МАРКА СТАЛИ ДЛЯ КЛАПАНОВ ЛОКОМОТИВОВ И ПОЕЗДОВ № 8

Классификация механизмов газораспределения производится в зависимости от того, каким образом в них осуществляется управление впуском и выпуском. Обычно выделяют четыре типа механизмов управления впуском и выпуском:

ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ
«Регионального Центра Инновационных Технологий»

Магистральный грузовой двухсекционный тепловоз
2ТЭ25КМ

Магистральный грузовой двухсекционный тепловоз 2ТЭ25КМ
 Руководство по эксплуатации Часть 1
Всего частей 4
 Техническое описание
2ТЭ25КМ РЭ

О газораспределительных механизмах карбюраторных двухтактных двигателей см. Двухтактный двигатель

Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование.

Проверьте соответствие информации приведённым источникам и удалите или исправьте информацию, являющуюся оригинальным исследованием. В случае необходимости подтвердите информацию авторитетными источниками. В противном случае статья может быть выставлена на удаление. (21 января 2018)

Газораспределительный механизм (ГРМ) — механизм, обеспечивающий впуск топливно-воздушной смеси и выпуск отработанных газов из цилиндров. Может иметь как фиксированные фазы газораспределения, так и регулируемые, в зависимости от частоты вращения коленвала и других факторов.

Разрез по цилиндру двигателя с двухвальным ГРМ типа DOHC

Чаще всего состоит из распределительного вала или нескольких валов привода распределительного вала, коромысел, пружин, клапанов, поршней и коленчатого вала. В некоторых конструкциях система распределения представлена вращающимися или качающимися распределительными гильзами или золотниками.

Влияние выбранных фаз газораспределения на наполнение

FORTLUFT это международный бренд автомобильных запчастей и товаров общего назначения, который является одним из подразделений одноименной компании FORTLUFT Inc. Производственные мощности компании составляют 44 завода, расположенных в Южной Корее, Китае, Тайване, Японии, Индии, России, Италии, Польше, Турции, Германии и США. Все производства сертифицированы по международному стандарту качества ISO/TS 16949:2009. Инженеры компании строго следят за качеством выпускаемой продукции под брендом FORTLUFT, обновляют и совершенствуют модели, создают новые продукты, которыми успешно пользуются покупатели. Продукция компании соответствует высоким требованиям для ежедневной эксплуатации в суровых климатических условиях и имеет очень хорошее соотношение цена -качество.
Дата основания: 2007

Штаб квартира: Нью-Йорк, США

 Ассортимент по товарным группам:

— Выхлопные системы: Катализаторы, Пламегасители, Гофры глушителя, Глушители, Крепеж глушителя, Комплектующие и расходники для производства выхлопных систем, Насадки на глушитель, Обманки лямбда зонда, Лямбда зонды, Трубы и патрубки, Электронные заслонки глушителя

— Система охлаждения и отопления: Силиконовые патрубки и шланги, Хомуты T-болт, Силовые хомуты, Червячные хомуты

— Впускная система: Турбокомпрессоры и картриджи, Алюминиевые трубы и патрубки, Спортивные воздушные фильтры, Силиконовые патрубки, Хомуты

— Автомобильные лампы: ксеноновые, галогеновые и лампы накаливания

— Система зажигания: Катушки зажигания
— Термоизоляция: Термоленты для коллектора, Термозащитные самоклеящаяся ленты, Силиконовые термо-рукава, Силиконовые ленты, Огнестойкие Термо-рукава, Керамическое волокно, Кабельные оплетки, Сварочное покрывало, Хомуты для термоленты

— Шиномонтажные материалы: Балансировочные грузики, Жгуты, Вентили

— Электрика: Предохранители, Датчики и клапаны

— Батарейки: Мизинчики, Пальчики, Таблетки, Аккумуляторные пуско-зарядные устройства

В соответствии с рекомендациями Совета экономической взаимопомощи (СЭВ) было принято решение о том, что постройка магистральных тепловозов для железных дорог стран-членов СЭВ будет производится на заводах СССР. Советский Союз имел мощную материально-техническую базу для выпуска тепловозов, и был в состоянии организовать их изготовление и поставку на экспорт практически в любых необходимых количествах.

