Многоклапанный - Multi-valve

А крышка цилиндра из четырех клапан двигатель.
( Двигатель Nissan VQ )

В автомобилестроение а многоклапанный или же многоклапанный двигатель это тот, где каждый цилиндр имеет более двух клапаны. Многоклапанный двигатель лучше дышит и может работать на более высоких число оборотов в минуту (Об / мин), чем двухклапанный двигатель, обеспечивая больше мощность.[1][2]

Обоснование использования нескольких клапанов

Конструкция многоклапанного двигателя

Конструкция многоклапанного двигателя обычно имеет три, четыре или пять клапаны на цилиндр для повышения производительности. Любой четырехтактный двигатель внутреннего сгорания необходимо как минимум два клапана на цилиндр: один для прием воздуха (а часто и топлива[3]), а другой для выхлоп дымовых газов. Добавление большего количества клапанов увеличивает площадь клапана и улучшает поток впускных и выпускных газов, тем самым увеличивая горение, объемная эффективность, и выходная мощность. Многоклапанная геометрия позволяет идеально расположить свечу зажигания в камере сгорания для оптимального распространения пламени. Многоклапанные двигатели, как правило, имеют меньшие клапаны, которые имеют более низкий возвратно-поступательная масса, что может снизить износ каждого выступа кулачка и обеспечить большую мощность от более высоких Об / мин без опасности отскок клапана. Некоторые двигатели предназначены для открытия каждого впускного клапана в несколько разное время, что увеличивает турбулентность, улучшая смешивание воздуха и топлива на низких оборотах двигателя. Дополнительные клапаны также обеспечивают дополнительное охлаждение головки блока цилиндров. Недостатками многоклапанных двигателей являются увеличение стоимости изготовления и потенциальное увеличение расхода масла из-за большего количества уплотнений штока клапана. Немного SOHC многоклапанные двигатели (такие как Mazda B8-ME ) использовать один коромысло в форме вилки для привода двух клапанов (обычно выпускных клапанов), так что потребуется меньше кулачков для снижения производственных затрат.[нужна цитата ]

  • Трехклапанная ГБЦ

Он имеет один большой выпускной клапан и два впускных клапана меньшего размера. Компоновка с тремя клапанами обеспечивает лучшее дыхание, чем головка с двумя клапанами, но большой выпускной клапан приводит к ограничению числа оборотов не выше, чем головка с двумя клапанами. Стоимость изготовления этой конструкции может быть ниже, чем для конструкции с четырьмя клапанами. Трехклапанная конструкция была распространена в конце 1980-х - начале 1990-х годов; а с 2004 года основной клапан используется в Форд F-серия грузовики и внедорожники Ford. В Ducati ST3 V-образный твин имел 3-х клапанные головки.

  • Головка блока цилиндров четырехклапанная

Это наиболее распространенный тип многоклапанных головок с двумя выпускными клапанами и двумя аналогичными (или немного большими) впускными клапанами. Эта конструкция обеспечивает такое же дыхание, как и трехклапанная головка, а поскольку небольшие выпускные клапаны допускают высокие обороты, эта конструкция очень подходит для больших выходных мощностей.

  • Пятиклапанная ГБЦ

Реже встречается пятиклапанная головка с двумя выпускными клапанами и тремя впускными клапанами. Все пять клапанов похожи по размеру. Такая конструкция обеспечивает отличное дыхание, и, поскольку каждый клапан небольшой, теоретически доступны высокие обороты и очень большая выходная мощность. Хотя, по сравнению с четырехклапанным двигателем, пятиклапанная конструкция должна иметь более высокие максимальные обороты, а три впускных отверстия должны обеспечивать эффективное наполнение цилиндров и высокую газовую турбулентность (оба желательных качества), ставится под сомнение возможность пятиклапанного двигателя. -клапанная конфигурация дает рентабельную выгоду по сравнению с четырехклапанной конструкцией. Повышение уровня прямого впрыска может также затруднить проектирование пятиклапанных головок, поскольку инжектор должен занимать некоторое пространство на головке. После изготовления пятиклапанного Двигатели Genesis на несколько лет, Ямаха вернулся к более дешевой конструкции с четырьмя клапанами, примерами пятиклапанных двигателей являются различные Двигатели 1.8л 20Вт производства AUDI AG, более поздние версии Феррари Дино V8 и очень редкий 1.6л 4A-GE двигатель тойота.

  • Более пяти клапанов

Для клапанов с цилиндрическим отверстием и равным размером площади увеличение количества клапанов более пяти уменьшается общая площадь клапана. В следующей таблице показаны эффективные площади различного количества клапанов в зависимости от диаметра цилиндра. Эти проценты основаны на простой геометрии и не принимают во внимание отверстия для свечей зажигания или форсунок, но эти пустоты обычно располагаются в «мертвом пространстве», недоступном для клапанов. Кроме того, на практике впускные клапаны часто больше выпускных клапанов в головках с четным числом клапанов на цилиндр:

  • 2 = 50%
  • 3 = 64%
  • 4 = 68%
  • 5 = 68%
  • 6 = 66%
  • 7 = 64%
  • 8 = 61%

Альтернативные технологии

Вырезанная модель Subaru i-AVLS система изменения фаз газораспределения на SOHC, 4 клапана на цилиндр Оппозитный двигатель EJ25 на Токийском автосалоне 2007.

