Ссылки:


Март 2011

Cylinder Head! АНАТОМИЯ ГБЦ Головка Блока Цилиндров

Cylinder Head! АНАТОМИЯ ГБЦ Головка Блока ЦилиндровСовершим небольшую экскурсию с воздушными потоками, что бы определить конструкцию ГБЦ, как она устроена, какой  тип ГБЦ бывает, материал изготвления.
После дроссельной заслонки, воздух попадает в каналы ресивера впускного коллектора. И важное значение имеет форма канала и его геометрический размер. В месте соединения впускного коллектора с ГБЦ внутренняя часть воздушного канала, должна иметь очень точное сопряжение поверхностей. Канал в ГБЦ то же должен иметь особую форму и точный размер, большое внимание уделяется так же направляющим (втулкам) клапанов, их форма, материал, зависят от задач и цели эксплуатации. Клапан состоит из стержня, (штока) на котором находится, канавка одна, или несколько на стержне  она служит замком для крепления пружины через стопор (сухарик),  Головка клапана, плавно переходит в тарелку клапана, площадь перехода которой называют «гаптель»  (площадь перехода от тарелки к стержню штока клапана) valve fillet area,, поверхность соприкосновения тарелки тщательно сопрягается конусно с седлом ГБЦ, для этого на клапане и седле клапана имеется специальная фаска, на внешней части головки иногда имеется выемка. Материал впускного и выпускного клапана разный впускные клапаны изготавливаются из стали с содержанием хрома,  кремния.  магния и никеля в специальных пропорциях,  для повышения прочности материала,  а выпускные клапаны сделаны из нержавеющих сталей так, как на них идет большая термическая нагрузка свыше 700 градусов. Титан специальной марки, то же используют, в качестве материла для изготовления клапана  В высоко форсированных моторах клапана перегреваются до 1000 градусов и потому нужно использовать специальные фирменные клапана, способные выдержать такие нагрузки аустенитный стальной сплав, содержащий 21% хрома и 2% никеля. Распредвал и ГРМ описан нами в статье, по тому разобравшись с впускным трактом мы попадаем в самое сердце Камеру Сгорания. Внутренняя поверхность ГБЦ образует верхнюю часть камеры сгорания. Внутренняя поверхность головки блока цилиндров, имеет смысл специальная форма  т. е. верхняя часть камеры сгорания имеет конструкцию и форму улучшая завихрение топливовоздушной смеси, что повышает КПД и мощность ДВС. Головка блока цилиндров крепится специальными болтами, либо к верхней части блока цилиндров, либо длинными болтами (шпильками) через весь блок, соединение с верхней частью блока осуществляется  через прокладку блока, материал которой зависит во многом от технических требований. Помните, что форма КС камеры сгорания то же играет роль, от которой зависит например немаловажный параметр СЖ степень сжатия и процесс горения газодинамика в полной мере зависит от формы камеры. Что до формы КС, то она для бензиновых ДВС, как правило бывает трех видов: типа клиновидная, имеет смысл особенно на 8 клапанных моторах  иКамера сгорания типа клин отличается тем, что свеча зажигания располагается в самой высокой ее части. а клапаны установлены вертикально и немного под углом, имея меньший объем  и мало места для концентрации топливовоздушной смеси. Таким образом сгорает лишь малая часть топлива, отсюда и небольшой КПД. Цилиндрические или овальные камеры сгорания в которых клапаны располагаются вертикально в ряд.  Это с одной стороны упрощает управление клапанами, но с другой стороны свеча зажигания находится с противоположной  стороны, соответственно укорачивая шлейф сгорания. Наиболее рациональным является КС типа  полусфера, или (овальная) чаше всего на моторах 16 клапанных, при том впускные клапана расположены напротив выпускных, что способствует отличной перекрестной продувке КС, это значительно снижает температуру камеры. Свечи зажигания расположены посередине камеры сгорания исключение составляют Anonima Lombarda Fabrica Automobili A.L.F.A. Romeo альфа ромео твин спарк, в которых используют две свечи на камеру сгорания, которые расположены по краям выпускного клапана. Кстати Свечи зажигания,  в настоящее время качество бензина очень плохое, потому замена свечей должна производится после 20 тысяч пробега, какие бывают свечи зажигания и какие свечи лучше всего купить и установить свечи на ваш автомобиль, об этом позднее. R-рядный двигатель, для цилиндров которого используются один блок и одна головка блока цилиндров. Для V — образных и Н — оппозитных двигателей, на каждый ряд цилиндров ставят свою отдельную ГБЦ. Из чего сделана Головка Блока Цилиндров? Предпочтение отдают сплавам из алюминия, такие головки легче и обладают большей теплопроводностью, чем например чугун, который часто используют для дизельных ГБЦ. Кроме того алюминиевый сплав легче в обработке для тюнинга ДВС и может быть подвержен ремонту, что не маловажно. ДВС с типом  OHC, SOHC и DOHC предполагают, что клапаны, распредвал, свечи зажигания и форсунки — располагаются непосредственно в головке блока цилиндров. В ГБЦ изготовлены впускные и выпускные каналы. Для подачи потока топливовоздушной смеси из впускного коллектора к впускным клапанам используют впускные каналы, а для удаления отработавших газов из Камеры Сгорания служат выпускные каналы, через выпускные клапаны к выпускному коллектору, газы покидают КС и ГБЦ, попадая в Выхлопную Систему двигателя.Вернемся к ГБЦ, Головка блока имеет специальные каналы для охлаждения и для масла подачи, так элементы конструкции требуют смазки, снизу блока в поддоне имеется масляный насос, который через редукционный клапан, осуществляет подачу масла в ГБЦ. Охлаждающая жидкость циркулирует по рубашке ГБЦ, между головкой и блоком цилиндров под давлением. Для этого имеется специальный водяной насос, который называется «Помпа», при выходе из строя насоса происходит перегрев ДВС и плоская поверхность ГБЦ деформируется, что приводит к пробою прокладки и т.д. т.е. выходу из строя ДВС, по тому приборы индикации необходимо контролировать. Кончено конструкция ГБЦ на этом не заканчивается, но основные моменты устройства ГБЦ мы все таки осмотрели.

