Vačka v bloku- Cam-in-block

Cam-v-bloku valvetrain uspořádání pístových motorů je takový, kde je vačkový hřídel je umístěn v bloku válců , obvykle vedle a mírně nad klikovou hřídel v přímém motoru nebo přímo nad klikovou hřídelí v V a V motoru . To je v kontrastu s konstrukcí vačkového hřídele nad hlavou (OHC), která vačkové hřídele umisťuje do hlavy válců a pohání ventily přímo nebo prostřednictvím krátkých vahadel.

Umístění vačkového hřídele do bloku motoru má dlouhou historii v použití u motorů typu ventil-v-bloku, v přímých a V konfiguracích, přičemž plochá hlava Ford je příkladem tohoto typu. Pushrodové ventilové motory s vačkou v bloku byly dlouho používány v přímých motorech Chevrolet a Buick od 30. let do poloviny 50. let a v různých podobných šestiválcových motorech až do rozsáhlého využití konfigurace V6 v 80. letech 20. století.

Existují tři hlavní provedení vačky v bloku:

  • L-hlava, také známá jako L-blok , plochá hlava nebo boční ventil
  • F-hlava
  • I-hlava, také známá jako horní ventil (OHV)

L-hlava

Hlavní článek: Flathead engine
Motor s hlavou L a turbulentní hlavou Ricarda

L-hlava ( plochá hlava ) označuje konfiguraci valvetrain tlačné tyče, ve které jsou ventily umístěny v bloku motoru vedle pístů . Konstrukce byla běžná u raných návrhů motorů, ale od té doby upadla v používání.

Motory s hlavou L obecně používají k přenášení ventilů malou komoru na jedné straně válce. To má řadu výhod, především v tom, že je hlava válce mnohem jednodušší. To také znamená, že ventil lze ovládat přímým zatlačením na něj, na rozdíl od potřeby nějakého mechanického uspořádání pro tlačení ventilů dolů. Může to také vést k mírně snazšímu chlazení, protože ventily a ovládací tyče jsou mimo válec, což usnadňuje konstrukci chladicího pláště (ale viz níže). Linie příjmu podél strany vedení motoru na jméno L hlavy, vzhledem k válcům, které mají tvar obráceného konfiguraci L. Toto je také známé jako sidevalve , jako jsou ventily umístěny be straně válců.

Na druhé straně motor s L hlavou také vyžaduje, aby proud vzduchu provedl alespoň 90 ° otočení, aby se dostal do válce, což snižuje jeho účinnost; hovorově se říká, že takový motor má horší „dýchání“. Dýchání nebylo v minulých produkčních automobilech příliš zdůrazňováno, protože motory nemohly běžet dlouho a spolehlivě vysokou rychlostí kvůli jiným faktorům. Vzhledem k výhodám v jednoduchosti to byl menší problém.

Ačkoli řadové 4 a 6válcové motory s L hlavou byly často používány pro automobily, traktory atd., Nejznámějším motorem s L hlavou je Ford V-8 z počátku 20. století , který má obě sady ventilů (sací i výfukové) ) umístěné na vnitřní straně „Vee“ a všechny jsou ovládány jediným vačkovým hřídelem umístěným nad klikovým hřídelem. Výfuk sleduje dlouhou cestu k opuštění motoru. To prakticky zaručuje, že motor bude potřebovat neobvykle velký chladič chladicí kapaliny, aby se při trvalém těžkém používání předešlo přehřátí. Konstrukce ploché hlavy v motoru V se systémem přívodu vzduchu/paliva a všemi výfukovými a sacími ventily uvnitř „V“ vyžaduje, aby výfukové plyny procházely mezi válci ven z V do výfukového systému. Odpadní teplo je tak předáváno chladicí kapalině (jak vystupuje z motoru mezi válce). V designu plochého motoru Ford V-8, vyráběném v letech 1932 až 1952, středový výfukový otvor na vnější straně bloku odsává plyny ze dvou válců, což problém vysokých teplot ještě zhoršuje. Tento problém „velmi horký uprostřed“ činí tento konkrétní motor náchylným k tepelnému napětí a trhlinám v bloku válců. Řadové výfukové plyny motoru vystupují z bloku příměji a nekříží se mezi válci a jsou teplotně stabilnější. Kdykoli jsou výfukové kanály a ventily v hlavě válců, vyčerpávající teplo má mnohem méně času na zahřátí chladicí kapaliny a takové motory jsou odolnější za podmínek vysokého zatížení a motor podobné velikosti bude vyžadovat menší kapacitu chladicí kapaliny než plochá hlava V-8.