Турбонаддув и наддув - это технологии, которые также улучшают дыхание двигателя и могут использоваться вместо многоклапанных двигателей или вместе с ними. То же самое касается изменение фаз газораспределения и изменяемые впускные коллекторы. Поворотные клапаны также предлагают улучшенное дыхание двигателя и высокие характеристики оборотов, но они никогда не были очень успешными. Подключение головки цилиндров, как часть тюнинг двигателя, также используется для улучшения характеристик двигателя.

Легковые и грузовые автомобили

До 1914 г.

Первым в мире автомобилем с двигателем с двумя верхними распредвалами и четырьмя клапанами на цилиндр был 1912 год. Пежо Гоночный автомобиль L76 Grand Prix, разработанный Эрнест Генри. Его 7,6-литровый рядный четырехцилиндровый моноблок с современными полусферическими камерами сгорания выдавал 148 л.с. (19,5 л.с. на литр (0,32 л.с. на кубический дюйм)). В апреле 1913 года на ипподроме Бруклендс в Англии специально построенный L76 под названием "ла Торпиль" (торпеда) побила мировой рекорд скорости 170 км / ч.[1] Роберт Пежо также поручил молодому Этторе Бугатти разработать гоночную машину GP для Гран-при 1912 года. Этот цепной привод Bugatti Тип 18 имел 5-литровый рядный 4-цилиндровый двигатель с SOHC и тремя клапанами на цилиндр (два впускных, один выпускных). Произведено ок. 100 л.с. (75 кВт; 101 л.с.) при 2800 оборотах в минуту (0,30 л.с. на кубический дюйм) и может достигать 99 миль в час (159 км / ч). Трехклапанная головка позже будет использоваться для некоторых из самых известных автомобилей Bugatti, включая гоночный автомобиль Type 29 Grand Prix 1922 года и легендарный Тип 35 1924 года. И Тип 29, и Тип 35 имели 2-литровый 24-клапанный двигатель SOHC NA прямо 8 мощностью 100 л.с., который производил 0,82 л.с. (1 кВт; 1 л.с.) на кубический дюйм.

Между 1914 и 1945 гг.

АЛЬФА. 40/60 GP был полностью работающим прототипом раннего гоночного автомобиля, созданным компанией, которая теперь называется Альфа-Ромео. В 1914 году был построен только один экземпляр, который позже был модифицирован в 1921 году. Джузеппе Мерози была первая Альфа Ромео DOHC двигатель. У него было четыре клапана на цилиндр, угол поворота клапана 90 градусов и двухискровое зажигание.[4] Двигатель GP имел рабочий объем 4,5 литра (4490 куб.см) и выдавал 88 л.с. (66 кВт) при 2950 оборотах в минуту (14,7 кВт / литр), а после модификаций в 1921 году 102 л.с. (76 кВт) при 3000 оборотах в минуту. Максимальная скорость этого автомобиля составляла 88–93 миль / ч (140–149 км / ч). Только в 1920-х годах эти DOHC двигатели пришли на дорожные автомобили Альфа как Альфа Ромео 6С.

В 1916 г. американский автомобильный журнал Автомобильные темы описал четырехцилиндровый автомобильный двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр производства Linthwaite-Hussey Motor Co. из Лос-Анджелеса, Калифорния, США: «Фирма предлагает две модели быстроходного двигателя с двойным впуском и выпуском»..[5]

Ранние многоклапанные двигатели в Т-образная головка конфигурации были 1917 г. Stutz прямо-4, модель белого автомобиля GL 309 CID Dual Valve Mononblock 4 и 1919 Пирс-Стрела рядные 6 двигателей. Стандарт плоская голова Двигатели того времени были не очень эффективны, и конструкторы пытались улучшить характеристики двигателя, используя несколько клапанов. В Stutz Motor Company использовал модифицированную Т-образную головку с 16 клапанами, двойным искровым зажиганием и алюминиевыми поршнями для производства 80 л.с. (59 кВт) при 2400 об / мин из 360,8-литрового рядного 4-цилиндрового двигателя (0,22 л.с. на кубический дюйм). Было построено более 2300 таких мощных первых многоклапанных двигателей. Штутц использовал их не только в своих знаменитых Bearcat спортивный автомобиль, но и в их стандартных туристических автомобилях.[6][7][8] Моноблочный двигатель White Motor Car развил 72 лошадиные силы, и было построено менее 150, из которых сегодня известно только три. В 1919 г. Пирс-Стрела представил свой 524,8 кубических сантиметра (8,6 л) рядный 6-цилиндровый двигатель с 24 клапанами. Двигатель производил 48,6 л.с. (0,09 л.с. на кубический дюйм) и работал очень тихо, что было преимуществом для бутлегеры той эпохи.[9][10][11]

Многоклапанные двигатели продолжали оставаться популярными в гоночных и спортивных двигателях. Роберт М. Руф, главный инженер Laurel Motors, спроектировал свой многоклапанный Накладные расходы на крышу для гонок в начале 20 века. 16-клапанные головки типа A пользовались успехом в подростковом возрасте, тип B был предложен в 1918 году, а 16-клапанный тип C - в 1923 году. Фрэнк Локхарт в 1926 году одержал победу на автомобиле с верхним распредвалом Type C в Индиане.[12][13]

Bugatti также разработал 1,5-литровый OHV рядный 4-цилиндровый двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр еще в 1914 году, но не использовал этот двигатель до Первая Мировая Война. Произведено ок. 30 л.с. (22,4 кВт) при 2700 об / мин (15,4 кВт / л или 0,34 л.с. / куб. В 1920 году на Гран-при Voiturettes в Ле-Мане пилот Эрнест Фридрих финишировал первым на гоночной трассе. Bugatti Тип 13 с 16-клапанным двигателем, средняя скорость 91,96 км / ч. Еще более успешным оказался Bugattis, занявший первые четыре места в Брешии в 1921 году. В честь этой памятной победы все 16-клапанные Bugattis были названы Брешия. С 1920 по 1926 год было построено около 2000.

