Газорозподі́льний механі́зм (ГРМ) або механі́зм газорозпо́ділу — механізм керування фазами газорозподілу двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), що забезпечує своєчасне подавання в циліндри двигуна повітря або паливо-повітряної суміші (залежно від типу двигуна) і випускання з циліндрів відпрацьованих газів.
Класифікація
За принципом здійснення своїх функцій ГРМ може бути реалізований наступними типами механізмів:
- клапанним, коли впуск і випуск визначається моментом і тривалістю відкриття клапанів;
- гільзовим (система Найта), коли гільза циліндра у результаті свого ковзного поздовжнього або повертального руху відкриває-закриває впускні-випускні канали;
- поршневим (щілинним), у якому сам поршень відкриває і закриває вікна (щілини) до каналів впуску та випуску;
- комбінованим (поршнево-клапанним), коли суміш подається вікнами у циліндрі, а випуск робиться через клапани.
Клапанні механізми газорозподілу
Загальні принципи будови
Клапанний механізм газорозподілу складається з розподільного (кулачкового) вала (одного або декількох) з механізмом урухомлення, тарілчастих клапанів для закривання-відкривання впускних і випускних отворів у камерах згоряння та передавальних ланок (штовхачів, штанг, коромисел, елементів регулювання, клапанних пружин, засобів провертання клапанів тощо).
Система урухомлення розподільного вала забезпечує його синхронне обертання з кутовою швидкістю удвічі меншою за швидкість обертання колінчастого вала. Для приведення у рух розподільного вала можуть використовуватись наступні механічні передачі: зубчаста, ланцюгова або зубчасто-пасова.
Класифікація клапанних ГРМ
Класифікаційними ознаками для конструкцій клапанних газорозподільних механізмів є розташування та кількість клапанів і розподільних валів.
За розташуванням розподільного вала виділяють конструкції двигунів внутрішнього згоряння (зазвичай чотиритактних):
- з розташуванням розподільного вала у блоці циліндрів (англ. Cam-in-Block);
- з розташуванням розподільного вала у головці блоку циліндрів (англ. Cam-in-Head);
- без розподільного вала.
За розташуванням клапанів двигуни бувають: верхньоклапанні, нижньоклапанні та конструкції зі змішаним розташуванням клапанів.
З врахуванням цих ознак клапанні механізми чотиритактних двигунів внутрішнього згоряння поділяються на низку підтипів.
Двигуни з розподільним валом у блоці циліндрів
Нижньоклапанні (тип SV)
Нижньоклапанний двигун (англ. L-Head; Flathead, Side-Valve, SV) — двигун, у якого розподільний вал і клапани тарілками вгору розташовані у блоці циліндрів збоку від циліндрів. Приведення у рух клапанів відбувається безпосередньо від розподільного вала, розташованого одразу під клапанами.
Переваги схеми — малий шум при роботі, простота виготовлення та обслуговування, відсутність небезпеки контакту клапанів і поршня при порушенні фаз газорозподілу. Усі деталі ГРМ розташовані всередині блоку циліндрів, що дозволяє отримати компактне компонування двигуна. Головка блоку нижньоклапанного мотора має вигляд простої металевої плити з камерою згоряння та каналами для охолоджувальної рідини, вона легко демонтується.
Головний недолік схеми — через складний шлях паливно-повітряної суміші суттєво погіршується наповнення циліндрів, як наслідок — досягається менша потужність у порівнянні з іншими конфігураціями, двигун розвиває невеликі оберти і має низький ККД. Довгі випускні канали сприяють перегріванню двигуна, а особливості конструкцій його камер згоряння не дозволяють збільшити (понад 1:8) ступінь стиску, що до появи систем турбонаддування було найефективнішим методом підвищення потужності. З цієї ж причини ця конструкція не може застосовуватись для дизельних двигунів.
Аж до 1950-х років завдяки своїй простоті і дешевизні двигуни з таким ГРМ були найпопулярнішими на легкових (за винятком спортивних) і вантажних автомобілях. Перші масові моделі з двигуном верхньоклапанного компонування з'явилися в Європі ще у 1930-х, а до 1950-х років, після появи в широкому доступі палива з вищим октановим числом, стало очевидно, що нижньоклапанна схема стримує розвиток автомобілебудування, заважаючи створенню досконаліших, динамічних і швидкісних автомобілів. У результаті в першій половині п'ятдесятих років на легкових автомобілях почалося масове впровадження верхньоклапаннх двигунів, позбавлених властивих ніжньоклапанним схемам недоліків.
Різновидом нижньоклапанної схеми були двигуни з Т-подібною головкою (англ. T-head), що набули певного поширення у роки Другої світової війни. У них впускні клапани знаходились з одного боку блоку циліндрів, а випускні — з іншого. Розподільних валів було два. Мета конструкції — усунути перегрівання впускних клапанів. Це знижувало температуру паливно-повітряної суміші, що підвищувало її октанове число і зменшувало схильність до детонації. Ця ж ідея була покладена при використанні системи впорскування води у циліндри, яка охолоджувала суміш і знайшла використання у ті ж роки.
Двигуни зі змішаним розташуванням клапанів
У двигуна зі змішаним розташуванням клапанів зазвичай впускні клапани розташовані у головці блока, як у верхньоклапанного мотора, і приводяться у дію за допомогою штанг-штовхачів, а випускні — в блоці, як у нижньоклапанного двигуна. Розподільний вал розташовується в блоці циліндрів як у звичайного нижньоклапанного двигуна.
Така схема має ту перевагу, що вона забезпечує потужність відчутно вищу ніж у класичного нижньоклапанного і розглядалась у відповідний період як варіант модернізації останніх. Виграш у потужності був значним — до 20…40 к. с. для двигунів з вихідною потужністю 35…90 к. с.