ENGINE OHV, OHC, SOHC, DOHC Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и технологии ГРМ

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и технологии ГРМ, конструкция и особенности моторов системы OHV, OHC, SOHC, DOHC.

Его величество ДВС, король мотор 20 века, что ждет его в 21 веке! Не секрет, что на мощность и КПД двигателя на жидком топливе влияет Наполнение цилиндра топливовоздушной смесью. Инженеры прекрасно понимали, что обычный привычный ДВС — Двигатель внутреннего сгорания, будет постоянно совершенствоваться и форсироваться без предела и времени его жалкие менее 30% возможности технологично не реализованы даже сегодня и далее может быть еще совершеннее.  О типах ДВС поговорим в другой статье а сейчас, 4 тактные ДВС которые имеют по 4 цилиндра на мотор, двумя и более клапанами на цилиндр, заняли самое массовое и важное место в АВТО жизни 20 и 21 века и модернизировались вплоть до сегодняшних дней и еще будут долго совершенствоваться, как минимум в этом столетии. Первоначально распредвал — Распределительный Вал, это элемент распределительного механизма в виде вала, на котором размещены кулачки, которые через специальные устройства придают определенное движение клапану по заданному алгоритму.  Клапаны впускных и выпускных каналов, находились первоначально в блоке цилиндров, или возле блока в нижнем расположении так сказать,  по тому и тип такой системы прозвали. OHV,— OverHead Valve с нижним положением клапанов, иногда пишут I-Head, или Pushrod (с толкателями). Привод клапанов — приводиться в действие штангами-толкателями, через рокер (коромысла). Изобретена Дэйвидом Данбаром Бьюиком (David Dunbar Buick).

