СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ КЛАПАНОВ В АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ
В настоящей cтатьe, служащей продолжением аналогичного очерка, помещенного в последних номерах нашего журнала за 1910 г., будут разобраны различные системы газораспределения в автомобильных двигателях, причем главным образом будет обращено внимание на сложные золотники [от редакции "Двигателя-2005": упомянутый очерк также разыскан и готовится к печати].
Цилиндрические золотники (вращающиеся рубашки)
На обоих указанных рисунках движение золотника - вращательное, а не прямолинейно-возвратное, как у паровых машин. Видно, что золотник представляет собой в то же время рабочую часть цилиндра (рубашку), в которой работает поршень, она получает вращение от винтового зубчатого колеса, насаженного на ней и сцепленного с бесконечным винтом. Окно расположено наверху. Внизу для уменьшения работы трения и веса положены шарики. Для рассматриваемого двигателя объем камеры сжатия составляет 25 %. Часть хода поршня, ему соответствующая, равна 2" и высота окон равна 13/4". Наибольшая площадь впускного клапана на внешней стороне цилиндрического золотника будет составлять 4,3 кв. дюйма. Треугольная форма окон цилиндрических золотников
Энергия, требуемая для вращения клапанов и золотников
Избыток энергии, требующийся при этом, даже может быть приблизительно определен следующим образом: для двигателя в 10 тормозных сил с 1000 обор. в минуту работа сил трения будут составлять 0,525 силы. Двойные клапана, установленные один в другом, поглощают вдвое более энергии или около одной силы. В предыдущих вычислениях коэффициент трения принимался всего равным 0,1, считая что смазка будет происходить вполне удовлетворительно; но и при этом вращающиеся клапана, помещенные непосредственно во взрывной камере, поглощают при своем вращении много работы и потому крайне желательно уменьшить это вредное сопротивление. В некоторых старых двигателях с этой целью применено устройство, состоящее из двойного уравновешенного клапана из двух дисков, причем в верхнем расположено впускное окно, а в нижнем - выпускное. Эта конструкция на практике не может считаться удовлетворительной; так, в виду расширения материала от теплоты, расстояние между клапанными гнездами в цилиндре будет всегда отличаться от расстояния между фасками самих клапанов и таким образом никогда не будет достигнуто плотное прилегание клапанов к своим гнездам. Клапанные гнезда, положение которых можно регулировать, также не помогают делу, ибо тут главную роль играет температура, которая в двигателе меняется: и если в один из моментов клапанные гнезда были установлены так, что прилегание было плотно, то в другой момент, при иной температуре, оно снова нарушится. Газораспределение кранами
Для двигателя с цилиндром диаметром 5", диаметр крана будет около 3" и высота окна клапана - 4". Наибольшая площадь впуска будет равна 2,75 кв. дюйм, или на 25 % больше, чем с клапанами. Пробки таких распределительных кранов обыкновенно делаются цилиндрическими, а не коническими, во избежание заедания; имеют с боков по подшипнику и входят на свое место с некоторой слабиной, обеспечивающей проникание смазки; для газонепроницаемости они обыкновенно на концах снабжаются набивочными кольцами. Карбюрированная смесь, проходя сквозь
горячую пробку крана, нагревается и расширяется, что помогает испарению
частиц, оставшихся еще жидкими, но количество (весовое) всасываемой
смеси уменьшается, следовательно, уменьшается и мощность. Простой вращающийся золотник
Дуга, соответствующая впускному окну = 52,5°, а площадь впускного окна = 3,5 кв. дюйма. За неудобство этой конструкции можно считать то, что выгнутая полость золотника остается в сообщении с цилиндром в периоды сжатия и рабочего хода и таким образом создает увеличение объема цилиндра, нежелательное в эти периоды. Это неудобство отчасти избегнуто в другой конструкции. Здесь у плоского вращающегося золотника сделано два отдельных наклонных пролета до впуска и выпуска, не остающихся в одной плоскости и не сообщающихся с цилиндром в одно и то же время. Была предложена также конструкция двойного распределительного крана, из которого одна пробка вращается внутри другой в противоположную сторону и со скоростью в четыре раза меньшей, чем у коленчатого вала. Он имеет два совершенно отдельных канала для впуска и выпуска с площадью окна 3,1 квадр. дюйма каждый. При надлежащем охлаждении и смазке эта конструкция дает вполне удовлетворительные результаты. Рассмотренные конструкции, а также двойные клапана, состоящие из двух вращающихся дисков, имеют также тот недостаток, что при них регулировка двигателя изменением момента вспышки возможна только в крайне узких пределах. (Продолжение в следующем номере). [Подготовка к печати - Андрей Червяков,
к.т.н.]
| ||