Отдел продаж
8 (499) 755-89-57
Лодки, запчасти
8 (499) 755-89-57

Десмодромный привод клапанов


Десмодромный привод клапанов Ducati — DRIVE2

Недавно узнал, что на мотоциклах фирмы Ducati используется особый привод клапанов ГРМ…Решил подробнее узнать об этом, и вот что нашел:

Десмодромный привод клапанов — схема газораспределения, при которой как открытие, так и закрытие клапанов осуществляется с помощью распределительного вала. Широко используется в силовых агрегатах мотоциклов компании Ducati.

Десмодромный механизм имеет общепринятое международное название Desmodromic.

В 50-е годы прошлого века десмодромная схема газораспределения применялась на гоночных автомобилях Mercedes-Benz. В настоящее время десмодромный механизм используется в двигателях внутреннего сгорания, устанавливаемых на гоночных мотоциклах Ducati, и является визитной карточкой фирмы.

Управляемое движение клапана в десмодромном механизме осуществляется с помощью специального привода, который включает:1)распределительный вал с кулачками специальной формы (по другой схеме – два распределительных вала, один на закрытие, другой на открытие клапанов);2)два коромысла, обеспечивающих открытие и закрытие каждого клапана;

3)элементов соединения (шайб) коромысла с клапаном.

Схема десмодромного механизма

1)шайба открытия2)зажим3)втулка (цанга)4)шайба закрытия5)коромысло закрытия6)уплотнение клапана7)направляющая клапана8)пружина9)клапан10)коромысло открытия

11)кулачок распределительного вала

Применение десмодромного механизма позволяет предотвратить, т.н. «зависание клапанов» (неполное закрытие клапана до достижения поршнем верхней мертвой точки), возникающее вследствие высокой частоты вращения коленчатого вала двигателя, инерции клапана и резонанса пружины. Зависание клапанов может привести к серьезным проблемам:1)столкновение поршня с клапаном, и как следствие их разрушение;2)перегрев клапанов, и как следствие их коробление и разрушение;

3)преждевременное воспламенение топливно-воздушной смеси, и как следствие уменьшение давления газов, снижение мощности двигателя, увеличение вредных выбросов.

Десмодромная схема газораспределения имеет ряд существенных недостатков, сдерживающих ее широкое применение:1)высокая стоимость конструкции, обусловленная точностью сопряженных деталей;2)сложность технического обслуживания, обусловленная наличием большого количества движущихся частей, склонных к износу;3)высокий уровень шума;

4)громоздкость системы и как следствие применение на мотоциклетных двигателях.

Наряду с системой Desmodromic проблема зависания клапанов на современных двигателях решается и другими способами:1)применением нескольких (двух-трех) пружин, расположенных одна в другой и предотвращающих резонансные колебания;2)применением новых материалов и сплавов для изготовления клапанов и пружин, снижающих их вес;

3)использованием пневматического привода клапанов (на спортивных автомобилях Формулы-1).

Page 2

Недавно узнал, что на мотоциклах фирмы Ducati используется особый привод клапанов ГРМ…Решил подробнее узнать об этом, и вот что нашел:

Десмодромный привод клапанов — схема газораспределения, при которой как открытие, так и закрытие клапанов осуществляется с помощью распределительного вала. Широко используется в силовых агрегатах мотоциклов компании Ducati.

Десмодромный механизм имеет общепринятое международное название Desmodromic.

В 50-е годы прошлого века десмодромная схема газораспределения применялась на гоночных автомобилях Mercedes-Benz. В настоящее время десмодромный механизм используется в двигателях внутреннего сгорания, устанавливаемых на гоночных мотоциклах Ducati, и является визитной карточкой фирмы.

Управляемое движение клапана в десмодромном механизме осуществляется с помощью специального привода, который включает:1)распределительный вал с кулачками специальной формы (по другой схеме – два распределительных вала, один на закрытие, другой на открытие клапанов);2)два коромысла, обеспечивающих открытие и закрытие каждого клапана;

3)элементов соединения (шайб) коромысла с клапаном.

Схема десмодромного механизма

1)шайба открытия2)зажим3)втулка (цанга)4)шайба закрытия5)коромысло закрытия6)уплотнение клапана7)направляющая клапана8)пружина9)клапан10)коромысло открытия

11)кулачок распределительного вала

Применение десмодромного механизма позволяет предотвратить, т.н. «зависание клапанов» (неполное закрытие клапана до достижения поршнем верхней мертвой точки), возникающее вследствие высокой частоты вращения коленчатого вала двигателя, инерции клапана и резонанса пружины. Зависание клапанов может привести к серьезным проблемам:1)столкновение поршня с клапаном, и как следствие их разрушение;2)перегрев клапанов, и как следствие их коробление и разрушение;

3)преждевременное воспламенение топливно-воздушной смеси, и как следствие уменьшение давления газов, снижение мощности двигателя, увеличение вредных выбросов.

Десмодромная схема газораспределения имеет ряд существенных недостатков, сдерживающих ее широкое применение:1)высокая стоимость конструкции, обусловленная точностью сопряженных деталей;2)сложность технического обслуживания, обусловленная наличием большого количества движущихся частей, склонных к износу;3)высокий уровень шума;

4)громоздкость системы и как следствие применение на мотоциклетных двигателях.

Наряду с системой Desmodromic проблема зависания клапанов на современных двигателях решается и другими способами:1)применением нескольких (двух-трех) пружин, расположенных одна в другой и предотвращающих резонансные колебания;2)применением новых материалов и сплавов для изготовления клапанов и пружин, снижающих их вес;

3)использованием пневматического привода клапанов (на спортивных автомобилях Формулы-1).

www.drive2.ru

Десмодромный привод клапанов — DRIVE2

Десмодромный привод клапанов – когда они не только открываются, но и закрываются принудительно, без помощи пружин, – применяется уже сотню лет.

Конечно, десмодромный привод ассоциируется прежде всего с маркой Ducati. Ведь больше никто так и не освоил серийного производства двигателей с такой системой – а итальянская компания уже несколько десятков лет не выпускает моторов без нее.