Такі двигуни широко використовувались фірмами «Rolls-Royce» та «Rover» завдяки їх високій надійності, як у порівнянні з нижньоклапанними так і у порівнянні з ранніми конструкціями верхньоклапанних двигунів (через меншу кількість штанг-штовхачів).
З появою надійних конструкцій верхньоклапанних двигунів, ця схема вийшла з ужитку (останній двигун випускався фірмою «Willys» у 1970-х роках.
Верхньоклапанні ГРМ з приводом клапанів штовхачами (тип OHV)
Дана конструкція ГРМ була винайдена Девідом Данбаром Б'юїком (англ. David Dunbar Buick) на початку XX ст. У ній клапани розташовані у головці блока циліндрів, а розподільний вал — у блоці циліндрів (OHV — англ. OverHead Valve; або англ. I-Head, чи англ. Pushrod). Привод клапанів здійснювався штангами-штовхачами через коромисла.
Перевага такої схеми — відносно проста конструкція і конструктивна надійність. Для урухомлення механізму, як правило, використовувався простий і надійний привід розподільного вала шестернями, що виключає саму можливість таких несправностей, як розрив ременя ГРМ чи «перескакування» ланцюга в механізмі з ланцюговим приводом.
Двигуни з ГРМ типу OHV відчутно компактніші в порівнянні з верхньовальними, через відсутність у головці блоку розподільного вала.
Істотним недоліком ГРМ типу OHV — велика інерційність такого механізму газорозподілу, що дещо обмежує безпечні максимальні оберти колінчастого вала двигуна і, отже, і літрову потужність (ступінь форсування). Спортивні двигуни з ГРМ типу OHV, наприклад — у машин, що беруть участь в гоночній серії NASCAR, можуть працювати і на 11000 об/хв, але для забезпечення цього потрібні спеціальні, досить дорогі конструктивні й технологічні рішення.
Крім того, така схема ускладнює використання більше двох клапанів на циліндр (двигуни з таким ГРМ при 4-х клапанах на циліндр, мають великі габарити і масу, що робить їх малопридатними для використання в легкових автомобілях, але вони є цілком прийнятними для вантажівок і важкої техніки — приклади тому двигуни КамАЗ, ЯМЗ, ТМЗ, дизельний двигун тепловоза ЧМЕ3 тощо) і ускладнює проектування впускних і випускних вікон в головці блока циліндрів з точки зору пропускної спроможності та опору потокові.
Двигуни цієї схеми зазвичай є тихохідними але мають гнучку моментну характеристику.
У світовій практиці легкового автомобілебудування такі двигуни були поширені з 1930-х (у США — з 1950-х) і до 1970-х років. Іноді такі двигуни використовувались до 1990-х років на недорогих автомобілях через свою дешевизну і компактність. Наприклад, Ford Ka першого покоління (1996—2002) використовував інжектовану версію чотирициліндрового двигуна Кент розробки кінця п'ятдесятих років з ГРМ типу OHV, який мав досить компактні за сучасними стандартами розміри, що дозволило вмістити двигун в невеликому моторному відсіку авто.
Схема OHV є популярною і на тихохідних чотиритактних двигунах для газонокосарок, бензинових електростанцій, мотоблоків. Сучасні тракторні двигуни також використовують дану схему.
Двигуни з розподільним валом в головці блока циліндрів (тип OHC)
Розподільні вали двигунів, виконані за схемами SOHC або DOHC, приводяться в рух зубчастим пасом або ланцюговою передачею. Найпоширенішим на легкових автомобілях є зубчастий пас. Перевага приводу зубчастим ременем — дешевизна та безшумність. Недоліки: у більшості двигунів обрив ременя викличе удар тарілок клапанів у днища поршнів. Щоб уникнути цього рекомендується строго дотримуватися встановленої періодичність заміни зубчастого ременя. Ресурс паса зазвичай становить від 50 до 150 тис. км. Пробігу авто.
Ланцюговий привод ГРМ є поширеним у верхньому ціновому сегменті легкових автомобілів, використовується в двигунах вантажних автомобілів. Ланцюг, зазвичай здвоєний, знаходиться в об'ємі двигуна, що омивається моторною оливою. Переваги: відсутність небезпеки раптового обриву, зношений ланцюг починає стукати, особливо на холодному двигуні, попереджаючи про необхідність заміни; більший ресурс — у 2-3 рази більший, ніж у зубчастого ременя; довговічність. Недоліки: велика вартість, шумність. Сильно зношений ланцюг може розтягуватися і перескакувати через декілька зубців зірочки — до катастрофічних для мотора наслідків це не приводить, але викликає зсув фаз газорозподілу і, відповідно, істотне порушення його роботи, яке не завжди відразу вірно діагностується при ремонті через схожість симптомів з іншими несправностями.
Тип SOHC
Двигун з одним розподільним валом і клапанами в головці блока циліндрів (SOHC скор. від англ. Single OverHead Camshaft; також, англ. Overhead Camshaft) у залежності від конфігурації механізму урухомлення клапанів поділяються на двигуни з:
- приводом клапанів коромислами (Москвич-412, старі моделі BMW, Honda) — клапани розташовані з боків від розподільного вала (V-подібно), приводяться в рух насадженими на спільну вісь коромислами, одні кінці яких штовхаються кулачками вала, а інші приводять в рух стержні клапанів;
- приводом клапанів важелями (моделі від ВАЗ-2101 до ВАЗ-2107) — розподільний вал встановлюється над розташованими в ряд клапанами, урухомлює їх через важелі, що спираються на сферичні шарніри, штовхаючи їх кулачками у середній частині важелів. Недолік: підвищена шумність, високі навантаження у зоні контакту кулачка з важелем;
- приводом клапанів штовхачами (ВАЗ-2108) — простий механізм з мінімальною інерцією деталей, у якому розподільний вал розташований безпосередньо над клапанами, які спрямовані тарілками донизу, і переміщає їх через циліндричні штовхачі. Недолік: менша еластичність характеристик двигуна, складне регулювання клапанного проміжку.