Пежо имел трехклапанный 5-клапанный автомобиль Гран-при в 1921 году.[14]

Bentley использовали многоклапанные двигатели с самого начала. В Bentley 3 литра, представленный в 1921 году, использовал моноблочный рядный четырехцилиндровый двигатель с алюминиевыми поршнями, односкатные камеры сгорания, двухискровое зажигание, SOHC и четыре клапана на цилиндр. Произведено ок. 70 л.с. (0,38 л.с. на кубический дюйм). 1927 год Bentley 4½ литра имел аналогичную конструкцию двигателя. Гоночная модель NA предлагала 130 л.с. (0,48 л.с. на кубический дюйм), а 4½ литра 1929 года (Blower Bentley) с турбонаддувом - 240 л.с. (0,89 л.с. на кубический дюйм). 1926 год Bentley 6½ литров добавил два цилиндра к моноблоку рядный-4. Этот рядный шестицилиндровый двигатель с несколькими клапанами предлагал 180-200 л.с. (0,45-0,50 л.с. на кубический дюйм). 1930 г. Bentley 8 литров мультиклапанный рядный 6 выпускаемый ок. 220 л.с. (0,45 л.с. на кубический дюйм).

В 1931 г. Stutz Motor Company представила 322-цилиндровый (5,3-литровый) двигатель с двойным распределительным валом, 32-клапанный рядный 8-цилиндровый двигатель мощностью 156 л.с. (116 кВт) при 3900 об / мин, получивший название DV-32. Мощность двигателя составляла 0,48 л.с. на кубический дюйм. Было построено около 100 таких многоклапанных двигателей. Штутц также использовал их в своем топовом спортивном автомобиле DV-32 Super Bearcat, который мог развивать скорость до 100 миль в час (160 км / ч).[15][16]

1935 год Duesenberg Двигатель SJ Mormon Meteor представлял собой рядный 8-цилиндровый двигатель объемом 419,6 литра (6,9 литра) с DOHC, 4 клапанами на цилиндр и нагнетателем. Он достиг 400 л.с. (298,3 кВт) при 5000 об / мин и 0,95 л.с. на кубический дюйм.[17][18]

1937 год Мерседес-Бенц W125 гоночный автомобиль использовал 5,7-литровый рядный 8-цилиндровый двигатель с наддувом, DOHC и четыре клапана на цилиндр. Двигатель производил 592–646 л.с. (441,5–475 кВт) при 5800 об / мин и достигал 1,71–1,87 л.с. на кубический дюйм (77,8–85,1 кВт / л). Максимальная скорость W125 была ок. 200 миль / ч (322 км / ч).

После 1945 г.

Камера сгорания 2009 г. 3,5-литровый бензиновый двигатель V6 с турбонаддувом Ford Ecoboost (77,8 кВт / литр) с двумя впускными клапанами (справа), двумя выпускными клапанами (слева), центральной свечой зажигания и прямой топливный инжектор (верно).

1967 год Cosworth DFV Двигатель F1, 3,0-литровый V8, производящий ок. 400 л.с. (298 кВт; 406 л.с.) при 9000 об / мин (101,9 кВт / л), с четырьмя клапанами на цилиндр. В течение многих лет он был доминирующим двигателем в Формуле-1, а также использовался в других категориях, включая КОРЗИНА, Формула 3000 и Гонки на спортивных автомобилях.

Дебютировавший на Гран-при Японии 1968 года в оригинальной 3,0-литровой версии мощностью 300 л.с. (221 кВт; 296 л.с.) Toyota 7 Двигатель участвовал в гонках на выносливость как 5,0-литровый (4968 куб. см) не-турбо V8 с DOHC и 32 клапанами. Он производил 600 л.с. (441 кВт; 592 л.с.) при 8000 об / мин (88,8 кВт / литр) и 55,0 кг / м (539 Н · м; 398 фунт-фут) при 6400 об / мин.

Первой серийной машиной с четырьмя клапанами на цилиндр стала британская. Дженсен Хили в 1972 г. Лотос 907 DOHC с ременным приводом, 16-клапанный 2-литровый рядный 4-цилиндровый двигатель мощностью 140 л.с. (54,6 кВт / л, 1,20 л.с. / куб. дюйм). А как насчет Nissan S20 1969 года выпуска, который использовался в Nissan Skyline и Nissan Fairlady Z432?

1973 год Триумф Доломит Спринт использовали разработанный компанией SOHC 16-клапанный двигатель объемом 1,998 куб. см (122 куб. дюйм), рядный 4-цилиндровый двигатель, производивший ок. 127 л.с. (47,6 кВт / литр, 1,10 л.с. / куб. Дюйм).