Термин «десмодромный» составлен из двух греческих слов: «десмос», что означает «контролируемый», и «дромос» — путь, траектория. Он применяется для тех систем газораспределения, где и открытие, и закрытие клапанов осуществляется принудительно с помощью механических устройств – обычно же клапаны закрываются пружинами. Сто лет назад хроническая ненадежность пружин – которые часто ломались даже при умеренных оборотах двигателя, свойственных той эпохе, – заставляла конструкторов искать альтернативы. Некоторые из этих систем оказались удачными, но в серийное производство десмодромный привод внедрила только Ducati – его изготовление требует дорогого и сложного оборудования. Позднее, когда проблема надежности пружин была решена, такой привод применяли, чтобы избавиться от зависания клапанов – явления, когда на высоких оборотах пружины просто не успевали вовремя закрывать клапаны.

Первый патент на десмодромную систему газораспределения взял в 1910 году английский инженер Арнотт: приводное коромысло, шарнирно связанное со стержнем клапана, другим концом входило в кольцевую канавку на кулачке распредвала. Но первый случай практического применения – заслуга швейцарского инженера Эрнста Анри, конструктора гоночного автомобиля Peugeot L76. Его 8-литровый четырехцилиндровый мотор отличался также двумя верхними распредвалами, четырехклапанными головками цилиндров, полусферическими камерами сгорания и двумя свечами на цилиндр. Распределительные кулачки работали внутри профилированных коробок, связанных со стержнями клапанов. Впрочем, поскольку точность закрытия клапанов обеспечивали дополнительные пружины, то эту конструкцию иногда называют полудесмодромной. Как бы то ни было, Peugeot L76 выиграл Гран-при Франции 1912 года и гонку Индианаполис 500 в 1913 году. Во время Первой мировой войны Peugeot адаптировал эту систему для авиадвигателя L112 – было выпущено около 1500 этих агрегатов. Систему скопировали также конструкторы компании Delage – впрочем, без особого успеха.

А честь первого применения подлинно десмодромного привода принадлежит также французам – инженерам компании Bignan. Их автомобиль с двигателем такой системы выиграл 24-часовую гонку Spa в 1920 году и установил несколько рекордов на треке Бруклэндз. Привод был довольно сложным: распредвалы коническими шестернями соединялись с промежуточными валами, параллельными клапанам, а установленные на промежуточных валах изогнутые тарелки входили в прорези на стержнях клапанов, вызывая их продольное перемещение. Очевидно, эта сложность и помешала планировавшемуся серийному производству. Еще более сложный вариант этой системы – выступы на стержнях клапанов входили в профилированные канавки цилиндров, укрепленных на промежуточных валах – пытался использовать Fiat на гоночном автомобиле 401/801 1920 года, но дело ограничилось постройкой одного экспериментального экземпляра.

Первый патент на использование десмодромного привода в мотоциклетном двигателе получил в 1924 году основатель компании Norton Джеймс Па Нортон. Принцип такой же, как в моторе Арнотта – на распредвале закреплены два цилиндра с профилированными кольцевыми канавками, в которые входят управляющие клапанами коромысла – но адаптирован для верхнеклапанного расположения. Впрочем, неизвестно, был ли изготовлен хоть один двигатель по этому патенту. Гораздо позже – в 1959 году – Джо Крэйг, глава гоночного отделения Norton, построил двигатель с десмодромным приводом совсем другой схемы (коромысла, закрывающие клапаны, получали привод от кулачков отдельных распредвалов). Боб Мак-Интайр на Norton Manx с таким мотором участвовал в тренировочных заездах перед гонкой «Турист Трофи», но в самой гонке предпочел стартовать с двигателем традиционного типа.

Самый успешный десмодромный двигатель в автомобильном мире – легендарный восьмицилиндровый Mercedes-Benz W196, на котором Хуан-Мануэль Фанхио дважды – в 1954 и 1955 годах – становился чемпионом мира Формулы 1. В немецкой конструкции один кулачок распредвала непосредственно воздействует на цилиндрический толкатель, жестко связанный со стержнем клапана, а второй кулачок – на коромысло, другим концом входящее в паз в этом же толкателе. Известно, что Энцо Феррари опасался, что его собственные болиды Формулы 1 не смогут конкурировать с германскими «Серебрянными стрелами» без применения подобной системы, и провел ряд консультаций с инженерами, понимающими в десмодромном приводе – в том числе и с Фабио Тальони. Сохранились также фотографии, сделанные во время визита Фанхио на завод Ducati в 1955 году – возможно, идея применения десмодромного привода возникла именно тогда!

Но первый десмодромный двигатель в Болонье построили в другой мотоциклетной компании – F.B. Mondial. Ее главный конструктор Альфонсо Друзиани в 1954 году разработал 175-кубовый одноцилиндровый двигатель, четыре кулачка его распредвала открывали и закрывали клапаны. Этот мотор был создан для престижной дорожной гонки Giro d’Italia, однако Тарквиньо Провини выиграл ее с двигателем обычной конструкции, и проект не получил продолжения. Но под началом Друзиани тогда работал Фабио Тальони, и он уже тогда оценил потенциал системы. В 1955 году Тальони перешел в Ducati, а уже через год создал свой первый десмодромный двигатель – для гоночного мотоцикла, 125-кубовый, с тремя верхними распредвалами – средний работал на закрывающие клапаны коромысла. Этот аппарат выиграл первую же свою гонку – Гран-при Швеции 1956 года. С тех пор работа над десмодромными моторами в Ducati не прекращалась, и с 1968 года компания освоила серийное производство таких агрегатов. Все версии – одноцилиндровые, двухцилиндровые, четырехцилиндровые, с двумя и четырьмя клапанами на цилиндр, с одним, двумя и тремя верхними распредвалами – представлены на выставке в Будрио, демонстрируя технический гений Фабио Тальони и его преемников – Массимо Борди и Филиппо Прециози.