Схема SOHC найбільше була поширена із середини 1960-х до 1980-х років. Окремі види двигунів («Renault Logan») випускались і пізніше.
Тип DOHC
DOHC (від англ. Double OverHead Camshaft) — двигун з двома розподільними валами в головці блоку циліндрів.
При цьому існує два принципові різновиди цього механізму, що відрізняються кількістю клапанів.
DOHC з двома клапанами на циліндр. Ця схема є ускладненим різновидом звичайної схеми SOHC. В головці блока циліндрів розташовані два розподільних вали, один з яких урухомлює впускні клапани, другий — випускні. Ця схема мала застосування у 1960-х — 1970-х роках на високопотенційних двигунах таких автомобілів, як «Fiat 125», «Jaguar», «Alfa Romeo» тощо. Схема дозволяє значно збільшити частоту обертання колінчастого вала за рахунок зменшення його інерції і як наслідок, збільшити потужність двигуна.
DOHC з чотирма і більше клапанами на циліндр. У схемі передбачається два розподільних вали, кожен з яких приводить свій ряд клапанів. Зазвичай, один розподільний вал штовхає два впускних клапани, другий — два випускних одного циліндра. Фактично, це дворядний варіант схеми SOHC з удвічі більшою кількість розподільних валів і клапанів, однак можуть бути реалізовані схеми із загальною кількістю клапанів на циліндр від 3-х до 6-ти. Привод клапанів, зазвичай здійснюється штовхачами.
Навіть якщо двигун має більше однієї головки блока циліндрів, а значить, більше двох розподільних валів, він все рівно належить до схеми DOHC.
Десмодромний газорозподільний механізм
У десмодромному (англ. desmodromic) газорозподільному механізмі використовуються два розподільних вали (або один з кулачками складної форми): один відкриває клапани, а другий — закриває. Клапанні пружини відсутні.
Двигуни з десмодромним газорозподілом можуть працювати на частотах обертання, що не доступні для клапанних механізмів з пружинами, у яких при певних обертах колінчастого вала швидкості спрацьовування клапанних пружин не вистачатиме для того, щоб відвести клапани з-під удару поршня до досягнення ним верхньої мертвої точки («зависання» клапанів), що призводить до виходу двигуна з ладу.
Десмодромний механізм містить багато прецизійних деталей, є трудомістким і дорогим у виготовленні, вимагає якісного змащення. Цей механізм застосовувався на низці спортивних авто, наприклад, «Mercedes-Benz W196», Barchetta» та «Mercedes-Benz 300 SLR», а також — на мотоциклах «Ducati».
Клапанні ГРМ без розподільного вала
У таких технічних рішеннях використовують електричний (соленоїди) або гідравлічний приводи клапанів. Перебувають на стадії дослідно-конструкторських розробок.
Клапанні ГРМ зі змінними фазами газорозподілу
Більшість виробників автомобілів світового рівня пропонують на своїх двигунах систему зміни фаз газорозподілу, яка забезпечує регулювання параметрів відкриття клапанів відповідно до частоти обертання двигуна та навантаження на нього. Завдяки цьому досягається ефективніше використання потужності двигуна, зменшуються витрати пального та забрудненість вихлопу.
Зокрема, існують варіанти такої системи розробки фірм Honda (VTEC), Toyota (VVT-i), Mitsubishi (MIVEC), Nissan (VVL), BMW (VANOS), Ford (Ti-VCT) тощо.
Гільзова систем газорозподілу
Гільзова система газорозподілу вперше розроблена американським інженером Чарльзом Найтом (англ. Charles Yale Knight), ще часто називається «системою Найта», хоча Найт розробив лише один з типів гільзового газорозподілу — з поздовжньо ковзними гільзами.
Система застосовувалась у першій половині XX ст. на дорогих легкових автомобілях — у першу чергу слід відзначити цілу серію SS (фр. «San-Soupape» — «без клапанів») французької фірми Panhard et Levassor і автомобілі фірми Avions Voisin з двигунами Найта (1919—1938), а також такі моделі, як Willys-Knight (1915—1933), Mercedes-Knight тощо.
Також, гільзовий газорозподіл знаходив застосування в 1930-х роках в авіадвигунах, зокрема, британських таких, як , Bristol Pegasus, Bristol Hercules. Аналогічні конструкції механізмів широко застосовувалися і на парових машинах.
Принцип дії ґрунтується на відкритті/закритті вікон у стінках циліндра ковзними гільзами (англ. sleeve valves). На британських авіадвигунах застосовувалася не система Найта, а система Маккаллума, в якій гільзи ковзали не вздовж циліндра, а оберталися відносно нього, що було простішим у реалізації. Також існувало невелике число двигунів, що мали вікна не збоку циліндра, а в самій головці блока.
Головна перевага такої конструкції — повна безшумність. Крім того, зростала довговічність і покращувалось наповнення циліндрів паливно-повітряною сумішшю за рахунок великого розміру та меншого опору вікон в гільзах в порівнянні з каналами клапанів, особливо у порівнянні з нижньоклапанними двигунами.
Основні недоліки — складність конструкції та висока витрата моторної оливи.
