Зачем делают шестнадцатиклапанные двигатели? Ведь и восьмиклапанные неплохие. Михаил Кротов, Донецк
Многие характеристики двигателя зависят от качества наполнения цилиндров свежим зарядом. Чем больше воздуха попадает в цилиндры, тем большие крутящий момент и мощность выдает двигатель. Особенно это касается высоких оборотов, когда времени на впуск свежего заряда дается намного меньше. Основным ограничителем на пути подачи воздуха в цилиндры является малое проходное сечение клапанов. Для его увеличения есть три пути — сделать большим диаметр клапанов, установить на каждый цилиндр не по два, а по четыре, пять и даже шесть клапанов или оснастить системой наддува. Первый вариант оказался менее пригодным, так как размеры клапанов ограничивает диаметр цилиндра. Кроме того, на большие и соответственно тяжелые клапаны действуют большие силы инерции, требующие установки мощных пружин, усиления конструкции головки блока и увеличения массы. Несмотря на сложность конструкции, увеличение количества клапанов на цилиндр оказалось более эффективным, к тому же управление клапанами стало более гибким.
Что касается турбонаддува, который до 80-х годов был основным средством увеличения мощностных показателей двигателей, то, кроме усложнения конструкции, он был причиной недостатков: снижался ресурс двигателя, увеличивался расход топлива, повышалась стоимость обслуживания и ремонта двигателя. В 80-е годы, когда перед моторостроителями в очередной раз встала задача увеличить мощность малолитражных двигателей и снизить токсичность отработавших газов, многоклапанная конструкция ГРМ (DOHC-double overhead cam-shafts) оказалась наиболее подходящей. Поэтому автомобильные конструкторы позаимствовали ее из авиации и автоспорта. Двухклапанная схема ГРМ по показателям токсичности к этому времени уже исчерпала все свои возможности.
Во многих современных автомобилях четыре клапана на каждом цилиндре работают не постоянно. Например, на оборотах ниже средних открываются по одному впускному и выпускному клапану. Этого вполне достаточно, чтобы обеспечить хорошее наполнение цилиндров рабочей смесью. При увеличении оборотов выше средних к работе подключаются два других клапана, чем компенсируется нехватка воздуха, существующая у двухклапанных ГРМ. Таким образом обеспечивается подача в цилиндры горючей смеси с оптимальным соотношением «воздух-топливо», равным 14,7. Такая смесь наиболее хорошо сгорает — отдает максимум энергии и с минимальным выделением токсичных веществ в отработавших газах. Кроме того, на высоких оборотах в цилиндры удается подать больше смеси, чем обеспечивается увеличение максимальной мощности двигателя.
Те, кто имел возможность ездить на автомобилях с двух- и четырехклапанными моторами одного объема, могли, наверное, заметить, что некоторые «двухклапанники» намного динамичнее своих более совершенных конкурентов. Особенно это касается низких оборотов. Объясняется это тем, что при создании современных двигателей, имеющих по четыре (три, пять, шесть) клапана на цилиндр, основное внимание уделяется снижению токсичности отработавших газов и расхода топлива. Чтобы эти показатели снизить, «четырехклапанники» на оборотах ниже средних делают «зажатыми». Всю свою мощь они выдают на высоких оборотах, когда в работе участвуют все клапаны. Такой принцип построения работы двигателя выбран из-за того, что основную часть времени он работает на средних или ниже средних оборотах. Если же нужны большой крутящий момент и мощность, например, для резкого ускорения при обгоне или трогании, «раскручивайте» двигатель как можно больше.
При создании новых двигателей конструкторы ориентируются на экологические нормы будущего, т. е. те, которые вступят в силу через 5 — 10 лет. Вот почему уровень токсичности отработавших газов многих автомобильных новинок с двигателями DOHC намного ниже действующих в настоящий момент норм. Мы не употребляли термин «шестнадцатиклапанный», так как он предполагает только четырехцилиндровый двигатель, имеющий по четыре клапана на цилиндр. Но такое же количество клапанов могут иметь и шести-, восьмицилиндровые двигатели, кроме того, существуют моторы и с тремя, пятью и даже шестью клапанами на цилиндр.
«Автосити»,»autocentre.com.ua»
Загрузка ...