эволюция разделила клапана по сторонам, впуск и выпуск и подняла клапана выше уровня блока, что приводило к уменьшению температуры и повышению КПД, надежности и мощности, кроме того в ГБЦ появилась возможность использовать специальные дополнительные возможности, фазы газораспределения правильнее ГРМ с изменяемыми фазами газораспределения примеры: CVVT- (Continuous variable valve timing) Система бесступенчатого изменения фаз газораспределения (CVVT) или ГРМ с изменяемыми фазами газораспределения, работает по принципу регулирования момента  открытия и закрытия клапанов в соответствии со скоростью вращения коленчатого вала и зависимости от нагрузки. Каждый производитель по разному реализовал такой принцип в системах: Dual VVT, DVVT, VTEC и i-vtec, vvt-i и vvtL-i, VANOS и Double VANOS, VVC, MIVEC, CVTCS…. о которых мы поговорим позднее. Таким образом над БЦ — Блоком Цилиндров появился вполне определенный элемент конструкции  ДВС ГБЦ головка блока цилиндров, которая имела впускной и выпускной тракты с клапанами и механизмом ГРМ – газораспределительный механизм.

TURBO OHV дала вторую жизнь, старым забытым мускульным моторам

Таким образом ДВС с верхнеклапанными механизмом с распредвалом в ГБЦ головке блока цилиндров получил название OHC. Точнее сказать, ГБЦ типа SOHC — Single OverHead Camshaft, что означает один распредвал и клапанами в головке блоке цилиндров. Который практически сходу стал самым простым и популярным типом ГБЦ 70-90 годов.

Гонка повышения объема и формула: «больше воздуха + больше топлива» на цилиндр, цель которой погоня за мощностью, была в свою очередь остановлена именно прогрессом науки и новых технологий. Так, как большой громадный поршень всегда вызывает большое трение о стенки гильзы цилиндра, увеличивает перегрев, к тому же он имеет довольно большую массу и соответственно значительно снижает ресурс двигателя. Куда интереснее повысить обороты ДВС, но это очень высокотехнологичные изменения конструкции ДВС и наукоемкая работа, зато снижение трения позволяет выйти на высокие обороты, где имеется приличный запас мощности Повышение оборотов не нашло в 20 веке широкого применения, кроме спорта. Что если добавить на один коленвал еще два цилиндра, или еще три, четыре… и соответственно столько же ГБЦ? Полезный рабочий Объем изменится и повысится Крутящий Момент и мощность естественно, но есть одно но мотор станет больше и массивнее и прожорливее конечно.

Для малолитражек это был не выход.  Поменять прямолинейное расположение  цилиндра в блоке и вместо R-рядного двигателя можно получить, более компактный V-образный, либо оппозитный H-образный, можно сделать и радиальный двигатель, конечно непременное условие, полностью меняется конструкция двигателя, что влечет его за собой затраты производства и высокую цену. Есть еще один шаг! Допустим Мы увеличим клапан и проходное сечение канала ГБЦ. Хорошая идея, которая постоянно применяется при тюнинге ДВС, но больший по размеру клапан имеет массу значительно больше оригинала, инерционно не позволяет быстро крутить мотор, тем более вызывает большое трение на направляющей. Что делать? Увеличение диаметра канала также упирается в размер рубашки охлаждения.

А если добавить третий клапан, или четвертый, а может быть даже пятый клапан и все на один цилиндр, газодинамика станет ярче, отдача увеличится, этот факт имел место в развитии технологий.  Именно так поступили многие производители. Используя различные схемы и конструкцию исполнительных механизмов. Распредвал, или Распределительный вал — основная деталь газораспределительного механизма сокращенно (ГРМ), который выполняет функции эффективной синхронной работы впуска и выпуска, а так же тактов работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), стал изменяться и вместо привычных 8 кулачков появились12, 16 и т.д., но был и другой способ: например раздвоить рокер. Тогда  получается на один кулачек, два клапана на впуске, что обеспечивало лучшее наполнение и один выпускной вполне удовлетворяющий возможность выпуска отработанных газов.