Переваги цієї системи були особливо помітні в порівнянні з нижньоклапанними автомобільними двигунами першої половини XX століття, але після появи гідрокомпенсаторів клапанного зазору і верхнього розташування клапанів, вони практично зникли.
Поршнева система газорозподілу
У двотактному двигуні роль ГРМ виконує сам поршень, а також, вихлопна система, а точніше — резонатор. Система досить проста: у стінках циліндра є впускні і випускні отвори, звані вікнами. Причому пальна суміш спочатку попадає в простір під поршнем, а потім через продувний канал спрямовується в камеру згоряння. Це пов'язано з тим, що простір під поршнем (називається кривошипною камерою) виконує роль своєрідного насоса. Так як ця камера герметично закрита згори поршнем, то при його русі тиск в ній змінюється (при русі поршня вгору об'єм камери збільшується, а тиск, відповідно, стає нижчим за атмосферний, при русі поршня вниз — навпаки). Саме завдяки цьому ефекту, суміш всмоктується в кривошипну камеру з впускного тракту, і далі переходить в камеру згоряння. Потім відбувається запалювання суміші і вихід відпрацьованих газів у випускну систему. Розміри і форма резонатора вихлопної системи розраховані таким чином, щоб хвилі високого тиску, які створюються при русі вихлопу «на вихід», відбивалися від стінок резонатора і перешкоджали виходу «свіжої» суміші з робочого простору циліндра.
Примітки
- Йдеться про конструкції клапанів тарілчастого типу (англ. poppet valves). Інші типи клапанів (золотникові, кранові тощо), що знаходили застосування у ранні періоди створення ДВЗ не розглядаються
- Полет стрелы [ 26 липня 2010 у Wayback Machine.] // Авторевю 2002, № 2.
- Ducati [ 8 липня 2014 у Wayback Machine.] на сайті «Italy News»
Див. також
Джерела
- Абрамчук Ф. І., Гутаревич Ю. Ф., Долганов К. Є., Тимченко І. І. Автомобільні двигуни: Підручник. — К.: Арістей, 2006. — 476 с. —
- Кисликов В. Ф., Лущик В. В. Будова й експлуатація автомобілів: Підручник. — 6-те вид. — К.: Либідь, 2006. — 400 с. — .
- Сирота В. І. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник для вузів. К.: Арістей, 2005. — 280 с. —
- Боровських Ю. І., Буральов Ю. В., Морозов К. А. Будова автомобілів: навчальний посібник / Ю. І. Боровських, Ю. В. Буральов, К. А. Морозов. — К.: Вища школа, 1991. — 304 с. —
- Garret W. Balich, Conrad R.Aschenbach The gasoline 4-stroke engune for automoboles [ 8 травня 2014 у Wayback Machine.] University of Notre Dame, 2004. — 156 p.
Посилання
- на сайті «Я знаю автомобиль» (рос.)
- Газорозродільний механізм (ГРМ) [ 25 червня 2014 у Wayback Machine.] (рос.)
- Анімація роботи ГРМ (OHV, OHC and DOHC) [ 26 червня 2019 у Wayback Machine.] (англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Gazorozpodi lnij mehani zm GRM abo mehani zm gazorozpo dilu mehanizm keruvannya fazami gazorozpodilu dviguna vnutrishnogo zgoryannya DVZ sho zabezpechuye svoyechasne podavannya v cilindri dviguna povitrya abo palivo povitryanoyi sumishi zalezhno vid tipu dviguna i vipuskannya z cilindriv vidpracovanih gaziv Dvigun z dvoma rozpodilnimi valami u golovci bloku cilindriv z virizami dlya demonstruvannya budoviKlasifikaciyaZa principom zdijsnennya svoyih funkcij GRM mozhe buti realizovanij nastupnimi tipami mehanizmiv klapannim koli vpusk i vipusk viznachayetsya momentom i trivalistyu vidkrittya klapaniv gilzovim sistema Najta koli gilza cilindra u rezultati svogo kovznogo pozdovzhnogo abo povertalnogo ruhu vidkrivaye zakrivaye vpuskni vipuskni kanali porshnevim shilinnim u yakomu sam porshen vidkrivaye i zakrivaye vikna shilini do kanaliv vpusku ta vipusku kombinovanim porshnevo klapannim koli sumish podayetsya viknami u cilindri a vipusk robitsya cherez klapani Klapanni mehanizmi gazorozpodiluZagalni principi budovi Klapannij mehanizm gazorozpodilu skladayetsya z rozpodilnogo kulachkovogo vala odnogo abo dekilkoh z mehanizmom uruhomlennya tarilchastih klapaniv dlya zakrivannya vidkrivannya vpusknih i vipusknih otvoriv u kamerah zgoryannya ta peredavalnih lanok shtovhachiv shtang koromisel elementiv regulyuvannya klapannih pruzhin zasobiv provertannya klapaniv tosho Sistema uruhomlennya rozpodilnogo vala zabezpechuye jogo sinhronne obertannya z kutovoyu shvidkistyu udvichi menshoyu za shvidkist obertannya kolinchastogo vala Dlya privedennya u ruh rozpodilnogo vala mozhut vikoristovuvatis nastupni mehanichni peredachi zubchasta lancyugova abo zubchasto pasova Klasifikaciya klapannih GRM Shematichnij rozriz