1975 год Chevrolet Cosworth Vega была представлена ​​многоклапанная головка DOHC, разработанная Cosworth Engineering в Соединенном Королевстве. Этот рядный 4-цилиндровый двигатель объемом 122 кубических дюйма производил 110 л.с. (82 кВт; 112 л.с.) при 5600 оборотах в минуту (0,90 л.с. / куб. Дюйм; 41,0 кВт / л) и 107 фунт-фут (145 Н · м) при 4800 оборотах в минуту.[19]

1976 год Fiat 131 Abarth (51,6 кВт / литр), 1976 г. Лотус Эсприт с Лотос 907 двигатель (54,6 кВт / литр, 1,20 л.с. / куб. дюйм), и 1978 г. BMW M1 с BMW M88 двигатель (58,7 кВт / литр, 1,29 л.с. / куб. дюйм) все использовали четыре клапана на цилиндр. Двигатель BMW M88 / 3 использовался в 1983 году. BMW M6 35CSi, а в 1985 г. BMW M5.

1978 год Порше 935/78 гонщик использовал твин-турбо 3,2-литровый квартира-6 (845 л.с. / 630 кВт при 8200 об / мин; 784 Нм / 578 фунт-сила-футов при 6600 об / мин). Двигатель с водяным охлаждением имел четыре клапана на цилиндр и производил 196,2 кВт / л. Porsche пришлось отказаться от традиционного воздушного охлаждения, потому что многоклапанный DOHC затруднял воздушное охлаждение свечей зажигания. Всего было построено две машины.

Феррари разработали свои Quattrovalvole (или QV) двигатели в 80-х. В 1982 году было добавлено четыре клапана на цилиндр. 308 и Mondial Quattrovalvole, возвращая мощность доFI высокая 245 л.с. (183 кВт). Очень необычный Dino Quattrovalvole использовался в 1986 году. Lancia Thema 8.32. Он был основан на двигателе 308 QV, но в нем использовался коленчатый вал с разъемной плоскостью, а не плоскость типа Ferrari. Двигатель был построен Ducati а не Ferrari, и производился с 1986 по 1991 год. Quattrovalvole также использовался Lancia для их попытки Чемпионат мира по спортивным автомобилям с LC2. Двигатель был с двойным турбонаддувом и разгонялся до 2,65 литра, но в квалификационной комплектации выдавал 720 л.с. (537 кВт). Позднее объем двигателя был увеличен до 3,0 л, а выходная мощность увеличилась до 828 л.с. (617 кВт). 1984 год Феррари Тестаросса имел 4,9-литровый квартира-12 с четырьмя клапанами на цилиндр. С 1984 по 1991 год было произведено почти 7200 Testarossa.

В 1985 г. Ламборджини выпустил Countach Quattrovalvole, производя 455 л.с. (335 кВт; 449 л.с.) с 5,2-литрового (5167 куб. см) Lamborghini V12 двигатель (64,8 кВт / л).

В Мерседес-Бенц 190E 2.3-16 с 16-клапанным двигателем дебютировал на автосалоне во Франкфурте в сентябре 1983 года после того, как он установил мировой рекорд в Нардо, Италия, зафиксировав общую среднюю скорость 154,06 миль / ч (247,94 км / ч) в ходе испытаний на выносливость 50 000 км (31 000 миль). В основе двигателя лежал 2,3-литровый 8-клапанный агрегат мощностью 136 л.с. (101 кВт), уже устанавливаемый на серию 190 и E-Class. Cosworth разработали литой цилиндр из легкого сплава DOHC с четырьмя большими клапанами на цилиндр. В дорожной комплектации 190 E 2.3-16 выдавал на 49 л.с. (36 кВт) и крутящий момент на 41 фунт-сила (55 Н • м) больше, чем базовый двигатель 2.3 рядных четырехцилиндровых двигателей с одним верхним кулачком, на котором он был основан, предлагая 185 л.с. (138 кВт) при 6200 оборотах в минуту (59,2 кВт / литр) и 174 фунт-фут (236 Нм) при 4500 оборотах в минуту. В 1988 году увеличенный 2,5-литровый двигатель заменил 2,3-литровый. Он предлагал двухклапанные цепи газораспределения, чтобы исправить легко защелкивающиеся одиночные цепи на ранних двигателях 2.3, и увеличил пиковую мощность на 17 л.с. (12,5 кВт) с небольшим увеличением крутящего момента. Для омологации были произведены модели Evolution I (1989 г.) и Evolution II (1990 г.) с переработанным двигателем, обеспечивающим более высокий предел числа оборотов и улучшенные возможности максимальной мощности. Двигатель Evo II предлагал 235 л.с. (173 кВт; 232 л.с.) объемом 2463 куб. См (70,2 кВт / л).

Saab представила 16-клапанную головку для своего 2,0-литрового (1985 куб.см) рядного 4-цилиндрового двигателя в 1984 году и предложила двигатель с турбонагнетателем и без него (65,5 кВт / литр и 47,9 кВт / литр соответственно) в Saab 900 и Saab 9000.

2,0-литровый Nissan FJ20 был одним из первых прямо-4 серийные японские двигатели должны иметь как конфигурацию DOHC с 16 клапанами (четыре клапана на цилиндр, два впускных, два выпускных)), так и электронный впрыск топлива (EFI) при выпуске в октябре 1981 года в шестом поколении Nissan Skyline. Пиковая мощность составляла 148 л.с. (110 кВт) при 6000 об / мин и 133 фунт-фут (180 Н · м) при 4800 об / мин. FJ20 также предлагался с турбонагнетателем, производившим 188 л.с. (140 кВт) при 6400 об / мин и 225 Нм (166 фунт-фут) при 4800 об / мин.