Первым заказчиком стала Венгерская Народная Республика. Между дирекцией локомотивной службы железных дорог Венгрии (MAV) и внешнеторговой организацией «Машиноимпорт» начались переговоры о поставке из Советского Союза магистральных тепловозов, и в результате был подписан первый контракт. Заказ на производство локомотивов был размещён на Ворошиловградском (в тот период — Луганском) тепловозостроительном заводе. На основании заключённого контракта Государственный комитет тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения 27 февраля 1963 г. утвердил техническое задание, а ВСНХ СССР распоряжением №50 РС от 6 мая 1963 г. и Совет Министров УССР распоряжением №639-72 РС от 15 мая 1963 г. обязали Луганский завод создать тепловоз для поставки в Венгерскую народную республику. Технический проект тепловоза был разработан в мае 1963 г. конструкторами бюро перспективною проектирования отдела главного конструктора, под непосредственным руководством главного конструктора завода А. Н. Коняева, заместителя главного конструктора В. Р. Степанова и начальника бюро В. Е. Майского, рассмотрен и утвержден 29 мая 1963 г. Донецким совнархозом, 13 июня 1963 г. — Государственным комитетом по координации научно-исследовательских работ при Совете Министров УССР и 29 нюня 1963 г. — Госкомитетом тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения.

Тогда же, по требованию заказчика, Венгрии, новый тепловоз получил обозначение М62. В соответствии с системой, принятой на венгерских железных дорогах, это расшифровывалось как «MOOTORVEDUR» — дизельный локомотив, 6-осный, 2-й тип (тепловозы серии М61 поставлялись в Венгрию из Швеции, фирмой «NOHAB»). Однако, судя по всему, уже тогда было решено, что новый тепловоз будет поставляться на экспорт не только в Венгрию, но и в другие зарубежные страны, прежде всего — СЭВ.

Работы по созданию нового экспортного локомотива велись на Луганском заводе в 1963-1964 г.г. В результате, исходя из перечисленных требований, был спроектирован односекционный, двухкабинный, шестиосный, фактически — грузопассажирский тепловоз, который в целом получился несколько более лёгким (нагрузка на ось 19,4 тс), чем основная продукция завода того времени — тепловозы серии ТЭ3. Кузов тепловоза был выполнен в габарите европейских железных дорог 02-Т.

На тепловозе установили дизель 14Д40, который ранее на луганских машинах практически не применялся. Дизель 14Д40 (12ДН23/30) производства Коломенского тепловозостроительного завода — двухтактный, 12-цилиндровый, с двухрядным V-образным расположением цилиндров, прямоточной клапанно-щелевой продувкой и комбинированной двухступенчатой системой наддува. При номинальной частоте вращения вала 750 об/мин развивает мощность 2000 л.с. (1470 кВт). Имея такую же мощность, как и дизель 2Д100 тепловоза ТЭ3, 14Д40 был значительно легче и компактней последнего. Кроме того, на тепловозе установили водомасляный теплообменник.

Тяговый генератор — ГП-312, постоянного тока, с независимым возбуждением и принудительной вентиляцией. Вместе с дизелем образует дизель-генераторный агрегат 14ДГ, смонтированный на главной раме. Передача мощности — постоянного тока.

Большинство остальных узлов, агрегатов и вообще конструкционных решений нового тепловоза (тяговые электродвигатели ЭД-107, вспомогательные электрические машины, электрическая аппаратура, компрессор КТ-7, секции холодильника, аккумуляторные батареи и многое другое оборудование) были перенесены на М62 с тепловозов ТЭ3, которые в тот период в больших количествах производились на Луганском заводе, и 2ТЭ10Л, серийное производство которых здесь только что началось. Схема возбуждения тягового генератора (аппаратная, каскадная, с магнитным усилителем) — такая же, как на 2ТЭ10Л (с №003).