nizhnoklapannogo dviguna Dvigun z T podibnoyu golovkoyu tip angl T head Dvigun zi zmishanim roztashuvannyam klapaniv Inlet vpusknij klapan Exhaust vipusknij klapan Klasifikacijnimi oznakami dlya konstrukcij klapannih gazorozpodilnih mehanizmiv ye roztashuvannya ta kilkist klapaniv i rozpodilnih valiv Za roztashuvannyam rozpodilnogo vala vidilyayut konstrukciyi dviguniv vnutrishnogo zgoryannya zazvichaj chotiritaktnih z roztashuvannyam rozpodilnogo vala u bloci cilindriv angl Cam in Block z roztashuvannyam rozpodilnogo vala u golovci bloku cilindriv angl Cam in Head bez rozpodilnogo vala Za roztashuvannyam klapaniv dviguni buvayut verhnoklapanni nizhnoklapanni ta konstrukciyi zi zmishanim roztashuvannyam klapaniv Z vrahuvannyam cih oznak klapanni mehanizmi chotiritaktnih dviguniv vnutrishnogo zgoryannya podilyayutsya na nizku pidtipiv Dviguni z rozpodilnim valom u bloci cilindriv Nizhnoklapanni tip SV Nizhnoklapannij dvigun angl L Head Flathead Side Valve SV dvigun u yakogo rozpodilnij val i klapani tarilkami vgoru roztashovani u bloci cilindriv zboku vid cilindriv Privedennya u ruh klapaniv vidbuvayetsya bezposeredno vid rozpodilnogo vala roztashovanogo odrazu pid klapanami Perevagi shemi malij shum pri roboti prostota vigotovlennya ta obslugovuvannya vidsutnist nebezpeki kontaktu klapaniv i porshnya pri porushenni faz gazorozpodilu Usi detali GRM roztashovani vseredini bloku cilindriv sho dozvolyaye otrimati kompaktne komponuvannya dviguna Golovka bloku nizhnoklapannogo motora maye viglyad prostoyi metalevoyi pliti z kameroyu zgoryannya ta kanalami dlya oholodzhuvalnoyi ridini vona legko demontuyetsya Golovnij nedolik shemi cherez skladnij shlyah palivno povitryanoyi sumishi suttyevo pogirshuyetsya napovnennya cilindriv yak naslidok dosyagayetsya mensha potuzhnist u porivnyanni z inshimi konfiguraciyami dvigun rozvivaye neveliki oberti i maye nizkij KKD Dovgi vipuskni kanali spriyayut peregrivannyu dviguna a osoblivosti konstrukcij jogo kamer zgoryannya ne dozvolyayut zbilshiti ponad 1 8 stupin stisku sho do poyavi sistem turbonadduvannya bulo najefektivnishim metodom pidvishennya potuzhnosti Z ciyeyi zh prichini cya konstrukciya ne mozhe zastosovuvatis dlya dizelnih dviguniv Azh do 1950 h rokiv zavdyaki svoyij prostoti i deshevizni dviguni z takim GRM buli najpopulyarnishimi na legkovih za vinyatkom sportivnih i vantazhnih avtomobilyah Pershi masovi modeli z dvigunom verhnoklapannogo komponuvannya z yavilisya v Yevropi she u 1930 h a do 1950 h rokiv pislya poyavi v shirokomu dostupi paliva z vishim oktanovim chislom stalo ochevidno sho nizhnoklapanna shema strimuye rozvitok avtomobilebuduvannya zavazhayuchi stvorennyu doskonalishih dinamichnih i shvidkisnih avtomobiliv U rezultati v pershij polovini p yatdesyatih rokiv na legkovih avtomobilyah pochalosya masove vprovadzhennya verhnoklapannh dviguniv pozbavlenih vlastivih nizhnoklapannim shemam nedolikiv Riznovidom nizhnoklapannoyi shemi buli dviguni z T podibnoyu golovkoyu angl T head sho nabuli pevnogo poshirennya u roki Drugoyi svitovoyi vijni U nih vpuskni klapani znahodilis z odnogo boku bloku cilindriv a vipuskni z inshogo Rozpodilnih valiv bulo dva Meta konstrukciyi usunuti peregrivannya vpusknih klapaniv Ce znizhuvalo temperaturu palivno povitryanoyi sumishi sho pidvishuvalo yiyi oktanove chislo i zmenshuvalo shilnist do detonaciyi Cya zh ideya bula pokladena pri vikoristanni sistemi vporskuvannya vodi u cilindri yaka oholodzhuvala sumish i znajshla vikoristannya u ti zh roki Dviguni zi zmishanim roztashuvannyam klapaniv U dviguna zi zmishanim roztashuvannyam klapaniv zazvichaj vpuskni klapani roztashovani u golovci bloka yak u verhnoklapannogo motora i privodyatsya u diyu za dopomogoyu shtang shtovhachiv a vipuskni v bloci yak u nizhnoklapannogo dviguna Rozpodilnij val roztashovuyetsya v bloci cilindriv yak u zvichajnogo nizhnoklapannogo dviguna Taka shema maye tu perevagu sho vona zabezpechuye potuzhnist vidchutno vishu nizh u klasichnogo nizhnoklapannogo i rozglyadalas u vidpovidnij period yak variant modernizaciyi ostannih Vigrash u potuzhnosti buv znachnim do 20 40 k s dlya dviguniv z vihidnoyu potuzhnistyu 35 90 k s Taki dviguni shiroko vikoristovuvalis firmami Rolls Royce ta Rover zavdyaki yih visokij nadijnosti yak u porivnyanni z nizhnoklapannimi tak i u porivnyanni z rannimi konstrukciyami verhnoklapannih dviguniv cherez menshu kilkist shtang shtovhachiv Z poyavoyu nadijnih konstrukcij