 |
|
Десмодромный механизм газораспределения двигателя
Верхнеклапанный механизм ГРМ (тип OHV)
Тип ОНV — верхнеклапанная схема с нижним распределительным валом. (OHV – “Over Head Valve”, что в переводе означает «с толкателями»)
У данного типа двигателей клапаны расположены в головке блока цилиндров, а распределительный вал установлен непосредственно в блоке цилиндров. Привод клапанов осуществляется посредством штанг, толкателей, коромысел.
| Рис. 2 - Принципиальная схема устройства верхнеклапанного механизма OHV: 1 - распределительный вал; 2 - клапан; 3 - ось коромысел; 4 - толкатель клапана; 5 - коромысло клапана; 6 - штанга толкателя. |
Двигатели с распредвалом в головке цилиндров
(тип OHC и DOHC)
OHC - верхнее расположение распределительного вала;
DOHC - схема с двумя распределительными валами верхнего расположения.
Двигатели OHC и SOHC
Тип OHC – “Over Head Camshaft”, а также SOHC – “Single Over Head Camshaft” – двигатель с одним распредвалом и клапанами в головке цилиндров. В зависимости от конфигурации привода клапанов различают двигатели с:
| Приводом клапанов коромыслами– в этом случае, клапаны приводятся в движение коромыслами, расположенными на общей оси. Одной стороной коромысла упираются в кулачки распредвала, а другой воздействуют на торцевую часть стержня клапана. 1 - распределительный вал; 2 - клапан; 3 - ось коромысел; 5 - коромысло клапана; |
| Приводом клапанов рычагами – при данной конструкции, распредвал, расположен над клапанами, и приводит их в действие посредством рычагов. 1 - распределительный вал; 2 - клапан; 5 - коромысло клапана; |
| Приводом клапанов толкателями – простая и надежная схема, при которой распределительный вал при вращении воздействует непосредственно на толкатель клапана. 1 - распределительный вал; 2 - клапан; 4 - толкатель клапана; |
| Рис. 3 - Типы привода клапанов |
Двигатели DOHC
DOHC (Double Overhead Camshaft) – двигатель с двумя распределительными валами в головке блока цилиндров. При этом существуют разновидности этого механизма, отличающиеся количеством клапанов на цилиндр двигателя.
При данной конструкции каждый распредвал приводит в действие свой ряд клапанов (впускные или выпускные).
Рис. 4 - Двигатель с двумя распределительными валами в
головке блока цилиндров
Десмодромный механизм газораспределения двигателя
Десмодромным называется вид газораспределительного механизма, обеспечивающий непосредственное управление подъемом и опусканием клапанов, чем достигается их своевременное открытие и закрытие на всех оборотах коленчатого вала двигателя.
Десмодромный механизма получил свое название от двух греческих слов desmos (управление, связь, контроль) и dromos (действие, движение) – «управляемое движение».
Десмодромный механизм имеет общепринятое международное название Desmodromic.
| Рис. 5 - Схема десмодромного механизма 1. шайба открытия 2. зажим 3. втулка (цанга) 4. шайба закрытия 5. коромысло закрытия 6. уплотнение клапана 7. направляющая клапана 8. пружина 9. клапан 10. коромысло открытия 11. кулачок распределительного вала |
Управляемое движение клапана в десмодромном механизме осуществляется с помощью специального привода, который включает:
- распределительный вал с кулачками специальной формы (по другой схеме – два распределительных вала, один на закрытие, другой на открытие клапанов);
- два коромысла, обеспечивающих открытие и закрытие каждого клапана;
- элементов соединения (шайб) коромысла с клапаном.
Коленчатый вал такого двигателя, может вращаться с очень высокой скоростью, по сравнению с двигателями схемы OHC, которые при оборотах свыше 9000об/мин. неминуемо выйдут из строя, так как скорости срабатывания клапанных пружин не будет хватать для того, чтобы отвести клапаны от удара о поршень до его прихода в верхнюю мертвую точку.
Применение десмодромного механизма позволяет предотвратить, т.н. «зависание клапанов» (неполное закрытие клапана до достижения поршнем верхней мертвой точки), возникающее вследствие высокой частоты вращения коленчатого вала двигателя, инерции клапана и резонанса пружины.
Зависание клапанов может привести к серьезным проблемам:
- столкновение поршня с клапаном, и как следствие их разрушение;
- перегрев клапанов, и как следствие их коробление и разрушение;
- преждевременное воспламенение топливно-воздушной смеси, и как следствие уменьшение давления газов, снижение мощности двигателя, увеличение вредных выбросов.
Наряду с системой Desmodromic проблема зависания клапанов на современных двигателях решается и другими способами:
- применением нескольких (двух-трех) пружин, расположенных одна в другой и предотвращающих резонансные колебания;
- применением новых материалов и сплавов для изготовления клапанов и пружин, снижающих их вес;
- использованием пневматического привода клапанов (на спортивных автомобилях Формулы-1).