Экипажная часть с трёхосными челюстными тележками и опорно-осевым подвешиванием ТЭД также, в целом, мало чем отличалась от ТЭ3 последних выпусков и 2ТЭ10Л, однако здесь были внесены некоторые изменения, чтобы обеспечить возможность работы на колее как 1435, так и 1524 мм. Кроме того, тележки экспортных М62 были выполнены с четырьмя тормозными цилиндрами и двухсторонним нажатием колодок. Конструкционная скорость — 100 км/ч.

К концу 1963 г. чертежи были разработаны и выданы в производство. В апреле-мае 1964 г. были построены два опытных образца — тепловозы М62-1 и М62-2.

В 1970 г. на Ворошиловградском заводе начался серийный выпуск тепловозов серии М62 для железных дорог Советского Союза. При постройке они получали тысячные номера (с №1003).

Тепловозы серии М62, построенные для СССР (иногда в технической литературе они обозначаются М62С) выпускались на колею 1524 мм, имели тележки с двумя тормозными цилиндрами и односторонним нажатием колодок, оснащались стандартными для советских тепловозов узлами и агрегатами (автосцепное устройство СА-3, унифицированное тормозное оборудование, радиостанция ЖР-3М и др.)

В общей сложности, в период 1970-1976 г.г. на Ворошиловградском заводе был изготовлен 721 тепловоз серии М62 (№№1003-1723).

В 1976 г. на Ворошиловградском заводе был построен первый образец двухсекционного тепловоза 2М62, созданного на базе М62. В том же году начался серийный выпуск этих машин.

Тепловоз 2М62 (заводское обозначение 2133) состоит из двух секций, каждая из которых по конструкции, в целом, мало чем отличается от односекционного тепловоза М62. Основное отличие — в связи с постоянной работой в двухсекционном варианте отсутствует вторая кабина управления в секции (со стороны холодильника — бывшая кабина «Б» на М62). Всё оборудование, размещавшееся в этой кабине, было ликвидировано, а само пространство бывшей кабины фактически превратилось в тамбур для перехода в смежную секцию; вместо лобовых окон смонтирована переходная площадка с дверью. Как и в случаях с другими сериями отечественных тепловозов, секции тепловоза 2М62 обозначаются как «А» и «Б», конструктивно идентичны между собой, и при необходимости могут работать самостоятельно.

Соответствующие изменения, обусловленные отсутствием второго поста управления в секции, были внесены в электрические и пневматические схемы. Кроме того, на тепловозах 2М62 стали устанавливаться полнопоточные фильтры тонкой очистки масла (ФТОМП), была изменена схема аварийного питания дизеля топливом (вместо клапана аварийного питания установлен бак), а также применены некоторые новые типы деталей и узлов, электрических аппаратов, и др.

В общей сложности за период 1976-1987 г.г. на Ворошиловградском заводе был изготовлен 1261 тепловоз серии 2М62 (№№0001-1261). Последние тепловозы №№1260 и 1261 были построены в декабре 1987 г. (сданы МПС уже в следующем, 1988 г.)

На тепловозах 2М62 самых первых выпусков в задней части секции, в районе ликвидированной кабины управления ещё устанавливалась пара входных дверей, а внутри здесь оставалась стенка (бывшая задняя стенка кабины, с дверью) и привод ручного тормоза. Входные двери в задней части секции имелись на 2М62 до №0069 (включительно) и на №0071 (она последняя четырёхдверная). На тепловозах №0070 и с №0072 таких дверей нет, взамен появилось только откидное окно для доступа к приводу зачехления жалюзи холодильника, а внутри исчезла и перегородка, и ручник.