Вслед за Nissan 1,6-литровый (1587 куб. См) Toyota Двигатель 4A-GE Toyota была выпущена в 1983 году. Разработана ГБЦ. Yamaha Motor Corporation и был построен на заводе Toyota в Симаяме. Первоначально задумывавшиеся как двухклапанные, Toyota и Yamaha заменили 4A-GE на четырехклапанный после года испытаний. Он производил 115-140 л.с. / 86-104 кВт при 6600 об / мин (54,2-65,5 кВт / литр) и 148 Нм / 109 фунтов · фут при 5800 об / мин. Чтобы компенсировать пониженную скорость воздушного потока многоклапанного двигателя на низких оборотах, двигатели первого поколения включали T-VIS особенность.

В 1986 г. Фольксваген представила многоклапанный Гольф GTI 16V. 16-клапанный 1,8-литровый рядный 4-цилиндровый двигатель мощностью 139 л.с. (102 кВт; 137 л.с.) или 56,7 кВт / литр, что почти на 25% больше, чем 45,6 кВт / литр для предыдущего 8-клапанного двигателя Golf GTI.

В GM Quad 4 семейство многоклапанных двигателей дебютировало в начале 1987 года. Quad 4 был первым массовым многоклапанным двигателем, произведенным GM после Chevrolet Cosworth Vega. NA Quad 4 достиг 1,08 л.с. (1 кВт; 1 л.с.) на кубический дюйм (49,1 кВт / л).[2][20] Такие двигатели вскоре стали обычным явлением, поскольку японские производители приняли концепцию многоклапанных двигателей.

Три клапана

А крышка цилиндра из 1987 Honda CRX Si показаны SOHC, коромысла, клапанные пружины и другие компоненты. Это многоклапанная конфигурация с двумя впускными клапанами и одним выпускным клапаном на каждый цилиндр.

1975 год Honda Civic представила 1,5-литровые 12-клапанные рядные 4-цилиндровые двигатели SOHC. Nissan 1988–1992 SOHC KA24E у двигателя также было по три клапана на цилиндр (два впускных и один выпускной). После 1992 года Nissan модернизировали до DOHC для некоторых спортивных автомобилей, включая 240SX.

В 1988 году Renault выпустила 12-клапанную версию своего 4-цилиндрового двигателя SOHC Douvrin объемом 2,0 л.

Mercedes и Ford производят трехклапанные двигатели V6 и V8, Ford заявляет об улучшении дыхания на высоких оборотах на 80% без дополнительных затрат на DOHC. клапанный механизм. В конструкции Ford используется одна свеча зажигания на цилиндр, расположенный в центре, но в конструкции Mercedes используются две свечи зажигания на цилиндр, расположенные с противоположных сторон, оставляя центр свободным для добавления топливной форсунки прямо в цилиндр в будущем.

1989 год Citroën XM был первым 3-х клапанным дизельным автомобилем.

Четыре клапана

Nissan SR20VE 2,0-литровая рядная 4-цилиндровая головка с DOHC, Nissan Нео ВВЛ изменение фаз газораспределения с контролем подъема и четырьмя клапанами на цилиндр.
Многоклапанный привод дизельного двигателя Volvo D13A 2005 года выпуска, 12,8-литровый рядный шестицилиндровый двигатель с турбонаддувом (21,1-28,1 кВт / л) с SOHC и четырьмя клапанами на цилиндр, расположенными вокруг центральной форсунки, и моторный тормоз VEB, который управляет обоими выпускными клапанами .

Примеры четырехклапанных двигателей SOHC включают: Honda F-серия двигатели, D-серия двигатели, все J-серия двигатели, R-серия двигатели, Mazda B8-ME, Двигатель Chrysler 3,5 л V6.

В Двигатели V12 из многих Вторая Мировая Война истребитель также использовал конфигурацию SOHC с четырьмя клапанами на каждый цилиндр.

1993 год Mercedes-Benz C-Класс (Двигатель OM604) был первым 4-клапанным дизельным двигателем.

Пять клапанов

Пежо имел трехклапанный пятиклапанный автомобиль Гран-при в 1921 году.[14]

В апреле 1988 г. Ауди 200 Турбо Кватро приводимый в действие экспериментальным 2,2-литровым 25-клапанным рядным 5-цилиндровым двигателем с турбонаддувом мощностью 478 кВт / 650 л.с. при 6200 об / мин (217,3 кВт / л), установил два мировых рекорда скорости на Нардо, Италия: 326,403 км / ч (202,8 миль / ч) на 1000 км (625 миль) и 324,509 км / ч (201,6 миль / ч) на 500 миль.[21][22]

Mitsubishi были первыми на рынке автомобильного двигателя с пятью клапанами на цилиндр, объемом 548 куб. 3G81 двигатель в их Minica Dangan ZZ кей автомобиль в 1989 г.[23][24]

Ямаха разработала пятиклапанную головку блока цилиндров для Toyota 4A-GE 20V 1991 Silvertop и 1995 Blacktop двигатель используется в некоторых Тойота Королла. Yamaha также разработала пятиклапанные двигатели Formula One 1989 г. OX88 V8, 1991 г. OX99 V12, 1993 г. OX10 V10 и 1996 год OX11 V10, но ни один из них не был успешным. YZ250F и YZ450F мотоциклы для мотокросса, Yamaha разработала пятиклапанные двигатели.

Bugatti (EB 110 ), Феррари (F355, 360 и F50 ), Фольксваген - Audi (Audi Quattro ) - Шкода (Octavia vRS ) и Toyota (4A-GE 20V ) все выпущенные автомобили с пятиклапанным двигателем.