Другой соперник Ducati, который экспериментировал с десмодромным мотором, – BMW. В начале 90-х годов руководство баварского концерна уже подумывало об участии в гонках супербайков, и тогдашний технический директор Буркхард Гёшель спроектировал модель R1 – двухцилиндровый оппозит жидкостного охлаждения в раме Bakker и с передней подвеской Telelever. Система газораспределения была похожа на Ducati: два верхних распредвала с цепным приводом, на каждом – четыре кулачка, приводящих два коромысла на клапан: цельное для открытия и вильчатое для закрытия. Как и на итальянском моторе, в конструкцию дополнительно введены вспомогательные пружины – для лучшей работы на малых оборотах и облегчения запуска. Но, после интенсивных тестов, проект был закрыт в 1992 году – официально из-за того, что конструкция оказалась слишком тяжелой, неофициально – потому, что не удалось добиться такой же мощности, как у Ducati.

В начале 90-х годов и Энцо Феррари вернулся к идее десмодромного привода для своих гоночных автомобилей. Инженер Анджолино Марчетти в 1991 году спроектировал для Scuderia Ferrari V-образный 12-цилиндровый двигатель с пятиклапанными головками цилиндров – то есть в целом 60 клапанов и 120 коромысел! Представьте себе регулировку зазоров на таком агрегате… Неудивительно, что после первых же тестов конструкторы предпочли обратиться к пневматическим пружинам. Десмодромным приводом активно занималась и команда Формулы 1 концерна Toyota: ее инженеры с 2003 по 2008 годы провели серию экспериментов со специально построенным одноцилиндровым 300-кубовым сверхкороткоходным (96,8х40,72 мм) двигателем, раскручивавшимся до 19 000 об/мин.

Другим японским производителем, экспериментировавшим с десмодромным приводом, была Honda. Ее инженеры построили такой мотор на основе 195-кубового двухклапанного двигателя от триального мотоцикла TLR200 1987 года. Большая загадка: почему они использовали такую систему, которая раскрывает свой потенциал на высоких оборотах, на агрегате, который призван обеспечивать большой крутящий момент на низких?

Первый патент на десмодромную систему привода клапанов взял в 1910 году английский инженер Арнотт. В его конструкции коромысло, одним концом входящее в профилированную канавку на кулачке распредвала, другим концом управляет открытием и закрытием клапана.

Гоночный Peugeot L76 1912 года – первое практическое применение десмодромного привода. Толкатель на нижнем конце соединен с клапаном, а вверху образует коробчатую конструкцию, которая ходит вверх и вниз под воздействием кулачков распредвала. Но, поскольку для закрытия клапанов применялись и пружины, эта система считается «полудесмодромной».

Французский Bignan 1920 года – первое практическое применение «настоящей» десмодромной системы. Профилированная шайба управляет подъемом и опусканием клапана.

Первый патент на использование десмодромного привода в мотоциклетном моторе взят Джеймсом Нортоном в 1924 году. Коромысло одним концом входит в профилированную канавку на кулачке, вторым соединено с клапаном.

На гоночном Norton Manx 1959 года использована головка цилиндра с четырьмя распредвалами: кулачки внешних открывают клапаны, кулачки внутренних через коромысла закрывают их.

Двигатель гоночного Mercedes-Benz W196 – победителя чемпионатов мира F1 1954 и 1955 годов. Кулачки, открывающие и закрывающие (через коромысла) клапаны, расположены рядом друг с другом.

Первая конструкция Фабио Тальони для Ducati: два верхних распредвала открывают клапаны, центральный – закрывает через коромысла.

Первый серийный двигатель Ducati с десмодромным приводом имел один верхний распредвал, открывание и закрывание клапанов – через коромысла.

125-кубовая MV Agusta 1959 года с тремя верхними распредвалами и десмодромным приводом клапанов.

BMW R1 – баварский супербайк начала 90-х годов.

Двигатель BMW R1: оппозит с десмодромным приводом.

Двигатель Ferrari F1 90-х годов: 12 цилиндров, 60 клапанов, 120 коромысел!

Десмодромный двигатель Honda сделан на основе триального.

В современных моторах Ducati десмодромный привод сочетается с двумя верхними распредвалами и четырьмя клапанами на головку.

Самые успешные «десмодромики» в авто- и мотомире – Mercedes-Benz и Ducati.

Хенк Клостерман построил более 60 полноразмерных моделей, иллюстрирующих принцип действия различных десмодромных систем.

***

1…Шайба открытия2…Зажим3…Втулка (цанга)4…Шайба закрытия5…Коромысло закрытия6…Уплотнение клапана7…Направляющая клапана8…Пружина9…Клапан10…Коромысло открытия

11…Кулачок распределительного вала

Наглядно в движении:

Вживую:

Непривычное звучание работы двигателя:

***Отсюда и отсюда

www.drive2.ru

Десмодромный механизм

Десмодромный механизм представляет собой особый тип газораспределительного устройства, которое предназначено для управления работой всех клапанов впуска и выпуска газов в ДВС. В переводе с греческого языка десмодромный меанизм означает контролируемое (управляемое) движение. Впервые десмодромный механизм был внедрен на автомобилях компании Мерседес Бенз, а также в отдельных моделях автомобилей Barchetta компании Fiat в середине 20 века. Сегодня данный тип газораспределительного механизма (ГРМ) устанавливается на мотоциклах гоночного типа компании Ducati. Механизм десмодромного типа во всем мире известен как Desmodromiс. Принцип работы десмодромного механизма Десмодромный механизм запускается при помощи специального привода, состоящего из следующих частей: 1 шайба открытия 2 зажим 3 втулка (цанга) 4 шайба закрытия 5 коромысло закрытия 6 уплотнение клапана 7 направляющая клапана 8 пружина 9 клапан 10 коромысло открытия 11 кулачок распределительного вала Основной целью применения десмодромного механизма газораспределительной системы является обеспечение форсировки ДВС по количеству оборотов. Это достигается за счет использования точно выверенных, специальных профилей кулачков при ускоренной работе клапанов. Применение десмодромного механизма позволяет предотвратить, т.н. «зависание клапанов» (неполное закрытие клапана до достижения поршнем верхней мертвой точки), возникающее вследствие высокой частоты вращения коленчатого вала двигателя, инерции клапана и резонанса пружины. Зависание клапанов может привести к серьезным проблемам: 1 столкновение поршня с клапаном, и как следствие их разрушение; 2 перегрев клапанов, и как следствие их коробление и разрушение; 3 преждевременное воспламенение топливно-воздушной смеси, и как следствие уменьшение давления газов, снижение мощности двигателя, увеличение вредных выбросов. Контролируя работу клапанов в десмодромном механизме, можно достигнуть равновесия между значением проходного клапанного сечения и скоростью движения поршня. Это равновесие обеспечивает эффективное наполнение цилиндра топливовоздушной смесью (ТВС). ДВС, в которых применяется механизм десмодромного типа, работают на оборотах, которые зачастую недоступны в клапанных механизмах, оснащенных пружинами. Как правило, в подобных механизмах скорости работы клапанных пружин не хватает для отвода клапанов от столкновения с поршнем до момента попадания его в конечную точку. В случае возникновения подобных проблем для их устранения можно применять не только механизм десмодромного типа, но и другие механизмы: • использование нескольких пружин, которые располагаются путем вложения друг в друга для снижения резонансных колебаний; • использование пружинных и клапанных деталей, изготовленных из новейших сверхпрочных материалов; • использование пневматического клапанного привода, как в формуле-1 Несмотря на свою актуальность и полезность, подобная система имеет ряд недостатков, которые делают этот механизм столь редко используемым: • Высокая стоимость самого механизма; • Сложность в обеспечении технического обслуживания. Это обуславливается наличием огромного количества движущихся деталей, которые быстро изнашиваются при усиленных нагрузках; • Сложная и громоздкая конструкция десмодромного механизма; • Высокий уровень шума, производимого при больших нагрузках; • Сложность в регулировке тепловых зазоров. Регулировка в механизме подобного типа осуществляется при помощи специальных шайб, расположенных на коромыслах. Для каждой пары коромысел (верхних и нижних) подбирается отдельная пара регулировочных шайб, что создает определенные сложности в процессе сборки и обслуживания механизма.
Система впрыска дизельного топлива претерпела много изменений за эти годы. Когда люди думают о слове «дизель», большинство людей думает, что огромные грузовики выпускают много черной сажи и дыма, которые наносят большой вред окружающей среде. Тем не... Скорее всего, вы слышали о стабилизаторах поперечной устойчивости. И вы, наверное, знаете, что они делают - ведь ключ кроется в названии: они борются с качением и завалами кузова в поворотах. А как именно? Сама част... Амортизаторы на вашем автомобиле, вероятнее всего, состоят из пружины и газовых или масляных демпферных элементов - это наиболее распространенный типа. Но есть еще один, более продвинутый тип демпфера: магнитореологические демпферы. ... Заднеприводные автомобили «лучше», чем переднеприводные? Прежде чем мы перейдем к плюсам и минусам каждого из них, давайте определимся, что означают эти термины. Передний и задний привод относятся к ведомым колесам автомобиля. Итак, передние означает...
Мощность, которую развивает двигатель, в значительной степени зависит от того, сколько воздуха он может втянуть. Чем больше рабочий объем двигателя, тем больше воздуха и тем больше топлива может сгореть. Теоретически, увеличение оборотов вдвое удваив... Меня недавно попросили взглянуть на двигатель грузовика Скания. Как обычно, получение всей информации является ключом к любой диагностике и, самое главное, пониманию того, как работает система. Этот конкретный движок был совместно разработан Scania и... Поставщики дизельных топливных форсунок ведут технологическую дуэль, чтобы завоевать нишу, поскольку каждый год ужесточаются требования по выбросам. ... Много говорилось о серии первых двигателей Scania R-Series, и большая часть отзывов была положительной, признавая, что R-Series - один из лучших «премиальных» грузовиков. Scania является третьим по величине производ...

24techno-guide.ru

Десмос-дромос: история десмодромного привода

21 сентября 2012

Десмодромный привод клапанов – когда они не только открываются, но и закрываются принудительно, без помощи пружин, – применяется уже сотню лет. В честь этого юбилея в итальянском городе Будрио открылась выставка «Десмо-история».