Самые первые тепловозы серии 2М62 поступили на Прибалтийскую (№№0001-0009, 0011-0021, 0027-0031 — депо Вильнюс) и Октябрьскую ((№№0010, 0022-0026, 0032-0041 — депо Великие Луки и Бологое) железные дороги. На Белорусскую ж.д. (депо Брест) попали №№0069-0074 и 0079-0083. На Украине первыми стали 2М62 №№0096-0100 и 0103-0106 (депо Ковель ЛЬВ ж.д.)

В середине 1980-х г.г. на Ворошиловградском заводе по заказу МПС было начато создание трёхсекционного тепловоза на базе М62. При этом, кроме увеличения количества секций, в конструкцию нового локомотива были внесены значительные изменения и усовершенствования по сравнению с 2М62.

Основными из них стали применение унифицированных бесчелюстных тележек с «гуськовым» расположением ТЭД (давно уже применявшихся на 2ТЭ10В, ТЭ10М, 2ТЭ116) и топливного бака ёмкостью 7300 л (6300 кг), при этом аккумуляторные батареи наконец-то были перенесены в задние нерабочие кабины секций. В результате проведённой модернизации сцепная масса секции увеличилась со 120 до 126 т, соответственно повысилась нагрузка на ось — с 20 до 21 тс. Соответствующие изменения, направленные на обеспечение возможности работы в составе трёх секций, были внесены в электрическую схему, кроме того, появился автоматический пуск дизеля, возможность перевода дизеля любой секции в режим автономного холостого хода и др. Также были применены некоторые новые типы деталей и узлов: малогабаритный глушитель шума выхлопа, унифицированные межтепловозные соединения (ЖОКСы), главные резервуары объёмом 250 л (вместо 222-литровых), увеличен запас песка с 600 до 700 кг (на секцию), и др.

Первый трёхсекционный тепловоз 3М62У-0001 был изготовлен в 1985 г. (сдан МПС был в 1986 г.), с 1986 г. начался серийных выпуск этих локомотивов. В следующем, 1987 г. аналогичная модернизация коснулась строившихся двухсекционных машин, и взамен 2М62 началось производство 2М62У. Впоследствии появилось целое семейство «унифицированных» тепловозов, известных как тип М62У (заводское обозначение 2161).

Тепловозы типа М62У выпускались в следующих модификациях:

-в односекционном (двухкабинном) варианте — М62УМ (16 ед. — экспортная модификация для Монголии) и М62УП (только для промышленности СССР);

-в двухсекционном варианте — 2М62У (для МПС, а также промышленности СССР);

-в трёхсекционном варианте — 3М62У (для МПС СССР), а также 3М62П (три тепловоза специального назначения).

Самые первые тепловозы серии 2М62У поступали на Московскую (№№0001-0003, 0005-0007, 0011-0040, 0042-0048, 0061-0064), Прибалтийскую (№№0004, 0008-0010, 0065, 0070, 0071), Октябрьскую (№№0041, 0072, 0073, 0078-0080), Белорусскую (№№0049-0053) и Юго-Западную (№№0054-0060, 0066-0069, 0074-0077) железные дороги.

Тепловоз 3М62У состоит из трёх секций — двух крайних (головных) «А» и «Б», и средней (промежуточной) секции «В». Секции тепловоза 2М62У и головные секции 3М62У конструктивно абсолютно идентичны между собой. Средняя секция «В» может соединяться с крайними любой стороной, при этом цепи управления крайними секциями собираются через межтепловозные соединения и транзитные провода средней секции. Кабины управления на секции «В» как таковые отсутствуют, но на месте бывшей кабины (со стороны, противоположной холодильнику) установлен упрощённый пульт управления (по конструкции напоминающий унифицированные пульты ТЭ10М,У и 2ТЭ116), используемый для самостоятельных маневровых передвижений и при производстве реостатных испытаний. Также на средней секции отсутствует некоторое оборудование (кран машиниста усл. №395, устройство блокировки тормозов усл. №367, комплект устройств АЛСН и радиосвязи и др.), поэтому использование её в качестве самостоятельной тяговой единицы (без хотя бы одной головной секции) для вождения поездов невозможно.