verhnoklapannih dviguniv cya shema vijshla z uzhitku ostannij dvigun vipuskavsya firmoyu Willys u 1970 h rokah Verhnoklapanni GRM z privodom klapaniv shtovhachami tip OHV Dvigun z GRM tipu OHV firmi Chrysler Dana konstrukciya GRM bula vinajdena Devidom Danbarom B yuyikom angl David Dunbar Buick na pochatku XX st U nij klapani roztashovani u golovci bloka cilindriv a rozpodilnij val u bloci cilindriv OHV angl OverHead Valve abo angl I Head chi angl Pushrod Privod klapaniv zdijsnyuvavsya shtangami shtovhachami cherez koromisla Perevaga takoyi shemi vidnosno prosta konstrukciya i konstruktivna nadijnist Dlya uruhomlennya mehanizmu yak pravilo vikoristovuvavsya prostij i nadijnij privid rozpodilnogo vala shesternyami sho viklyuchaye samu mozhlivist takih nespravnostej yak rozriv remenya GRM chi pereskakuvannya lancyuga v mehanizmi z lancyugovim privodom Dviguni z GRM tipu OHV vidchutno kompaktnishi v porivnyanni z verhnovalnimi cherez vidsutnist u golovci bloku rozpodilnogo vala Mehanizm privodu klapaniv za shemoyu OHV ye najdovshim u porivnyanni z inshimi variantami Istotnim nedolikom GRM tipu OHV velika inercijnist takogo mehanizmu gazorozpodilu sho desho obmezhuye bezpechni maksimalni oberti kolinchastogo vala dviguna i otzhe i litrovu potuzhnist stupin forsuvannya Sportivni dviguni z GRM tipu OHV napriklad u mashin sho berut uchast v gonochnij seriyi NASCAR mozhut pracyuvati i na 11000 ob hv ale dlya zabezpechennya cogo potribni specialni dosit dorogi konstruktivni j tehnologichni rishennya Krim togo taka shema uskladnyuye vikoristannya bilshe dvoh klapaniv na cilindr dviguni z takim GRM pri 4 h klapanah na cilindr mayut veliki gabariti i masu sho robit yih malopridatnimi dlya vikoristannya v legkovih avtomobilyah ale voni ye cilkom prijnyatnimi dlya vantazhivok i vazhkoyi tehniki prikladi tomu dviguni KamAZ YaMZ TMZ dizelnij dvigun teplovoza ChME3 tosho i uskladnyuye proektuvannya vpusknih i vipusknih vikon v golovci bloka cilindriv z tochki zoru propusknoyi spromozhnosti ta oporu potokovi Dviguni ciyeyi shemi zazvichaj ye tihohidnimi ale mayut gnuchku momentnu harakteristiku U svitovij praktici legkovogo avtomobilebuduvannya taki dviguni buli poshireni z 1930 h u SShA z 1950 h i do 1970 h rokiv Inodi taki dviguni vikoristovuvalis do 1990 h rokiv na nedorogih avtomobilyah cherez svoyu desheviznu i kompaktnist Napriklad Ford Ka pershogo pokolinnya 1996 2002 vikoristovuvav inzhektovanu versiyu chotiricilindrovogo dviguna Kent rozrobki kincya p yatdesyatih rokiv z GRM tipu OHV yakij mav dosit kompaktni za suchasnimi standartami rozmiri sho dozvolilo vmistiti dvigun v nevelikomu motornomu vidsiku avto Shema OHV ye populyarnoyu i na tihohidnih chotiritaktnih dvigunah dlya gazonokosarok benzinovih elektrostancij motoblokiv Suchasni traktorni dviguni takozh vikoristovuyut danu shemu Dviguni z rozpodilnim valom v golovci bloka cilindriv tip OHC Golovka bloka cilindriv dviguna D15A1 avtomobilya Honda Integra 1987 roku z privodom klapaniv cherez koromisla GRM s privodom klapaniv shtovhachami Shema tipu DOHC Rozpodilni vali dviguniv vikonani za shemami SOHC abo DOHC privodyatsya v ruh zubchastim pasom abo lancyugovoyu peredacheyu Najposhirenishim na legkovih avtomobilyah ye zubchastij pas Perevaga privodu zubchastim remenem deshevizna ta bezshumnist Nedoliki u bilshosti dviguniv obriv remenya vikliche udar tarilok klapaniv u dnisha porshniv Shob uniknuti cogo rekomenduyetsya strogo dotrimuvatisya vstanovlenoyi periodichnist zamini zubchastogo remenya Resurs pasa zazvichaj stanovit vid 50 do 150 tis km Probigu avto Lancyugovij privod GRM ye poshirenim u verhnomu cinovomu segmenti legkovih avtomobiliv vikoristovuyetsya v dvigunah vantazhnih avtomobiliv Lancyug zazvichaj zdvoyenij znahoditsya v ob yemi dviguna sho omivayetsya motornoyu olivoyu Perevagi vidsutnist nebezpeki raptovogo obrivu znoshenij lancyug pochinaye stukati osoblivo na holodnomu dviguni poperedzhayuchi pro neobhidnist zamini bilshij resurs u 2 3 razi bilshij nizh u zubchastogo remenya dovgovichnist Nedoliki velika vartist shumnist Silno znoshenij lancyug mozhe roztyaguvatisya i pereskakuvati cherez dekilka zubciv zirochki do katastrofichnih dlya motora naslidkiv ce ne privodit ale viklikaye zsuv faz gazorozpodilu i vidpovidno istotne porushennya jogo roboti yake ne zavzhdi vidrazu virno diagnostuyetsya pri remonti cherez shozhist simptomiv z inshimi nespravnostyami Tip SOHC Dokladnishe SOHC