Конечно, десмодромный привод ассоциируется прежде всего с маркой Ducati. Ведь больше никто так и не освоил серийного производства двигателей с такой системой – а итальянская компания уже несколько десятков лет не выпускает моторов без нее. Так что нет ничего удивительного в том, что нынешний технический директор Ducati Джанлуиджи Меньоли выступил организатором этой выставки (от Будрио всего 25 км до завода Ducati в пригороде Болоньи). Меньоли начинал свою деятельность в качестве чертежника под началом легендарного Фабио Тальони, впервые применившего десмодромный привод на моторах Ducati, затем проектировал двигатель desmoquattro совместно с его преемником Массимо Борди – и все эти годы он собирал информацию о силовых агрегатах с такой системой привода. «Болонья всегда была центром промышленного дизайна и инженерной механики, еще со времен Средневековья, когда ее называли городом мельниц, — рассказывает Меньоли. – В свое время она стала и мотоциклетной столицей Италии – здесь получили прописку 86 мотопроизводителей. Но Болонью можно назвать и «десмодромным городом» — в 50-е годы над этой системой привода работали шесть местных автомобильных и мотоциклетных компаний. Поэтому организация этой выставки для меня и долг, и удовольствие. К тому же мы показали роль Ducati и в развитии концепции, и в организации серийного производства». Вместе с группой единомышленников Меньоли работал над организацией этой экспозиции два года, и ему удалось добиться поддержки ведущих производителей моторов со всего мира. «На нашей выставке представлены гоночные и экспериментальные двигатели Mercedes-Benz, Ferrari, BMW, Peugeot, Audi, Toyota, Honda и, конечно, Ducati, — продолжает Джанлуиджи. – До сих пор ни разу не удавалось представить столь обширный обзор десмодромных систем разных конструкторских школ». Но эта ярмарка технологий не состоялась бы и без помощи голландского инженера Хенка Клостермана, ведущего эксперта по системам десмодромного привода, собравшего информацию по 877 патентам в этой области. Клостерман, не зря заслуживший прозвище Доктор Десмо, построил более 60 моделей, демонстрирующих работу этого привода – на выставке многие из них представлены рядом с моторами такой же схемы. Термин «десмодромный» составлен из двух греческих слов: «десмос», что означает «контролируемый», и «дромос» — путь, траектория. Он применяется для тех систем газораспределения, где и открытие, и закрытие клапанов осуществляется принудительно с помощью механических устройств – обычно же клапаны закрываются пружинами. Сто лет назад хроническая ненадежность пружин – которые часто ломались даже при умеренных оборотах двигателя, свойственных той эпохе, – заставляла конструкторов искать альтернативы. Некоторые из этих систем оказались удачными, но в серийное производство десмодромный привод внедрила только Ducati – его изготовление требует дорогого и сложного оборудования. Позднее, когда проблема надежности пружин была решена, такой привод применяли, чтобы избавиться от зависания клапанов – явления, когда на высоких оборотах пружины просто не успевали вовремя закрывать клапаны. Первый патент на десмодромную систему газораспределения взял в 1910 году английский инженер Арнотт: приводное коромысло, шарнирно связанное со стержнем клапана, другим концом входило в кольцевую канавку на кулачке распредвала. Но первый случай практического применения – заслуга швейцарского инженера Эрнста Анри, конструктора гоночного автомобиля Peugeot L76. Его 8-литровый четырехцилиндровый мотор отличался также двумя верхними распредвалами, четырехклапанными головками цилиндров, полусферическими камерами сгорания и двумя свечами на цилиндр. Распределительные кулачки работали внутри профилированных коробок, связанных со стержнями клапанов. Впрочем, поскольку точность закрытия клапанов обеспечивали дополнительные пружины, то эту конструкцию иногда называют полудесмодромной. Как бы то ни было, Peugeot L76 выиграл Гран-при Франции 1912 года и гонку Индианаполис 500 в 1913 году. Во время Первой мировой войны Peugeot адаптировал эту систему для авиадвигателя L112 – было выпущено около 1500 этих агрегатов. Систему скопировали также конструкторы компании Delage – впрочем, без особого успеха. А честь первого применения подлинно десмодромного привода принадлежит также французам – инженерам компании Bignan. Их автомобиль с двигателем такой системы выиграл 24-часовую гонку Spa в 1920 году и установил несколько рекордов на треке Бруклэндз. Привод был довольно сложным: распредвалы коническими шестернями соединялись с промежуточными валами, параллельными клапанам, а установленные на промежуточных валах изогнутые тарелки входили в прорези на стержнях клапанов, вызывая их продольное перемещение. Очевидно, эта сложность и помешала планировавшемуся серийному производству. Еще более сложный вариант этой системы – выступы на стержнях клапанов входили в профилированные канавки цилиндров, укрепленных на промежуточных валах – пытался использовать Fiat на гоночном автомобиле 401/801 1920 года, но дело ограничилось постройкой одного экспериментального экземпляра. Первый патент на использование десмодромного привода в мотоциклетном двигателе получил в 1924 году основатель компании Norton Джеймс Па Нортон. Принцип такой же, как в моторе Арнотта – на распредвале закреплены два цилиндра с профилированными кольцевыми канавками, в которые входят управляющие клапанами коромысла – но адаптирован для верхнеклапанного расположения. Впрочем, неизвестно, был ли изготовлен хоть один двигатель по этому патенту. Гораздо позже – в 1959 году – Джо Крэйг, глава гоночного отделения Norton, построил двигатель с десмодромным приводом совсем другой схемы (коромысла, закрывающие клапаны, получали привод от кулачков отдельных распредвалов). Боб Мак-Интайр на Norton Manx с таким мотором участвовал в тренировочных заездах перед гонкой «Турист Трофи», но в самой гонке предпочел стартовать с двигателем традиционного типа. Самый успешный десмодромный двигатель в автомобильном мире – легендарный восьмицилиндровый Mercedes-Benz W196, на котором Хуан-Мануэль Фанхио дважды – в 1954 и 1955 годах – становился чемпионом мира Формулы 1. В немецкой конструкции один кулачок распредвала непосредственно воздействует на цилиндрический толкатель, жестко связанный со стержнем клапана, а второй кулачок – на коромысло, другим концом входящее в паз в этом же толкателе. Известно, что Энцо Феррари опасался, что его собственные болиды Формулы 1 не смогут конкурировать с германскими «Серебрянными стрелами» без применения подобной системы, и провел ряд консультаций с инженерами, понимающими в десмодромном приводе – в том числе и с Фабио Тальони. Сохранились также фотографии, сделанные во время визита Фанхио на завод Ducati в 1955 году – возможно, идея применения десмодромного привода возникла именно тогда! Но первый десмодромный двигатель в Болонье построили в другой мотоциклетной компании – F.B. Mondial. Ее главный конструктор Альфонсо Друзиани в 1954 году разработал 175-кубовый одноцилиндровый двигатель, четыре кулачка его распредвала открывали и закрывали клапаны. Этот мотор был создан для престижной дорожной гонки Giro d’Italia, однако Тарквиньо Провини выиграл ее с двигателем обычной конструкции, и проект не получил продолжения. Но под началом Друзиани тогда работал Фабио Тальони, и он уже тогда оценил потенциал системы. В 1955 году Тальони перешел в Ducati, а уже через год создал свой первый десмодромный двигатель – для гоночного мотоцикла, 125-кубовый, с тремя верхними распредвалами – средний работал на закрывающие клапаны коромысла. Этот аппарат выиграл первую же свою гонку – Гран-при Швеции 1956 года. С тех пор работа над десмодромными моторами в Ducati не прекращалась, и с 1968 года компания освоила серийное производство таких агрегатов. Все версии – одноцилиндровые, двухцилиндровые, четырехцилиндровые, с двумя и четырьмя клапанами на цилиндр, с одним, двумя и тремя верхними распредвалами – представлены на выставке в Будрио, демонстрируя технический гений Фабио Тальони и его преемников – Массимо Борди и Филиппо Прециози. Впрочем, выставка «Десмо-история» — отнюдь не трибьют Ducati. Здесь представлено немало конструкций других компаний, в том числе и прямых конкурентов. Один из примеров – десмодромный 125-кубовый гоночный двигатель с тремя верхними распредвалами, который построила MV Agusta в 1959 году. Графу Доменико Агусте так понравилась идея, что он открыл чековую книжку и переманил главу гоночного отделения Ducati Руджеро Мазза, чтобы он сделал этот мотор. Конструкция не получила развития лишь потому, что вскоре Агуста решил прекратить выступления своей команды в классах 125 и 250 см³, сосредоточившись на более престижных кубатурах 350 и 500 см³. Другой соперник Ducati, который экспериментировал с десмодромным мотором, – BMW. В начале 90-х годов руководство баварского концерна уже подумывало об участии в гонках супербайков, и тогдашний технический директор Буркхард Гёшель спроектировал модель R1 – двухцилиндровый оппозит жидкостного охлаждения в раме Bakker и с передней подвеской Telelever. Система газораспределения была похожа на Ducati: два верхних распредвала с цепным приводом, на каждом – четыре кулачка, приводящих два коромысла на клапан: цельное для открытия и вильчатое для закрытия. Как и на итальянском моторе, в конструкцию дополнительно введены вспомогательные пружины – для лучшей работы на малых оборотах и облегчения запуска. Но, после интенсивных тестов, проект был закрыт в 1992 году – официально из-за того, что конструкция оказалась слишком тяжелой, неофициально – потому, что не удалось добиться такой же мощности, как у Ducati. В начале 90-х годов и Энцо Феррари вернулся к идее десмодромного привода для своих гоночных автомобилей. Инженер Анджолино Марчетти в 1991 году спроектировал для Scuderia Ferrari V-образный 12-цилиндровый двигатель с пятиклапанными головками цилиндров – то есть в целом 60 клапанов и 120 коромысел! Представьте себе регулировку зазоров на таком агрегате… Неудивительно, что после первых же тестов конструкторы предпочли обратиться к пневматическим пружинам. Десмодромным приводом активно занималась и команда Формулы 1 концерна Toyota: ее инженеры с 2003 по 2008 годы провели серию экспериментов со специально построенным одноцилиндровым 300-кубовым сверхкороткоходным (96,8х40,72 мм) двигателем, раскручивавшимся до 19 000 об/мин. Другим японским производителем, экспериментировавшим с десмодромным приводом, была Honda. Ее инженеры построили такой мотор на основе 195-кубового двухклапанного двигателя от триального мотоцикла TLR200 1987 года. Большая загадка: почему они использовали такую систему, которая раскрывает свой потенциал на высоких оборотах, на агрегате, который призван обеспечивать большой крутящий момент на низких?