Тепловозы серии 3М62У с завода поступали только на две железные дороги: Октябрьскую (№№0001-0028, 0031-0048, 0062-0069, 0095-0099) и Забайкальскую (№№0029, 0030, 0049-0061, 0070-0094, 0100-0104 — депо Борзя и Белогорск).

На Октябрьской дороге около 30 тепловозов 3М62У в 1986-1987 г.г. поступило с завода в депо Суоярви. Здесь они возили тяжёлые поезда с железорудным концентратом из Костомукши для Череповецкого металлургического комбината через Петрозаводск и Волховстрой, при этом известны случаи проводки на 3М62У поездов весом до 8400 тонн (трогание с толкачом и т.д.) До полной электрификации Мурманского хода дороги, «Тройные Машки» депо Медвежья Гора и Кемь таскали пятитысячные составы на полигоне от Волховстроя до Кеми. Эксплуатировались также в депо Волховстрой, Петрозаводск, Выборг, с недавнего времени — в Хвойной. Успели поработать и в пассажирском движении.

Односекционные тепловозы серии М62УП строились только для промышленности СССР, и большинство из них попало на различные промышленные предприятия Украины. По официальной статистике завода, в общей сложности за период 1989-1996 г.г. их было изготовлено 40 ед. (№№0001-0040). Но, кроме того, в различных источниках встречаются сведения о существовании тепловозов под обозначениями М62КР, М62МП, М62УК, происхождение которых (заводское или переделка-?) неясно. С уверенностью можно сказать только о происхождении машин М62УМП №№0088 и 0089, работающих на Мариупольском металлургическом комбинате им. Ильича — это результат переделки секций тепловоза 2М62У-0189.

Три трёхсекционных тепловоза 3М62П (№№0001-0003) были построены в 1988 г. специально для космодрома Байконур в рамках программы многоразового космического корабля «Энергия-Буран». Тепловозы использовались на космодроме для перемещения ракеты-носителя до стартового комплекса на специальном транспортно-установочном агрегате, который перемещался двумя локомотивами по двум параллельным железнодорожным путям. Внешне похожи на 3М62У, но значительно отличаются от них электросхемой, позволяющей локомотивам трогаться очень плавно.

Судя по всему, последними тепловозами 2М62У, поступившими на железные дороги по распределению МПС, стали №№0376, 0377 и 0378-0380, попавшие, соответственно, на Горьковскую и Забайкальскую дороги. В середине 1990-х г.г., в эпоху всеобщей разрухи, выпуск тепловозов на Ворошиловградском заводе (который с 1990 г. вновь сменил своё название на Луганский) из-за отсутствия заказов был практически прекращён; те немногочисленные локомотивы, которые в этот период были построены, длительное время в ожидании покупателя простаивали на заводе, переходя из года в год.

Тем не менее, даже сейчас тепловозы типа М62У формально всё ещё остаются в заводской программе. Кроме того, Луганский завод предлагает также проведение глубокой модернизации этих тепловозов, с заменой дизеля 14Д40 на более «прогрессивный» типа Д49 или даже Д80. В связи с этим, есть сильное подозрение, что тепловозы 2М62У №№0392-0395, упоминаемые выше в таблице выпуска как вновь построенные (2000-2001 г.г.), на самом деле являлись старыми, откапиталенными на заводе с присвоением новых номеров.

Клуб коллекционеров «Союзпродукт»

С золотниковым управлением газораспределением

Газораспределительный механизм двухтактного двигателя с вращающимся дисковым золотником, установленным в задней части картера, под золотником видно частично открытое впускное окно.

Управление газораспределением поршневым золотником на четырёхтактном двигателе.

Золотниковое газораспределение со вращающимся золотником на четырёхтактном двигателе, каждый золотник обслуживал по два соседних цилиндра (Itala, 1910-е годы).