Шесть клапанов

В 1985 г. Maserati сделал экспериментальный 2,0-литровый турбомотор V6 с шестью клапанами на цилиндр (три впускных и три выпускных). Он достиг 261 л.с. (195 кВт; 265 л.с.) при 7200 оборотах в минуту (97,5 кВт / л).[25]

Толкатель

Хотя большинство многоклапанных двигателей имеют верхние распредвалы, либо SOHC, либо DOHC, многоклапанный двигатель может быть толкателем верхнеклапанный двигатель (OHV) дизайн. Chevrolet показала трехклапанный вариант своего Поколение IV V8 который использует толкатели приводить в действие вилочные рокеры, и Cummins делает четырехклапанный OHV прямая шестерка дизель, то Cummins серии B (теперь известный как ISB). Ford также использует толкатели в своем двигателе Power Stroke объемом 6,7 л, используя четыре толкателя, четыре коромысла и четыре клапана на цилиндр. Харлей-Дэвидсон Милуоки Восьмой Двигатель, представленный в 2016 году, использует четыре клапана на цилиндр с приводом от толкателей и один распредвал в блоке.[26][27]

С турбонаддувом

1980 год Лотус Эссекс Турбо Эсприт (с тип 910 2,2-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель) был первым серийным автомобилем, в котором использовался многоклапанный с турбонаддувом двигатель.

Мотоциклы

Редкая 8-клапанная система на цилиндр 1979 года Honda NR500 Мотоциклетный двигатель V4 GP с овальными поршнями и сдвоенными штоками. В DOHC Двигатель объемом 500 см3 развивает мощность 115 л.с. при 19000 об / мин (170 кВт / литр).

Примеры мотоциклов с многоклапанными двигателями:

  • 1914 Пежо Гоночный автомобиль Grand Prix, 500 куб.см DOHC, 8-клапанный параллельный твин (максимальная скорость более 122 км / ч).[28]
  • 1915 Индийский доска трек гонщик, 61-цилиндровый (1,0-литровый) 8-клапанный V-образный двухцилиндровый двигатель с верхним расположением клапанов.[29]
  • 1921 Триумф Рикардо 499 куб.см OHV 4-клапанный одноцилиндровый агрегат, скопированный Радж-Уитворт с их 1924 г. Rudge Four 4-клапанная одноцилиндровая машина с верхним расположением клапанов 350 куб.см и 1929 г. Радж Ольстер Одноцилиндровый 4-клапанный агрегат объемом 500 куб.см с верхним расположением клапанов.
  • 1923 Британский анзани 8-клапанный V-образный двухцилиндровый двигатель объемом 1098 куб. См, используемый в Трициклы Morgan и Макэвой мотоциклы
  • 1972 Honda XL250 Четырехклапанный одноцилиндровый агрегат типа «односкатная крыша» SOHC (первый серийный четырехклапанный мотоцикл).
  • 1973 Yamaha TX500 "односкатная крыша" 500 куб.см DOHC с 8-клапанным параллельным твином (первый серийный мотоцикл DOHC с 4 клапанами на цилиндр)[30]
  • 1977 Honda CB400 SOHC 6-клапанный параллельный твин.
  • 1978 Honda CX500, 498 куб.см SOHC, верхний распределительный вал с толкателем, 4 клапана на цилиндр, V-образный твин; 1982 г. CX500 Turbo был первый заводской многоклапанный с турбонаддувом мотоцикл.
  • 1978 Honda CBX1000, 1047 куб.см DOHC, 24-клапанный рядный 6-цилиндровый (105 л.с. (78 кВт; 106 л.с.)).
  • 1979 -1992: Honda серии NR, гоночные и серийные мотоциклы с 8 клапанов на цилиндр "овально-поршневые" двигатели V4 (фактически 32-клапанные V8 с объединенными цилиндрами).
  • 1985 Yamaha FZ750 мотоцикл с DOHC 20-клапанный рядный-4 Ямаха Двигатель "Генезис".
  • 1991-2010 Yamaha TDM и TRX параллельный близнец мотоциклы с 5 клапанами на цилиндр
  • 1998–2006 Ямаха YZF-R1 супербайк с переработанным (более компактным) Двигатель "Генезис". Модель 2006 года выдавала 180 л.с. (134 кВт; 182 л.с.) при 12500 оборотах в минуту (130,3 кВт / л).

В Yamaha XT660 single когда-то имел пять клапанов на цилиндр, но последующая модернизация уменьшила количество клапанов до четырех. Сингл Aprilia Pegaso 650 также начинался с пяти клапанов, но текущие модели имеют только четыре. Совместно разработанные BMW F650 одноместный всегда было четыре клапана.

Самолет

Junkers Jumo 213 в разрезе с трехклапанной конструкцией
1916 Benz Bz.IV 19-литровый рядный шестицилиндровый авиационный двигатель с алюминиевыми поршнями, двойным распределительным валом и четырьмя клапанами на цилиндр развивает мощность 230 л.с. / 170 кВт при 1400 об / мин (9,0 кВт / литр). Прибл. Было произведено 6400 двигателей.
Вид 1941 года в разрезе Packard Merlin 28 Авиационный двигатель V12 с SOHC и четырьмя клапанами на цилиндр. Это широко используется с наддувом Двигатель времен Второй мировой войны производил 1390 л.с. (1037 кВт; 1409 л.с.) из 1649 кубических сантиметров (38,5 кВт / литр).