На фото SOHC 8 valve 8 клапанный тип с одним распредвалом и SOHC 12 valve 12 клапанный

Механизм газораспределения, в разных марках автомобиля был схожим, для улучшения газодинамики в ГБЦ поначалу ставили увеличенные клапаны и впускные и около 75% размера от диаметра впускного выпускные клапаны. Громоздкая ограниченная рубашкой и прочими условиями конструкция стала развиваться и эволюционизировать, начали ставить два впускных и один выпускной клапан, это повышало продувку цилиндра, снижала температуру и положительно влияло на мощность и и КПД,

Такие приемы давно уже использовали такие известные марки автомобилестроения, как DODGE, SUZUKI,

SUBARU, HONDA, OPEL, MINI, HUNDAY, MITSUBISHI и другие фирмы, применяли, далее речь шла не о трех клапанах, а о четырех клапанах  на цилиндр, в 4 цилиндровых моторах появились 16 клапанов и при том на одном распредвале особенно эту волну подхватили Сузуки, Хонда, Митсубиши, Субару и Тоета, хорошие мощностные характеристики при малый объеме и расходе топлива, стали приветствовать покупатели японских автомобилей. ПРи всем при этом появлялись дополнительные возможности по применению VTEC, MIVEC, VVTi и т.д.

На фото SOHC 12 valve 12 клапанный тип с одним распредвалом и SOHC 16 valve 16 клапанный

SOHC 12 и шестнадцати клапанный, на одном распредвале в головке блока цилиндров двигатель стал нормой и культом среди авто производителей.   На практике реализовано множество конструкций ГБЦ с такими конструкционными особенностями. По роду деятельности слышал про то, что на Украине в 2005 году собираются сделать 12 клапанный ДВС МЕМз нового уровня, то есть мотор МЕМз 307 будет полностью переработан, новый блок с большим объемом и новая одновальная голова блока цилиндров с 3 клапанами на цилиндр. Я еще спросил у конструкторов неужели доживем и до 16 клапанов ЗАЗа? Но в жизни я пока такого мотора не встретил и навряд-ли он появится вообще. Так, что же это такое одновальный 12, или 16 клапанный мотор, который появился от китайского брата ЧЕРИ в новом ЗАЗе Форза? Мы привыкли, к DOHC два распредвала и нет вопросов. Но довольно дорого по деньгам, по тому принципиально было разместить на одном валу, дополнительные исполнительные механизмы клапанов и осуществлять по алгоритму, передачу через рокера на клапаны, не забывая про привычные пружины тарелки и т.д. Как бы банально не выглядел такой механизм, он долго шефствовал на флагманах митсубиши. Потом клонируясь в Хюндай и Китай всех мастей. 12 клапанами на цилиндр ГБЦ не ограничилась и не только впускные клапана, но и выпускные клапана присели на такую же идею и 16 клапанный двигатель SOHC — ДВС с одним распределительным валом и клапанами в головке блока цилиндров (Overhead Camshaft; или, SOHC — Single OverHead Camshaft).

Основная идея DOHC – ДВС с двумя распределительными валами и клапанами в головке цилиндров (Double Overhead Camshaft). Идея проста  нужно поместить распределительные валы, над каждым рядом (впускных и выпускных) клапанов и отказаться от передачи через кулачки от — коромысел, штанг, рокеров и т.п. посредников, используя прямые толкатели. Зачем?

А, что бы каждый клапан сделать еще легче, пусть их будет на цилиндр не два, а больше. Они будут легкие, чем стоковые клапана. И даже при увеличении оборотов в полтора раза на пружины станут приходиться существенно меньшие нагрузки, вот вам и возможность крутить мотор выше.» Заглянем в сегодняшний мир новейшего авто ЗАЗа, там то же 16 клапанный двс.