В двухтактных двигателях

Золотниковое газораспределение было применено ещё на двухтактном газовом двигателе Ленуара, считающемся первым в мире коммерчески успешным двигателем внутреннего сгорания (1859 г.). Его газораспределительный механизм с двумя коробчатыми золотниками был полностью скопирован с парораспределительного механизма паровых машин, причём при помощи золотников осуществлялся как впуск газовоздушной рабочей смеси, так и выпуск отработанных газов. Однако впоследствии развитие двухтактных двигателей пошло по пути использования поршневого (на лёгких двигателях) либо клапанного газораспределения.

Применение золотникового газораспределения на лёгких двухтактных двигателях современного типа (с кривошипно-камерной продувкой) прослеживается как минимум с 1920-х годов, однако по-настоящему удачная реализация этого принципа была осуществлена лишь в начале 1950-х годов восточногерманским инженером Даниэлем Циммерманом на спортивно-гоночных мотоциклах MZ, а затем в 1960-х — 70-х годах схожие решения стали появляться и на некоторых серийных мотоциклах марок Jawa, Yamaha, Suzuki, Kawasaki и других.

На двухтактных моторах с золотниковым управлением газораспределением для управления впуском используется золотник с приводом от коленчатого вала — вращающийся дискового или цилиндрического (кранового) типа либо имеющий возвратно-поступательное движение пластинчатого типа. Золотник тем или иным образом осуществляет открывание и закрывание впускного канала двигателя, управляя тем самым длительностью впуска. Благодаря этому удаётся сделать фазу впуска асимметричной относительно НМТ (как правило, начинается за 130—140° до НМТ и заканчивается за 40—50° после) и увеличить её длительность до 180—200°, тем самым улучшив наполнение цилиндра. Некоторые варианты реализации золотникового управления газораспределением позволяют даже изменять фазы газораспределения непосредственно во время работы двигателя. Выпуском как правило продолжает управлять поршень, открывающий выпускное окно (окна).

С аналогичной целью во впускном тракте двигателя может устанавливаться автоматически срабатывающий на перепад давления клапан лепесткового или мембранного типа (Yamaha и др.).

Опыты с газораспределением вращающимся золотником велись в начале 1990-х годов фирмой Lotus применительно к двухтактному автомобильному двигателю с продувкой от приводного компрессора, причём, в отличие от обычного двухтактного двигателя с клапанно-щелевой продувкой, свежий воздух подавался в верхнюю часть цилиндра через золотник, а отработавшие газы удалялись через окна в нижней части цилиндра (у обычного двигателя с клапанно-щелевой продувкой воздух подаётся через окна в средней части цилиндра, а газы удаляются через клапан в головке блока). Золотник имел вид постоянно вращающегося вокруг своей оси полого цилиндра — ротора — с окнами в стенках, внутри которого располагался также имевший вид полого цилиндра статор с продольной перегородкой, поворот которого относительно ротора, осуществляемый электронной системой, управлял фазами газораспределения. Такое устройство газораспределения позволило вместо обычно используемого на дизелях с клапанно-щелевой продувкой непосредственного впрыска использовать более дешёвый вариант системы питания, с форсункой низкого давления, распыляющей топливо внутрь золотника, откуда рабочая смесь вдувалась внутрь цилиндра через впускное окно. Завершились эти работы безрезультатно, одной из причин чего было резкое ужесточение экологических стандартов в середине 1990-х годов (Евро-1, Евро-2 и т. д.), поставившее крест на использовании двухтактных двигателей на автомобильном транспорте.

В четырёхтактных двигателях

Золотниковое газораспределение с коробчатыми, поршневыми или вращающимися (крановыми) золотниками, так или иначе связанными с распределительным валом и осуществляющими открытие и закрытие впускных и выпускных окон, использовалось на некоторых четырёхтактных двигателях, но не получило широкого распространения из-за целого ряда трудностей на пути практической реализации данного принципа, в частности — проблемы с уплотнением золотников, особенно работающего на выпуск и в силу этого находящегося под большим давлением горячих отработанных газов.

