Двигатели DOHC. Конструктивные особенности

Двигатели DOHC. Конструктивные особенности

Двигатели DOHC - это два распределительных вала в головке цилиндров и четыре клапана на каждый цилиндр. В данной статье расскажем как создавались двигатели DOHC, их конструктивные особенности.

В двигателях DOHC распределительный вал непосредственно помещен над каждым рядом клапанов (впускных и выпускных) и нет 'посредников' — коромысел, штанг, рокеров. А чтобы каждый клапан сделать еще легче, на цилиндр установлено не два, а четыре легких клапана. И даже при увеличении оборотов в полтора раза на пружины станут приходиться существенно меньшие нагрузки.

Через два впускных клапанов малого диаметра в цилиндр поступит примерно в полтора раза больше горючей смеси, чем через один большой. Кроме того, смесь при такой конструкции будет лучше сгорать, вырастет КПД и экономичность двигателя.

Для привода двух распределительных валов в головке цилиндров можно использовать зубчатый ремень, цепь или набор шестерен.

Ремень дешев, не требует смазки, практически бесшумен, но обрыв ремня ГРМ означает катастрофу для двигателя: клапан наталкивается на поршень, оба разрушаются, повреждая одновременно гильзу цилиндра и блок. Цепь надежней, хотя и шумнее. Недостаток — постепенное вытягивание. Устройства для автоматического натяжения решают проблему, но для цепи, которая должна работать в масляном 'тумане', необходим еще и герметичный картер. Набор шестерен сложен, дорог и очень шумен, но абсолютно надежен. Пока конструкторский рейтинг выглядит так: выше всех — ремень, потом — цепь и, наконец, шестерни.

Не забудем, что чем выше степень сжатия, тем выше КПД мотора. И не удивительно, что современные двигатели работают с высокими степенями сжатия. В таких случаях самая выгодная форма камеры сгорания — полусферическая — превращается в шаровой сегмент.

Приходится искать компромисс. С одной стороны, надо сделать камеру сгорания шарообразной, а с другой — 'шатер' должен быть покатым, со скругленными углами. Этого можно добиться только уменьшая угол между впускными и выпускными клапанами. Словом, дан приказ: выше степень сжатия — меньше угол между клапанами.

При четырех клапанах на цилиндр единственное место для свечи в камере сгорания — в центре. Длинные газовые каналы увеличивают высоту головки цилиндров, что свеча оказывается на дне глубокого колодца. Вывернуть и заменить свечи зажигания поможет специальный ключ. А если 'колодец' заполнить чем-нибудь полезным, скажем, разместить сразу над свечой катушку зажигания? И заткнуть сверху колодец герметичной пробкой, через которую пропустить кабель? Тогда в сырую погоду провод от катушки зажигания к свече всегда будет сухим.

Схема привода клапанов DOHC страдает недостатком. Для регулировки клапанных зазоров приходится вынимать валы, нарушать установку фаз газораспределения и подбирать толщину регулировочных шайб между кулачком и толкателем. Потом снова сборка, повторное измерение зазора и, если не угадали с прокладками - всё сначала. Конструкторы придумали регулировочные устройства, но те лишь утяжеляли детали клапанного привода и достоинства DOHC превращались в минусы.

А если в зазор между 'затылком' клапана и толкателем подавать под давлением масло из системы смазки? И чтобы зазор выбирался в зависимости, холодный двигатель или горячий, изношено гнездо клапана или нет. Тогда появился гидравлический компенсатор зазора, который ныне применяется на моторах с DOHC.