Технический директор Ducati Джанлуиджи Меньоли – инициатор проведения выставки «Десмо-история».

Эксперт по десмодромным системам Хенк Клостерман (слева) и местный бизнесмен Марко Червеллати, при поддержке которого состоялась выставка.

Первый патент на десмодромную систему привода клапанов взял в 1910 году английский инженер Арнотт. В его конструкции коромысло, одним концом входящее в профилированную канавку на кулачке распредвала, другим концом управляет открытием и закрытием клапана.

Гоночный Peugeot L76 1912 года – первое практическое применение десмодромного привода. Толкатель на нижнем конце соединен с клапаном, а вверху образует коробчатую конструкцию, которая ходит вверх и вниз под воздействием кулачков распредвала. Но, поскольку для закрытия клапанов применялись и пружины, эта система считается «полудесмодромной».

Французский Bignan 1920 года – первое практическое применение «настоящей» десмодромной системы. Профилированная шайба управляет подъемом и опусканием клапана.

Первый патент на использование десмодромного привода в мотоциклетном моторе взят Джеймсом Нортоном в 1924 году. Коромысло одним концом входит в профилированную канавку на кулачке, вторым соединено с клапаном.

На гоночном Norton Manx 1959 года использована головка цилиндра с четырьмя распредвалами: кулачки внешних открывают клапаны, кулачки внутренних через коромысла закрывают их.

Двигатель гоночного Mercedes-Benz W196 – победителя чемпионатов мира F1 1954 и 1955 годов. Кулачки, открывающие и закрывающие (через коромысла) клапаны, расположены рядом друг с другом.

Первая конструкция Фабио Тальони для Ducati: два верхних распредвала открывают клапаны, центральный – закрывает через коромысла.

Первый серийный двигатель Ducati с десмодромным приводом имел один верхний распредвал, открывание и закрывание клапанов – через коромысла.

125-кубовая MV Agusta 1959 года с тремя верхними распредвалами и десмодромным приводом клапанов.

BMW R1 – баварский супербайк начала 90-х годов.

Двигатель BMW R1: оппозит с десмодромным приводом.

Двигатель Ferrari F1 90-х годов: 12 цилиндров, 60 клапанов, 120 коромысел!

Десмодромный двигатель Honda сделан на основе триального. В современных моторах Ducati десмодромный привод сочетается с двумя верхними распредвалами и четырьмя клапанами на головку. Самые успешные «десмодромики» в авто- и мотомире – Mercedes-Benz и Ducati.

Хенк Клостерман построил более 60 полноразмерных моделей, иллюстрирующих принцип действия различных десмодромных систем.

Десмодромные системы снимают проблемы зависания и отскока клапанов, поэтому позволяют использовать кулачки с большим подъемом. Хотя они успешно применялись в гоночной практике, распространению в серийном производстве мешают высокие требования к точности изготовления.

Выставка «Десмо-история» проводится силами энтузиастов и открыта для публики лишь первые выходные каждого месяца, до 4 ноября. Подробнее о графике работы выставки можно узнать на сайте www.museodellavalledellidice.it.

Детальную информацию о разных системах десмодромного привода можно найти на сайте

http://members.chello.nl/~wgj.jansen/ (на английском языке).

Материалы по теме:
Оставить комментарий

Для добавления комментария требуется зарегистрироваться или авторизоваться на сайте .

↑ Наверх

moto-magazine.ru

Десмодромный механизм: как закрыть клапан быстрее пружины?