ZAZ FORZA (ФОРЗА) новое поколение ЗАЗа, на платформе китайского ЧЕРИ А11(13). А откуда ЧЕРИ? А от Хундая, тот в свою очередь от РОДИТЕЛЯ этого движения MITSIBISHI motors,которые сотрудничало с ДОДЖ и хотя нам утверждают, что мотор австрия, но ацтеко лишь довел мотор до 107 сил, при ЕВРО-4 не более. Собственно Кольт образца 2010 в красивой китайской упаковке? Это и есть новейший ультра ZAZ с евро4, которая в купе с неадекватно длинной коробкой, явно замедляют динамику.

И, что же под капотом этого стильно чуда ЧЕРИ А13 типа ЗАЗ ФОРЗА. Все тот же МИстубиши по лицензии.

МИВЕК там отсутствует напрочь, все проще то, что было десять лет назад у митсубиши хорошо пригодиться новому ЗАЗу. 1,5 мотор 16 клапанов, 108 ps ОГО! Сил, но вялая динамика разгона.

Отсталая КПП, с довольно длинными передачами? А зачем? А, что бы экономить и меньше нагружать китайский Автопром выпуском новых запчастей. Собственно меньше-ли будет есть литров из-за такого подбора передач, это еще вопрос стиля вождения. Да конечно ПЕРВЫЙ БЛИН, всегда, первый, итак звучит гордо ЗАЗ ФОРЗА, форса форсаж типа, но пока слабенький форсаж в отиличие от киайцев,

наверное будет версия посильнее и с АКПП. ВАЗу нанесен очередной удар, при том более технологичным способом, все таки у нас «япона мать китайская» заграничная платформа, а ВАЗа все блудила по старому Опелю с Косвордом 30 летней давности и стремилась к 2,0 «Орлу» OPEL. Время покажет, кто их ху…, как говорят американцы, а Мы вернемся к моторам. Итак типа ВАЗ из МЕМз 8 клапанов, он же Митсубиши.

Красивый дизайн Автомобиля ЗАЗ Форза ZAZ Forza новый интересный но народным стать ему пока не суждено, как Ланосу понадобятся годы.

ВАЗ перекинулся через ступень 12 клапанов сразу на 16, а чего бабок у завода прилично, че там мелочится. А Хундай к примеру «Пони» прошел такую цепочку в своем развитии, имея в ряду чудо 12 клапанной техники. Как видим не так сложно, но куда интереснее выглядит на одном распредвале 16 клапанов. Картина для сущности процесса в действии. Вполне работоспособная комбинация нашла свое воплощение в жизни.

Заметим, что при обрыве ремня ГРМ шансы загнуть клапана и встретить поршень на вынос с кулаком дружбы из Шатуна! абсолютно аналогична DOHC, с той лишь разницей, что при замене ГРМ ремня и шестеренок будет на одну меньше, чем у донс. Все таки экономичность присутствует у ЗАЗа традиционно. Итак подводя итог новому ЗАЗу мы рады, но он дорогОЙ 90 000 грн это около 11 000 $ честно не мало по сравнению с той же Калина. Поживем с полгода и увидим насколько китайский автопром «надежный» на новом детище АВТОЗАЗ. Статья может быть интереснее

если показать примеры например 5 клапанов на цилиндр, на тех же 4 цилиндрах, которые между прочим наиболее часто встречаются на группе VW-Audi Scoda 20valve,
собственно отношение проходного сечения клапана к наполнению цилиндра имеет первостепенное значение, особенно для повышения мощности. Пять клапанов на цилиндр далеко не предел, можно и шесть и даже восемь клапанов на цилиндр, вот пример четыре цилиндра V4 32valve вот такая реальность жизни.

Поиск