Этторе Бугатти разработал несколько многоклапанных авиационных двигателей. 1916 год Bugatti U-16 1484,3 cid (24,32 л) SOHC с 16 цилиндрами, состоящий из двух параллельных рядов по 8 цилиндров, предлагал 410 л.с. (305 кВт) при 2000 об / мин (12,5 кВт / л или 0,28 л.с. / cid). Каждый цилиндр имел два вертикальных впускных клапана и один вертикальный выпускной клапан, все они приводились в движение рычагами качания от распределительного вала. Другой продвинутый Первая Мировая Война авиационные двигатели, такие как 1916 г. Maybach Mb.IVa который производил 300 л.с. (224 кВт; 304 л.с.) на высоте, а 1916 г. Benz Bz.IV с алюминиевыми поршнями и 1918 г. Napier Lion (24-литровый 12-цилиндровый DOHC мощностью 450 л.с.), использовал два впускных клапана и два выпускных клапана.

Спустя долгое время после того, как их использовал авиадвигатель King-Bugatti "U-16", незадолго до Второй мировой войны, Юнкерс Авиационная компания начала производство наиболее производимого военного авиационного двигателя Третьего рейха (произведено более 68000 экземпляров), спроектированного в 1936 году, с рабочим объемом 35 литров, перевернутым двигателем V12 с жидкостным охлаждением. Юнкерс Юмо 211, в котором использована трехклапанная конструкция ГБЦ[31] унаследованный от первого перевернутого двигателя V12 Юнкерс, 1932 года выпуска. Юнкерс Юмо 210[32] - это было перенесено в более поздние, более мощные модели 1940-х годов. Юнкерс Юмо 213, выпускавшийся до 1945 года, серийные версии которого (подтипы Jumo 213A и -E) сохранили конструкцию головки блока цилиндров с тремя клапанами Jumo 211.[33]

В Двигатели V12 из многих Вторая Мировая Война истребитель использовал конфигурацию SOHC с четырьмя клапанами на каждый цилиндр.

Примером современного многоклапанного поршневого двигателя для малой авиации является Austro Engine AE300. Этот 2,0-литровый (1991 куб. См) двигатель с жидкостным охлаждением и турбонаддувом DOHC с 16-клапанным двигателем, рядный 4-цилиндровый двигатель. дизель Двигатель использует непосредственный впрыск топлива Common Rail и развивает 168 л.с. (125 кВт; 170 л.с.) при 3880 об / мин (62,0 кВт / л). Пропеллер приводится в движение встроенной коробкой передач (передаточное число 1,69: 1) с гасителем крутильных колебаний. Общий вес силового агрегата составляет 185 кг (408 фунтов).

Лодки

В 1905 году автомобилестроитель Delahaye экспериментировал с DOHC морской гоночный двигатель с шестью клапанами на цилиндр. Это Делахай Титан Двигатель был массивным 5190 cid (85,0-литровый) с четырьмя цилиндрами, который выдавал 350 л.с. (0,07 л.с. / cid). Это позволило моторной лодке Le Dubonnet пилотируется Эмиль Дюбонне установить новый мировой рекорд скорости на воде, достигнув 33,80 миль в час (54,40 км / ч) на озере в Джувиси, возле Париж, Франция.[34]

Примером современных многоклапанных двигателей для малых судов является Серия Volvo Penta IPS. В этих бортовых дизельных двигателях с джойстиком и охлаждением морской водой используется комбинированный наддув (турбонагнетатель и нагнетатель, за исключением IPS450) с промежуточным охладителем, впрыском топлива с общей топливной рампой и DOHC с гидравлической 4-клапанной технологией. Мощность карданного вала составляет от 248 до 850 л.с. (от 185 до 634 кВт; от 251 до 862 л.с.) (максимальная эффективность 59,7 кВт / л для 3,7-литрового дизельного двигателя IPS400 с 4-цилиндровым двигателем). Можно комбинировать несколько блоков.

Рекомендации

[3]

