СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА РАЗЛИЧНЫХ
СИСТЕМ КЛАПАНОВ В АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Инженеръ Б. Лобачъ-Жученко

(Продолжение. Начало в "Двигатель" № 4 за 2005 г.)

Отдельные цилиндрические краны для впуска и выпуска. Подобная конструкция изображена на фиг. 21; применение ее к выпуску, по крайней мере без охлаждения, как в данном случае, вряд ли дает хорошие результаты. С другой стороны диаметр каждого из кранов может быть сделан меньше, чем при двойном кране - одном внутри другого, благодаря чему получается меньшая окружная скорость.

Фиг. 22 изображает распределение, с двумя кранами, аналогичное крановому распределению паровых машин; у него площадь впускного окна всего 1,83 кв. дюйма, но результаты получаются хуже, чем у других двигателей, у которых окна больше и шире.

Если краны, кроме выполнения периодов газораспределения, служат в то же время как бы каналами, подводящими карбюрированную смесь и отводящими продукты горения, как на фиг. 21, в таком случае площадь окон можно делать еще больше, например, у 2-х дюймового крана 7,3 квадратных дюйма; такой кран с площадью окна в 37% площади поршня дает очень спокойный поток газа при выходе из цилиндра; но внутри крана течение газа будет стеснено, ибо при внутреннем диаметре крана, равном одному и три четверти дюйма площадь поперечного сечения для прохода газа внутри крана будет составлять всего 2,4 кв. дюйма. Итак мы видим, что большая площадь окон крана в данном случае является излишней, хотя с другой стороны она позволяет уменьшить продолжительность периода впуска.

Кроме стеснения газа при проходе его сквозь пробку крана, последняя у выпускных кранов подвергается настолько сильному нагреванию от продуктов горения, что часто делают вверху цилиндра добавочные окна для выпуска. Такое устройство может быть применено и на конструкции, указанной на фиг. 23, которую можно считать наилучшей из систем с отдельными кранами для впуска и выпуска. Как видно из рисунка, пробка выпускного крана представляет собой собственно вращающийся простой золотник или полулунную задвижку, периодически сообщающую цилиндр с выпускным пролетом.

Из сделанного подробного рассмотрения различных распределительных органов двигателей можно сделать общий вывод относительно вращающихся клапанов и кранов: вращающиеся клапана и краны обладают значительными преимуществами перед обычными цилиндрическими клапанами в отношении величины и характера открытия окон. Конические клапана могут употребляться вместо цилиндрических, но применение их мало меняет дело, а уход за их гнездами требуется больший, чем у цилиндрических клапанов.

В общем, на выбор системы клапанов и их привода влияет много причин, и не всегда можно довольствоваться одним стремлением к простоте устройства; так например, при устройстве клапанов или кранов в крышке цилиндра, надлежит также позаботиться и о наивыгоднейшей форме камеры сгорания.

У двигателей с несколькими цилиндрами весьма сложные системы вращающихся клапанов могут найти себе оправдание, так как будут иметь один общий привод (например, продольный валик с несколькими бесконечными винтами или цилиндрическими шестернями) для вращения. Можно также передавать вращение от привода лишь одному клапану, а от него уже будут получать вращение все остальные.

Иногда в стремлении к простоте оставляют один клапан, конструкции, работающий же сразу на два цилиндра, помещая его между ними. Но подобное крайнее упрощение нельзя одобрить.

Перемена направления вращения двигателей с вращающимися клапанами (кранами), легко может быть достигнута переменой вращения клапанов или же заменой периода впуска выпуском и наоборот, что может быть достигнуто вспомогательным золотником, клапаном или краном, помещенным между впускным клапаном и впускным окном цилиндра.

Внутренний кран, помещенный внутри впускного (на фиг. 22), именно и служит для этой цели, во время работы двигателя он не вращается, но поворачиванием его вручную можно регулировать и менять периоды газораспределения.

Все описанные до сих пор устройства вращающихся клапанов, золотников и кранов могут также вместо вращательного движения иметь прямолинейно-возвратное движение, получая его от соответствующего передаточного механизма, движущегося качательно. При этом, если употребляются простые клапана, то регулировка моментов распределения может быть получена только при неравномерном движении клапана после получения движения от валика с кулачными шайбами, это необходимо, потому что время от конца впуска до начала выпуска гораздо больше, чем от конца выпуска до начала впуска.
Двойные клапана и двойные золотники могут получать более равномерное движение от эксцентриков, кривошипов и т. д.

Итак, мы имеем три системы привода распределительных органов двигателя, а именно: 1) прямолинейно-возвратное движение от распределительного вала и кулачных шайб или эксцентриков; 2) прямолинейно-возвратное движение от передаточного механизма, движущегося качательно и получающего движение непосредственно от коленчатого вала; 3) вращательное движение от зубчатого привода.

Сравнивая вторую систему с первой, видим, что она обладает преимуществом более простого устройства, но оседание (при вертикальном двигателе) органов распределения, вследствие изнашивания сочленений привода здесь не устранено.
При вращательном же движении, изнашивание частей зубчатого привода не может иметь никакого влияния на относительное положение органов распределения.

(Продолжение в следующем номере)

[Подготовка к печати - Андрей Червяков, к.т.н.]