Kvůli problémům s ohřevem a účinností motory L-hlavy spadly z použití s ​​vysokým výkonem, jako jsou letecké motory, poměrně rychle, před první světovou válkou . Nějakou dobu žili v automobilovém světě a používali je například v Jeepu druhé světové války . L-hlavy se již nepoužívají v automobilových motorech, i když zůstávají v běžném používání pro malé motory v sekačkách a generátorech. Vzhledem k jejich konstrukci udržující teplo jsou velikost ventilů a kompresní poměr omezené (ventil/spalovací komora je mimo horní část pístu, což obvykle vytváří větší spalovací prostor-nižší kompresní poměr), což zase snižuje dostupný výkon a ekonomika. Ne všechny hlavy L jsou motory typu cam-in-block; umístění vačkového hřídele se v tomto rozložení liší.

T-hlava

Hlavní článek: T-head engine
Motor s příčným tokem s hlavou T.

Ploché motory s hlavou T s křížovým uspořádáním a výfukovými ventily na opačné straně než sací ventily. Jednoválcový T-hlava motor potřebuje pouze jeden vačkový hřídel; víceválcové hlavy T potřebují dvě.

Já hlava

Hlavní článek: Pushrod engine

Konstrukce I-hlavy je taková, ve které jsou vstupní a výstupní ventily a porty obsaženy v hlavě válců . Byl vyvinut skotským Američanem Davidem Dunbarem Buickem . To zaměstnalo táhlo -actuated ventily rovnoběžně s písty a je ještě v použití dnes v některých návrhů (zejména několika motory z produkce General Motors a Chrysler ).

Oproti designu s L a F hlavou má několik výhod, ale nejpozoruhodnější je skutečnost, že sací a výfukové plyny mají přímější cestu do a ven ze spalovacích komor, což zvyšuje výkon, zlepšuje účinnost paliva a snižuje škodlivé výfukové plyny emise.

F-hlava

Hlavní článek: F-Head Engine

Rozložení hlavy F (nezaměňovat s plochou hlavou) lze považovat za kombinaci hlavy L a hlavy I: sací potrubí a jeho ventily jsou umístěny na vrcholu válců (v hlavě válců, jako v případě -hlavové provedení) a jsou ovládány táhly, ale výfukové potrubí a jeho ventily jsou umístěny vedle válců (v bloku, jako u provedení s L-hlavou). Výfukové ventily jsou buď zhruba, nebo přesně rovnoběžné s písty; jejich tváře směřují nahoru a nejsou ovládány táhly, ale přímým kontaktem se zvedačem, který se dotýká vačkového hřídele. Byly také provedeny reverzní variace hlavy F s bočním nasáváním a ve výfuku hlavy- přestavby zpětných výfukových ventilů Ford V8 na ploché motory měly snížit přehřívání při problémech se zátěží v komerčních službách. Rodina indických/Hendersonových 4válcových motocyklových motorů používala obě provedení- horní výfuk byl opět návrhem uvažujícím o přehřívání.

Jednalo se o dražší konstrukci motoru. Jeho výhody oproti konkurenčním motorům s L hlavou zahrnovaly větší výkon díky vyšší kompresi, lepší tok nasávané směsi, menší náchylnost k pingování a větší spolehlivost díky chlazení výfukového ventilu a pružiny (a polovičnímu počtu táhel OHV motor). S pouze jedním ventilem v hlavě a jedním v bloku lze použít větší ventily než u motoru OHV, aby se kompenzovalo horší proudění vzduchu u bočního výfukového ventilu.

Toto uspořádání používaly roky britské automobilky Rolls-Royce a Rover . V letech 1927 až 1929 používala americká firma Hudson také šestiválcový motor této formy, ale tento motor nelze zaměňovat s motorem závodních Hudsonů z 50. let. Posledním velkým využitím byl motor Willys Hurricane , používaný v civilních džípech v 50. a 60. letech minulého století. To bylo nahrazeno designem I-hlavy.

Viz také

externí odkazy