Газораспределение коробчатым золотником, аналогичным золотникам паровых машин, было применено ещё на первом в мире четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания, сконструированном Н. Отто (1861 г.), и достаточно широко использовалось на тихоходных стационарных двигателях XIX — самого начала XX века.

Управление газораспределением имеющими возвратно-поступательное движение поршневыми золотниками является фактически стандартным на паровых машинах и мощных поршневых насосах, некоторые конструкторы пытались приспособить его и к двигателю внутреннего сгорания, однако без большого успеха — перемещение золотника оказывалось весьма затруднено из-за большого давления газов, создававшего огромную силу трения между золотником и стенками золотниковой коробки, не говоря уже о проблемах с прорывом газов через уплотнения.

Несколько больший успех выпал на долю газораспределительных механизмов с вращающимся (крановым) золотником. Этот вариант газораспределения привлекал конструкторов благодаря бесшумности работы по сравнению с обычными тарельчатыми клапанами (стук которых при работе ГРМ был большой проблемой для двигателей начала XX века), возможности получить потенциально более высокую пропускную способность по сравнению с клапанным газораспределением и упростить ГРМ за счёт использования одного золотника на цилиндр, работающего и на впуск, и на выпуск, или даже одного на каждую пару цилиндров, а также устранить из камеры сгорания один из наиболее опасных очагов детонации — выпускной клапан (что, опять же, было весьма актуально в начале XX века, когда доступное топливо имело очень низкое октановое число).

Пик популярности данной конструкции в автомобильных двигателях пришёлся на начало 1910-х годов, когда, следуя последней моде, свои варианты золотникового газораспределения представил целый ряд фирм, выпускавших дорогостоящие автомобили, таких, как Itala (Италия, 1911), Darraq (Франция, 1912), впоследствии Minerva (Бельгия, 1925).

Сравнительно удачные конструкции двигателей с газораспределением коническим вращающимся золотником создавались британцами Р. Кроссом и Ф. Аспином в 1930-х — 1950-х годах, находили применение на гоночных автомобилях, однако в массовое производство так и не попали, в том числе — из-за нерешённых проблем с уплотнением и смазкой золотника. В те же годы экспериментировал с золотниковым газораспределением германский инженер Ф. Ванкель в сотрудничестве с фирмами BMW, DVL, Daimler-Benz, Lilienthal и Junkers, однако, не добившись решительного успеха, он переключился на работу над проектом роторно-поршневого двигателя, в чём весьма преуспел.

Примерно тогда же британская фирма Norton выпустила некоторое количество гоночных мотоциклов с золотниковым газораспределением, но в 1954 году полностью прекратила работы в этом направлении. Разновидностью золотникового иногда считают гильзовое газораспределение, рассмотренное отдельно ниже по тексту.

С поршневым управлением газораспределения

Цикл работы двухтактного двигателя. Слева направо: продувка, сжатие, воспламенение, рабочий ход. Газообмен происходит через впускные и выпускные окна, открываемые и закрываемые самим поршнем.

Механизм газораспределения с поршневым управлением впуском и выпуском (он же — оконный газораспределительный механизм) применяется на двухтактных двигателях с щелевой продувкой. В нём фазы газораспределения задаются за счёт осуществляемого непосредственно поршнем открытия и закрытия окон в стенке цилиндра.

Впускное окно обычно открывается при положении коленчатого вала, в котором поршень не доходит 40-60° до нижней мёртвой точки (по углу поворота коленвала), а закрывается спустя 40-60° после её прохождения, что даёт достаточно узкую фазу впуска — не более 130—140°. На высокофорсированных спортивных моторах открытие впускного окна может производиться за 65-70° до НМТ, что расширяет фазу впуска, но при этом работа двигателя на малых и средних оборотах становится неустойчивой, значительно увеличивается непроизводительный расход топлива из-за обратного выброса топливной смеси в атмосферу.