Dvigun z odnim rozpodilnim valom i klapanami v golovci bloka cilindriv SOHC skor vid angl Single OverHead Camshaft takozh angl Overhead Camshaft u zalezhnosti vid konfiguraciyi mehanizmu uruhomlennya klapaniv podilyayutsya na dviguni z privodom klapaniv koromislami Moskvich 412 stari modeli BMW Honda klapani roztashovani z bokiv vid rozpodilnogo vala V podibno privodyatsya v ruh nasadzhenimi na spilnu vis koromislami odni kinci yakih shtovhayutsya kulachkami vala a inshi privodyat v ruh sterzhni klapaniv privodom klapaniv vazhelyami modeli vid VAZ 2101 do VAZ 2107 rozpodilnij val vstanovlyuyetsya nad roztashovanimi v ryad klapanami uruhomlyuye yih cherez vazheli sho spirayutsya na sferichni sharniri shtovhayuchi yih kulachkami u serednij chastini vazheliv Nedolik pidvishena shumnist visoki navantazhennya u zoni kontaktu kulachka z vazhelem privodom klapaniv shtovhachami VAZ 2108 prostij mehanizm z minimalnoyu inerciyeyu detalej u yakomu rozpodilnij val roztashovanij bezposeredno nad klapanami yaki spryamovani tarilkami donizu i peremishaye yih cherez cilindrichni shtovhachi Nedolik mensha elastichnist harakteristik dviguna skladne regulyuvannya klapannogo promizhku Shema SOHC najbilshe bula poshirena iz seredini 1960 h do 1980 h rokiv Okremi vidi dviguniv Renault Logan vipuskalis i piznishe Tip DOHC Dokladnishe DOHC DOHC vid angl Double OverHead Camshaft dvigun z dvoma rozpodilnimi valami v golovci bloku cilindriv Pri comu isnuye dva principovi riznovidi cogo mehanizmu sho vidriznyayutsya kilkistyu klapaniv DOHC z dvoma klapanami na cilindr Cya shema ye uskladnenim riznovidom zvichajnoyi shemi SOHC V golovci bloka cilindriv roztashovani dva rozpodilnih vali odin z yakih uruhomlyuye vpuskni klapani drugij vipuskni Cya shema mala zastosuvannya u 1960 h 1970 h rokah na visokopotencijnih dvigunah takih avtomobiliv yak Fiat 125 Jaguar Alfa Romeo tosho Shema dozvolyaye znachno zbilshiti chastotu obertannya kolinchastogo vala za rahunok zmenshennya jogo inerciyi i yak naslidok zbilshiti potuzhnist dviguna GRM tipu DOHC z 4 ma klapanami na cilindr DOHC z chotirma i bilshe klapanami na cilindr U shemi peredbachayetsya dva rozpodilnih vali kozhen z yakih privodit svij ryad klapaniv Zazvichaj odin rozpodilnij val shtovhaye dva vpusknih klapani drugij dva vipusknih odnogo cilindra Faktichno ce dvoryadnij variant shemi SOHC z udvichi bilshoyu kilkist rozpodilnih valiv i klapaniv odnak mozhut buti realizovani shemi iz zagalnoyu kilkistyu klapaniv na cilindr vid 3 h do 6 ti Privod klapaniv zazvichaj zdijsnyuyetsya shtovhachami Navit yaksho dvigun maye bilshe odniyeyi golovki bloka cilindriv a znachit bilshe dvoh rozpodilnih valiv vin vse rivno nalezhit do shemi DOHC Desmodromnij gazorozpodilnij mehanizm Desmodromnij GRM U desmodromnomu angl desmodromic gazorozpodilnomu mehanizmi vikoristovuyutsya dva rozpodilnih vali abo odin z kulachkami skladnoyi formi odin vidkrivaye klapani a drugij zakrivaye Klapanni pruzhini vidsutni Dviguni z desmodromnim gazorozpodilom mozhut pracyuvati na chastotah obertannya sho ne dostupni dlya klapannih mehanizmiv z pruzhinami u yakih pri pevnih obertah kolinchastogo vala shvidkosti spracovuvannya klapannih pruzhin ne vistachatime dlya togo shob vidvesti klapani z pid udaru porshnya do dosyagnennya nim verhnoyi mertvoyi tochki zavisannya klapaniv sho prizvodit do vihodu dviguna z ladu Desmodromnij mehanizm mistit bagato precizijnih detalej ye trudomistkim i dorogim u vigotovlenni vimagaye yakisnogo zmashennya Cej mehanizm zastosovuvavsya na nizci sportivnih avto napriklad Mercedes Benz W196 Barchetta ta Mercedes Benz 300 SLR a takozh na motociklah Ducati Klapanni GRM bez rozpodilnogo vala U takih tehnichnih rishennyah vikoristovuyut elektrichnij solenoyidi abo gidravlichnij privodi klapaniv Perebuvayut na stadiyi doslidno konstruktorskih rozrobok Klapanni GRM zi zminnimi fazami gazorozpodilu Dokladnishe Sistema zmini faz gazorozpodilu Bilshist virobnikiv avtomobiliv svitovogo rivnya proponuyut na svoyih dvigunah sistemu zmini faz gazorozpodilu yaka zabezpechuye regulyuvannya parametriv vidkrittya klapaniv vidpovidno do chastoti obertannya dviguna ta navantazhennya na nogo Zavdyaki comu dosyagayetsya efektivnishe vikoristannya potuzhnosti dviguna zmenshuyutsya vitrati palnogo ta zabrudnenist vihlopu Zokrema isnuyut varianti takoyi sistemi rozrobki firm Honda VTEC Toyota VVT i Mitsubishi MIVEC Nissan VVL BMW VANOS Ford Ti VCT tosho Gilzova