  1. ^ а б Кевин Клеменс. «Эхо прошлого: история и эволюция двухкамерных двигателей (European Car, февраль 2009 г.)». Архивировано из оригинал на 2013-07-02. Получено 2011-12-23.
  2. ^ а б Дэн МакКош. "Auto Tech 88: 4 клапана (Popular Science, май 1988 г., стр. 24, 37-40)". Получено 2011-12-23.
  3. ^ а б В двигателях с прямым впрыском, таких как дизельные и более поздние бензиновые двигатели, топливо подается в камеру непосредственно через инжектор, а не через клапан.В карбюраторных двигателях и двигателях с непрямым впрыском топливо смешивается с воздухом за пределами цилиндра, и оба поступают вместе через впускной клапан.
  4. ^ «Альфа-Дизайнерс». velocetoday.com. Получено 2011-12-30.
  5. ^ Морт Шульц (январь 1985 г.). Двигатели: век прогресса (Popular Mechanics, январь 1985 г., стр. 95-97, 120, 122). Получено 2011-12-26.
  6. ^ Рынок спортивных автомобилей. "Родстер Stutz Series S 1918 года (Sportscarmarket.com, пятница, 31 марта 2000 г.)". Архивировано из оригинал 16 января 2012 г.. Получено 2011-12-23.
  7. ^ База данных классических автомобилей. "Стандартные технические характеристики родстера 1918 Stutz серии S (база данных по классическим автомобилям)". Получено 2011-12-23.
  8. ^ Пол Фрихилл. "16-клапанный блок Stutz (видео YouTube.com, 6 мая 2010 г.)". Получено 2011-12-23.
  9. ^ RM Auctions. «1919 Pierce-Arrow Model 48 с двумя клапанами и четырьмя пассажирами (RM Auctions, Феникс, Аризона, США)». Получено 2011-12-23.
  10. ^ База данных классических автомобилей. «1919 Pierce Arrow 48-B-5 Series Touring Standard Технические характеристики (База данных по классическим автомобилям)». Получено 2011-12-23.
  11. ^ Conceptcarz.com. «Технические характеристики модели 48 Pierce Arrow 1919 года выпуска (Conceptcarz.com)». Получено 2011-12-23.
  12. ^ Винтажные спидстеры Северо-Запада. "Алфавитный указатель крыши и изображения (nwvs.org)". Получено 2011-12-23.
  13. ^ Модель T Ford Club of America. "Роберт М. Руф (MTFCA.com)". Получено 2011-12-23.
  14. ^ а б Рынок спортивных автомобилей. "Peugeot 3-литровый Racer 1921 года (Sportscarmarket.com, 30 июня 1999 г.)". Архивировано из оригинал 24 октября 2011 г.. Получено 2011-12-27.
  15. ^ Дональд Осборн. "В честь оригинальных американских спортивных автомобилей (New York Times, 12 августа 2011 г.)". Получено 2011-12-23.
  16. ^ База данных классических автомобилей. "1932 Stutz CD DV 32 Series Super Bearcat Стандартные технические характеристики (База данных по классическим автомобилям)". Получено 2011-12-23.
  17. ^ Ричард Оуэн. "1935 Duesenberg SJ Mormon Meteor (Supercars.net)". Получено 2011-12-22.
  18. ^ Дэниел Воган. «Особый мормонский метеор, 1935 г., Duesenberg SJ (Conceptcarz.com, март 2011 г.)». Получено 2011-12-22.
  19. ^ Wikimedia Commons. «Реклама Cosworth Vega 1975 года (журнал Motor Trend, 1975)». Получено 2011-12-23.
  20. ^ Майк Аллен (февраль 1988 г.). Quad 4: The Inside Story (Popular Mechanics, февраль 1988 г., стр.62-65). Получено 2011-12-23.
  21. ^ Д. Шерман (январь 1990 г.). Пять клапанов для Audi (Popular Science, январь 1990 г., стр. 35, 37). Получено 2011-12-30.
  22. ^ Brunn Racing. «AUDI 200 N6000 - ПРОТОТИП МИРОВОГО РЕКОРДА (Brunnracing.com, декабрь 2011 г.)». Получено 2011-12-30.
  23. ^ «Младенец, который спринт: крошечный двигатель Митсубиси запускается с помощью пяти клапанов» Авто Мир Уорда (Апрель 1989 г.).
  24. ^ Майкл Ноулинг. «Mighty Minica ZZ-4 (Autospeed Issue 353, 19 октября 2005 г.)». Получено 2011-12-26.
  25. ^ Эрманно Козза и Джордж Липпертс. "Maserati Sei Valvole (страницы Энрико Maserati, 2002–2004)". Получено 2011-12-26.
  26. ^ Беннет, Джей (2016-08-29). "Milwaukee Eight Multi-Valve". Популярная механика. СЛУШАТЬ ЦИФРОВЫЕ СМИ. Получено 16 августа 2017.
  27. ^ Повар, Марк. "Толкатели HD". Мотоциклист онлайн. Bonnier Corporation. Получено 16 августа 2017.
  28. ^ Ив Дж. Хаят и Бернар Сальват. «Peugeot Racers - Часть 1 (Лучший мотоцикл, 26 января 2010 г.)». Получено 2011-12-27.
  29. ^ Yesterdays.nl. "Indian 8 Valve Boardtrack Racer 1915 года (видео YouTube.com, 18 марта 2010 г.)". Получено 2011-12-27.
  30. ^ «YAMAHA TX500 / 750: ВОПРОС БАЛАНСА». Tobyfolwick.com. Получено 2015-12-23.
  31. ^ Немецкое оформление трехклапанной конструкции Jumo 211
  32. ^ "Flight Magazine, 9 сентября 1937 г.". flightglobal.com. Архив Flightglobal. 9 сентября 1937 г. с. 265. Получено 15 марта, 2017. На недавней международной встрече в Цюрихе несколько успешных немецких машин были оснащены новым бензиновым двигателем Junkers 210 ...Предусмотрено три клапана на цилиндр, два впускных и один выпускной, управляется толкателями и коромыслами от одного распредвала.
  33. ^ Кули, Дуг (4 апреля 2012 г.). "Двигатель Junkers Jumo 213". enginehistory.org. Историческое общество авиационных двигателей. Архивировано из оригинал 21 декабря 2016 г.. Получено 15 марта, 2017. У Jumo 213 была трехклапанная головка, но для версии «J» разрабатывалась четырехклапанная головка. Однако документально подтверждено, что Jumo 213A обладает превосходными высотными характеристиками в этот конкретный момент времени, хотя DB 603 был позже разработан с такими же или лучшими характеристиками.
  34. ^ Жеральд Гета (10 января 1998 г.). Классические скоростные катера 1916–1939 (Motorbooks International, 1997, стр. 16, ISBN 0-7603-0464-5). ISBN  9780760304648. Получено 2011-12-23.

внешняя ссылка