Выпускное окно открывается примерно за 80-85° до достижения поршнем нижней мёртвой точки, а закрывается спустя 80-85° после её прохождения, что даёт длительность фазы выпуска около 160—165°. Фаза продувки имеет длительность около 110—125°.

Симметричность фаз газораспределения при поршневом управлении впуском и выпуском обусловлена тем, что взаимное расположение поршня и окон в стенке цилиндра одинаково как при ходе вверх, так и при ходе вниз. Это является недостатком, поскольку для оптимальной работы двигателя как минимум фаза впуска должна быть асимметрична, что при чистом поршневом управлении газораспределением недостижимо. Для получения таких характеристик в малых двухтактных двигателях с кривошипно-камерной продувкой используются золотниковое газораспределение или лепестковый клапан на впуске (см. ниже).

В двухтактных двигателях большого объёма (тепловозные, морские, авиационные, танковые) либо на один цилиндр два поршня, движущихся навстречу друг другу, один из которых открывает впускные окна, а второй — выпускные (прямоточная продувка), либо через окна в стенке цилиндра производится только впуск, а выпуск осуществляется с помощью клапана в головке цилиндров (клапанно-щелевая продувка), при этом также достигается более оптимальная продувка.

С гильзовым управлением газораспределением

Гильзовое газораспределение системы Найта.

Устройство ГРМ двигателя Argyll с вращающимися гильзами (система Бёрта-МакКаллума).

Газораспределение на Bristol Perseus

Главное преимущество гильзового газораспределения — полная бесшумность работы двигателя, поскольку в его работе полностью отсутствуют удары деталей друг о друга. Кроме того, для неё характерны высокая долговечность, нетребовательность к обслуживанию и хорошее наполнение цилиндров бензовоздушной смесью за счёт большого размера и меньшего сопротивления окон в гильзах по сравнению с каналами клапанов — особенно относительно нижнеклапанных двигателей.

В то же время, двигатель с гильзовым газораспределением сложен по конструкции, нетехнологичен и дорог в изготовлении. Кроме того, неистребимым недостатком системы со скользящими гильзами являлся высокий расход масла на угар — обеспечить надёжное уплотнение пары трения «цилиндр — гильза» было практически невозможно, так что масло в значительных количествах прорывалось внутрь цилиндра, где сгорало вместе с рабочей смесью.

Применялась в основном на дорогих легковых автомобилях — в первую очередь нужно отметить целую серию моделей SS (San-Soupape, фр. «без клапанов») французской фирмы Panhard et Levassor и автомобили фирмы Avions Voisin с двигателями Найта, а также такие модели, как Willys-Knight и Mercedes-Knight. Полный список автомобилей с двигателями Найта включает такие марки и модели, как:

Также гильзовое газораспределение находило применение на авиадвигателях, в частности, на британских авиационных двигателях разработки тридцатых годов, таких, как Bristol Perseus, Bristol Hercules. Аналогичные конструкции широко применялись и на паровых двигателях.

На британских авиадвигателях применялась не система Найта, а система МакКаллума, в которой гильзы (одна на цилиндр) не скользили вдоль цилиндра, а вращались относительно него, что было проще в реализации. Также существовало небольшое число двигателей, имевших окна не сбоку цилиндра, а в самой головке блока, то есть более близких к традиционной системе с тарельчатыми клапанами.

Преимущества этой системы были особенно заметны по сравнению с нижнеклапанными автомобильными двигателями первой половины XX века, после появления гидрокомпенсаторов клапанного зазора и массового распространения верхнеклапанных ГРМ традиционного типа они практически исчезли. Тем не менее, впоследствии, вплоть до нашего времени, ряд исследователей высказывал мнение, что в двигателях будущего возможен возврат к системе Найта или иному виду гильзового газораспределения.