких клапана обладают общей площадью поверхности большей, чем один большой клапан, и. хотя один клапан в отдельности легче, общая дополнительнаямасса возвратнолоступатепь-но движущихся частей не перевешивает выгоды, связанной с ростом КПД. Еще одно преимущество от использования большего
Рис. 1.12а Даухвихреван камера сгорания (TSCC) компании Suzuki, демонстрирующая применение четырех клапанов
числа клапанов: каждый из них в отдельности меньше и легче, и, следовательно, они могут работать при более высоких скоростях с меньшей склонностью к зависанию или вибрации. Эта система предлагала определенные улучшения, и производители решили попробовать добавить еще один выпускной клапан. Так на суд общества была представлена четырех-клапанная головка [стоит отметить, что впускные клапана обычно слегка больше выпускных). Для привода многоклапанного механизма на двигателях с ГрМ типа DOHC требуется единственное изменение: необходимо использовать вильчатое коромысло, которое одновременно соприкасается с двумя клапанами, или увеличить число кулачков на распредвале вдвое. Но в многокпапанных головках не обязательно использовать схему DOHC, альтернативой такой схеме могут служить двигатели компании Honda с четырехклэпанной головкой и схемой механизма газораспределения SOHC [с вильчатыми коромыслами), а также V - образный двухцилиндровый двигатель СХ500 с толкателями и вильчатыми коромыслами.
Помимо очевидного преимущества -большей площади клапанов - многоклапанные гоповки привели к улучшению формы камеры сгорания и размещению свечи зажигания в наиболее предпочтительном месте - центре камеры, сгорания [в результате чего улучшается газообмен и сгорание становится более эффективным). Хорошим оригинальным примером такой камеры сгорания является запатентованная компанией Suzuki камера TSCC [двухвихревая камера сгорания] -см. рис. 1.12а. Кпассическаяполуоферическая форме камеры сгорания заменена камерой более плоской формы, а в области каждого седла клапана выполнена собственная миниатюрная полусфера. Поступающая в цилиндр смесь вовлекается в вихревое движение, способствующее и ускоряющее наполнение камеры сгорания. Для улучшения сгорания на многих двигателях применяют "скаэш-эону (squish-zone) по периметру камеры сгорания, которая, направляет смесь внутрь и вверх к свече зажигания по мере подъема поршня. Тогда при сгорании смеси пламя быстро распространяется, и энергия топлива выделяется наилучшим образом для получения максимальной мощности (см. рис. 1.126. стр. 1.22). Другое усовершенствование сделано в конструкции впускного тракта, который сужается по мере приближения к клапану. Это создает "эффект Вентури", благодаря которому коэффициент истечения увеличивается, в то время как ка на л, по которому смесь те чет, сужается. Но это хорошо только тогда, когда форма клапана, который обтекает смесь, и форма камеры сгорания.куда она попадает, работают "в тесном сотрудничестве для достижения полноценного эффекта. Yamaha утвердила концепцию, на один шаг опережающую развитие многокпапанных голо-вок.итопьзовавгатиклапанную головку на FZR и YZF750, а также ина V-образном двигателе Genesis объемом1000куб,см,сугпом развала
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]