sistem gazorozpodiluGilzovij gazorozpodil na Bristol Perseus Budova GRM z kovznimi gilzami Gilzova sistema gazorozpodilu vpershe rozroblena amerikanskim inzhenerom Charlzom Najtom angl Charles Yale Knight she chasto nazivayetsya sistemoyu Najta hocha Najt rozrobiv lishe odin z tipiv gilzovogo gazorozpodilu z pozdovzhno kovznimi gilzami Sistema zastosovuvalas u pershij polovini XX st na dorogih legkovih avtomobilyah u pershu chergu slid vidznachiti cilu seriyu SS fr San Soupape bez klapaniv francuzkoyi firmi Panhard et Levassor i avtomobili firmi Avions Voisin z dvigunami Najta 1919 1938 a takozh taki modeli yak Willys Knight 1915 1933 Mercedes Knight tosho Takozh gilzovij gazorozpodil znahodiv zastosuvannya v 1930 h rokah v aviadvigunah zokrema britanskih takih yak Bristol Pegasus Bristol Hercules Analogichni konstrukciyi mehanizmiv shiroko zastosovuvalisya i na parovih mashinah Princip diyi gruntuyetsya na vidkritti zakritti vikon u stinkah cilindra kovznimi gilzami angl sleeve valves Na britanskih aviadvigunah zastosovuvalasya ne sistema Najta a sistema Makkalluma v yakij gilzi kovzali ne vzdovzh cilindra a obertalisya vidnosno nogo sho bulo prostishim u realizaciyi Takozh isnuvalo nevelike chislo dviguniv sho mali vikna ne zboku cilindra a v samij golovci bloka Golovna perevaga takoyi konstrukciyi povna bezshumnist Krim togo zrostala dovgovichnist i pokrashuvalos napovnennya cilindriv palivno povitryanoyu sumishshyu za rahunok velikogo rozmiru ta menshogo oporu vikon v gilzah v porivnyanni z kanalami klapaniv osoblivo u porivnyanni z nizhnoklapannimi dvigunami Osnovni nedoliki skladnist konstrukciyi ta visoka vitrata motornoyi olivi Perevagi ciyeyi sistemi buli osoblivo pomitni v porivnyanni z nizhnoklapannimi avtomobilnimi dvigunami pershoyi polovini XX stolittya ale pislya poyavi gidrokompensatoriv klapannogo zazoru i verhnogo roztashuvannya klapaniv voni praktichno znikli Porshneva sistema gazorozpodiluPrincip roboti dvotaktnogo dviguna z porshnevoyu sistemoyu gazorozpodilu U dvotaktnomu dviguni rol GRM vikonuye sam porshen a takozh vihlopna sistema a tochnishe rezonator Sistema dosit prosta u stinkah cilindra ye vpuskni i vipuskni otvori zvani viknami Prichomu palna sumish spochatku popadaye v prostir pid porshnem a potim cherez produvnij kanal spryamovuyetsya v kameru zgoryannya Ce pov yazano z tim sho prostir pid porshnem nazivayetsya krivoshipnoyu kameroyu vikonuye rol svoyeridnogo nasosa Tak yak cya kamera germetichno zakrita zgori porshnem to pri jogo rusi tisk v nij zminyuyetsya pri rusi porshnya vgoru ob yem kameri zbilshuyetsya a tisk vidpovidno staye nizhchim za atmosfernij pri rusi porshnya vniz navpaki Same zavdyaki comu efektu sumish vsmoktuyetsya v krivoshipnu kameru z vpusknogo traktu i dali perehodit v kameru zgoryannya Potim vidbuvayetsya zapalyuvannya sumishi i vihid vidpracovanih gaziv u vipusknu sistemu Rozmiri i forma rezonatora vihlopnoyi sistemi rozrahovani takim chinom shob hvili visokogo tisku yaki stvoryuyutsya pri rusi vihlopu na vihid vidbivalisya vid stinok rezonatora i pereshkodzhali vihodu svizhoyi sumishi z robochogo prostoru cilindra PrimitkiJdetsya pro konstrukciyi klapaniv tarilchastogo tipu angl poppet valves Inshi tipi klapaniv zolotnikovi kranovi tosho sho znahodili zastosuvannya u ranni periodi stvorennya DVZ ne rozglyadayutsya Polet strely 26 lipnya 2010 u Wayback Machine Avtorevyu 2002 2 Ducati 8 lipnya 2014 u Wayback Machine na sajti Italy News Div takozhDvigun vnutrishnogo zgoryannya Chotiritaktnij dvigun Dvotaktnij dvigun Zmina faz gazorozpodiluDzherelaAbramchuk F I Gutarevich Yu F Dolganov K Ye Timchenko I I Avtomobilni dviguni Pidruchnik K Aristej 2006 476 s ISBN 966 8458 26 5 Kislikov V F Lushik V V Budova j ekspluataciya avtomobiliv Pidruchnik 6 te vid K Libid 2006 400 s ISBN 966 06 0416 5 Sirota V I Osnovi konstrukciyi avtomobiliv Navchalnij posibnik dlya vuziv K Aristej 2005 280 s ISBN 966 8458 45 1 Borovskih Yu I Buralov Yu V Morozov K A Budova avtomobiliv navchalnij posibnik Yu I Borovskih Yu V Buralov K A Morozov K Visha shkola 1991 304 s ISBN 5 11 003669 1 Garret W Balich Conrad R Aschenbach The gasoline 4 stroke engune for automoboles 8 travnya 2014 u Wayback Machine University of Notre Dame 2004 156 p Posilannyana sajti Ya znayu avtomobil ros Gazorozrodilnij mehanizm GRM 25 chervnya 2014 u Wayback Machine ros Animaciya roboti GRM OHV OHC and DOHC 26 chervnya 2019 u Wayback Machine angl