Изучать строение обычных автомобилей, коих тысячами ездит по улицам наших городов, полезно, но порой бывает скучно. Поэтому, дорогие читатели, сегодня наш рассказ посвящён кое-чему экзотическому — мы узнаем о том, что такое десмодромный механизм.

Однако, здравствуйте!

ГРМ и его проблемы

Заинтригованы? Надеемся, что да. Итак, как Вы уже, наверное, знаете, одним из ключевых компонентов двигателя внутреннего сгорания является газораспределительный механизм (ГРМ).

На него возложена важнейшая функция: управлять открытием клапанов цилиндров и делать это в чётко обозначенные моменты, зависящие от движения поршня.

На первый взгляд всё просто – распределительный вал, связанный ременной или цепной передачей с коленвалом, вращается и, имея в своём распоряжении так называемые кулачки, воздействует ими через систему коромысел или толкателей на клапанный механизм.

Но тут начинаются сложности. Чтобы вернуть клапан в исходное положение (в закрытое), как правило, используются пружины, которые при высоких оборотах мотора просто не успевают его полностью закрыть в силу своей инерционности и паразитного резонанса.

Особенно это актуально для гоночных и спортивных автомобилей, где силовые агрегаты могут раскручиваться до 9000 и более оборотов.

Что же делать?

Ответ на этот вопрос был найден ещё в 50-х годах ХХ столетия. «Если пружины мешают, то давайте от них откажемся» — подумали конструкторы. В результате этой идеи повилась десмодромная система, которая в международной технической терминологии известна как Desmodromic.

Суть десмодромного механизма заключается в следующем: распределительный вал отвечает не только за открытие клапанов, но и за их закрытие.

Реализовано это при помощи системы нескольких коромысел, управляющих одним клапаном, и кулачков распредвала более сложной формы. Иногда в данной схеме ГРМ возможно применение нескольких валов, каждый из которых отвечает только за открытие или закрытие.

Казалось бы, все проблемы решены и можно массово внедрять десмодромную систему газораспределительного механизма. Но не тут-то было! У этой конфигурации всплыли и заметные недостатки, которые не позволили ей попасть под капоты автомобилей повсеместно. В частности проблем несколько:

  • высокая стоимость механизма из-за необходимости прецизионно подгонять его детали;
  • шумность моторов с десмодромным механизмом;
  • сложность в обслуживании;
  • большие размеры по сравнению с классическими типами ГРМ.

Таким образом, столь интересное изобретение моторостроителей осталось уделом лишь избранных моделей авто и мотоциклов – в основном гоночных типов, где ценится чёткость работы двигателя на высоких оборотах. На сегодняшний день десмодромную схему использует только компания Ducati, компонуя ею мотоциклетные моторы.

Фото. Мотоциклетный мотор Ducati с десмодромным приводом, где два верхних распредвала и четыре клапана на цилиндр.

Уважаемые читатели и подписчики, хочется верить, что наша статья об экзотическом типе газораспределительного механизма была полезна и интересна. Следите за публикациями блога и не забывайте подписываться, чтобы не пропустить появление свежих материалов.

Советую прочитать статью о инновационном двигателе без распредвала.

До скорой встречи!

auto-ru.ru

Десмодромный механизм газораспределения

Десмодромный газораспределительный механизм был разработан относительно недавно, а именно в начале применения блоков электронного руководства и бортовых компьютеров в строение двигателей. Благодаря системе электронно-магнитных клапанов, которая обеспечивает перемену режимов функционирования по отношению к командам микропроцессора, предоставляется возможность снятия мощности с двигателя на минимальном уровне топливных затрат. Десмодромным приводом клапанов называется газораспределительный механизм, в процессе которого открываются и закрываются клапаны при помощи распредвалика.

Представленный механизм довольно распространен в мотоциклах от компании “Ducati”.

Десмодромный механизм газораспределения

В данной статье размещены ответы на такие довольно распространенные вопросы:

  1. Что собой представляет десмодромный газораспределительный механизм?
  2. Устройство ГРМ Desmodromic;
  3. Назначение десмодромного газораспределительного механизма;
  4. В чем заключается принцип действия ГРМ Desmodromic?
  5. Часто встречаемые неисправности десмодромного механизма газораспределения и методы их решения.

Основная информация о ГРМ Desmodromic

Десмодромный газораспределительный механизм относится к одному из типов механизмов газораспределения, который обеспечивает руководство поднятия и опускания клапанов, а благодаря этому появляется возможность достижения своевременного открывания и закрывания клапанов на каждом обороте коленвала автомобильного двигателя. Механизм десмодромного газораспределения также называется как Desmodromic, что дословно переводится как руководящее передвижение.

На сегодняшний момент десмодромный механизм применяется на гоночных мотоциклах, которые производятся фирмой Ducati.

Двигатель с десмодромным механизмом газораспределения

Для начала необходимо обсудить устройство газораспределительного механизма. Механизм газораспределения имеет такие основные элементы:

  • Распредвалик;
  • Привод;
  • Клапан;
  • Уплотнение клапана;
  • Направляющую клапана;
  • Толкатели;
  • Открывающее коромысло;
  • Закрывающее коромысло;
  • Втулку или как ее еще называют цангу;
  • Открывающую шайбу;
  • Закрывающую шайбу;
  • Зажим;
  • Пружинку;
  • Кулак распредвалика;
  • Штанги.

Механизм привода распредвалика образовывает обороты со стабильной угловой скорость, составляющей 1,5 угловой скорости коленчатого валика.

Руководящее передвижение клапанов десмодромного механизма газораспределения производится при помощи специального привода, включающего такие элементы:

  • Распредвалик, который имеет специальную форму и оснащен кулаками;
  • Пара коромысел, главная функция которых заключается в обеспечении закрывания и открывания всех клапанов;
  • Соединяющие элементы, называемые шайбами коромысла с клапанов.

Механизм десмодромного газораспределения

Использование механизма десмодронного газораспределения дает возможность предотвращения, так называемого зависания клапанов, которое возникает из-за высокого уровня частоты вращения коленвала автомобильного двигателя, резонанса пружин и инерции клапанов. Процесс зависания клапанов в большинстве случаев приводит к множеству проблем, таких как:

  1. Перегревание клапанов, вследствие чего происходит их разрушение и коробление.
  2. Столкновение клапана и поршня, вследствие чего происходит их разрушение.
  3. Воздушно-топливная смесь загорается преждевременно, вследствие чего уменьшается давление продуктов горения, снижается мощность автомобильного двигателя и увеличивается количество вредоносных выбросов продуктов горения.

Представленную проблему на представленном механизме газораспределения можно решить такими методами:

  1. Используйте несколько пружинок, которые помогут предотвратить колебания резонанса;
  2. Используйте новые материалы и сплавы для изготовления пружинок и клапанов, которые снижают вес;
  3. Используйте пневматический привод клапанов.

Десмодромный механизм имеет целый перечень недостатков и вот несколько из них:

  1. Сильный шум;
  2. Дороговизна деталей, а следственно и всей конструкции;
  3. Громоздкая конструкция, поэтому ее используют только на мотоциклах;
  4. Сложное техническое обслуживание.

В момент набирания девяти тысяч оборотов за минуту пружинки обычного ГРМ не смогут создавать необходимую скорость срабатывания, потому как это может привести к поломке автомобильного двигателя. Представленный механизм не имеет ограничения максимального количества оборотов за минуту, потому как скорость срабатывания системы зависит от скорости вращения коленчатых валиков.

Часто встречаемые неисправности механизма газораспределения Desmodromic

Основная проблема во время создания представленного механизма заключается в обеспечении компенсации зазоров, которые образовываются в процессе износа, а это ограничивает их использование на автомобилях массового производства. Поэтому давайте рассмотрим процесс регулировки теплового зазора. В приводном механизме клапана обязательно должен сохраняться тепловой зазор. Во время достижения максимального уровня мощности температура во впускном клапане находится в пределе от 750⁰С до 850⁰С, но одновременно с этим температура элементов основы цилиндров автомобильного двигателя с охлаждающей жидкостью находится в пределах от 100⁰С до 200⁰С.

Клапанный стержень удлиняется намного больше, нежели другие элементы основы цилиндров, а одновременно с этим тепловой зазор уменьшается. В случае перегревания клапана, например, по причине позднего зажигания, износе фаски клапана и седла или же неправильного проведения регулирования теплового зазора нарушается прижатие и герметичность прижатия клапана к седлу, происходит прогорание клапана.

Величина теплового зазора и профиль кулака для предотвращения стука выбирается так, что момент толкательного кулака или приводного режима во время любого теплового режима соответствует зоне минимальных ускорений.

Тепловой зазор автомобильного двигателя с охлаждающей жидкостью определяется с помощью плоского щупчика, но одновременно с этим необходимо учитывать особенности конструкции автомобильного двигателя, долгосрочность контактирующих поверхностей и многое другое. Минимальной массы поступательно передвигающихся элементов можно достичь в приводе клапана от кулака при помощи толкателей. Тогда процесс регулирования теплового зазора происходит при произведении замены вставок цилиндра на всех клапанах. В процессе износа контактных поверхностей тепловой зазор выходит намного больше. Исходя из этого самым точным методом произведения замеров теплового зазора, является измерение с использованием специального приспособления и индикатора.

Вам понравилась статья? Она была полезной?

Похожие статьи:

autodont.ru

Десмодромный механизм — DRIVE2

Десмодромным называется вид газораспределительного механизма, обеспечивающий непосредственное управление подъемом и опусканием клапанов, чем достигается их своевременное открытие и закрытие на всех оборотах коленчатого вала двигателя.

Десмодромный механизма получил свое название от двух греческих слов desmos (управление, связь, контроль) и dromos (действие, движение) – «управляемое движение».

В 50-е годы прошлого века десмодромная схема газораспределения применялась на гоночных автомобилях Mercedes-Benz. В настоящее время десмодромный механизм используется в двигателях внутреннего сгорания, устанавливаемых на гоночных мотоциклах Ducati, и является визитной карточкой фирмы.

Десмодромный механизм имеет общепринятое международное название Desmodromic.

Управляемое движение клапана в десмодромном механизме осуществляется с помощью специального привода, который включает:

• распределительный вал с кулачками специальной формы (по другой схеме – два распределительных вала, один на закрытие, другой на открытие клапанов);• два коромысла, обеспечивающих открытие и закрытие каждого клапана;

• элементов соединения (шайб) коромысла с клапаном.

Схема десмодромного механизма:

1. шайба открытия2. зажим3. втулка (цанга)4. шайба закрытия5. коромысло закрытия6. уплотнение клапана7. направляющая клапана8. пружина9. клапан10. коромысло открытия

11. кулачок распределительного вала

Применение десмодромного механизма позволяет предотвратить, т.н. «зависание клапанов» (неполное закрытие клапана до достижения поршнем верхней мертвой точки), возникающее вследствие высокой частоты вращения коленчатого вала двигателя, инерции клапана и резонанса пружины. Зависание клапанов может привести к серьезным проблемам:

• столкновение поршня с клапаном, и как следствие их разрушение;• перегрев клапанов, и как следствие их коробление и разрушение;

• преждевременное воспламенение топливно-воздушной смеси, и как следствие уменьшение давления газов, снижение мощности двигателя, увеличение вредных выбросов.

Наряду с системой Desmodromic проблема зависания клапанов на современных двигателях решается и другими способами:

• применением нескольких (двух-трех) пружин, расположенных одна в другой и предотвращающих резонансные колебания;• применением новых материалов и сплавов для изготовления клапанов и пружин, снижающих их вес;

• использованием пневматического привода клапанов (на спортивных автомобилях Формулы-1).

Десмодромная схема газораспределения имеет ряд существенных недостатков, сдерживающих ее широкое применение:

• высокая стоимость конструкции, обусловленная точностью сопряженных деталей;• сложность технического обслуживания, обусловленная наличием• большого количества движущихся частей, склонных к износу;высокий уровень шума;

• громоздкость системы и как следствие применение на мотоциклетных двигателях.

Система Desmodromic не является идеальным техническим решением, но несмотря на это продолжает применяться по сей день.

www.drive2.ru


Смотрите также

Возврат к списку