Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатели DOHC и SOHC: различия, преимущества и недостатки

Двигатели DOHC и SOHC: различия, преимущества и недостатки

Сравнивая характеристики автомобиля перед приобретением, будущий владелец сталкивается с массой информации. Одним из пунктов новых знаний являются параметры и тип двигателя. Здесь можно встретить аббревиатуру DOHC или SOHC. Для простого обывателя эти буквы мало что значат, поэтому приведенная информация расскажет, в чем принципиальное отличие этих механизмов, а также в чем разница SOHC и DOHC.

Что такое двигатель DOHC

Устройство механизма газораспределения на дизельных и двигателях внутреннего сгорания предполагает наличие специальных клапанов впуска топливно – воздушной смеси и выпуска отработанных газов. Слаженная работа этой системы определяет движение автомобиля, позволяет механизму избежать рывков и пробуксировки на месте. Что значит DOHC? Аббревиатура расшифровывается как «Double Over Head Camshaft» или «двойной верхний распределительный вал», находится по два вала вращения, на каждом из которых находятся либо впускные, либо выпускные клапаны.

Что такое двигатель SOHC

Прототипом современных двигателей с двумя распределительными валами является система с одним, носящая обозначение Single Over Head Camshaft или SOHC. Ранее использовался термин OHC — Overhead Camshaft, но его решили заменить после появления модификации DOHC. Это считается классическим решением в автомобилестроении, хотя сейчас подобные устройства можно встретить только на бюджетных и старых авто.

Чем отличается DOHC от SOHC и от других типов двигателя

Строение газораспределительного механизма, пройдя определенный этап своего развития, приобрело еще несколько ключевых отличий. В первую очередь, в двигателях с двумя валами пришлось отказаться от ременной передачи. С одной стороны, это усложнило конструкцию, ведь ремни пришлось заменить цепью или шестернями. Положительный момент здесь — лучшая управляемость и надежность подобного устройства, ведь при обрыве ремня автоматически происходят повреждения клапана и поршня, что влечет за собой проблемы в работе двигателя.

Система газораспределения DOHC считается более надежной и контролируемой, а также помогает оптимально расходовать топливо с большей отдачей. Через отверстия двух клапанов в камеру попадает в полтора раза больше топливно – воздушной смеси, следовательно, увеличивается мощность и производительность двигателя. Это второе главное отличие, хотя пунктов здесь может быть и больше.

Преимущества DOHC

Система отлично показала свою эффективность в плане увеличения мощности двигателя (примерно на 15 – 20 л.с.) при одинаковых показателях. Кроме того, это позволяет экономичные расходовать топливо не в ущерб производительности. Именно поэтому большинство современных автомобилей оснащено подобным механизмом.

Недостатки DOHC

Приведенная информация указывает на совершенство системы газораспределения с двумя валами. Вместе с тем, двигатель DOHC 16 v также не лишен некоторых недостатков, присущих этой системе распределения.

  • Высокая стоимость системы по сравнению с аналогом.
  • Затраты на замену или ремонт также возрастают.
  • Чувствительность к составу используемых масел, в особенности при дополнительном оснащении гидрокомпенсаторами.
  • Высокий уровень шума при работе.

Несмотря на эти нюансы, двигатели DOHC уверенно завоевывают рынок, поэтому можно считать, что именно за подобными системами (или их усовершенствованными модификациями) будет будущее.

Преимущества SOHC

Система SOHC, несмотря на некоторое устаревание, все еще актуальна и востребована. Даже на современных авто она по – прежнему используется, но это касается по большей части недорогих марок и моделей. Главное преимущество подобного варианта — низкая стоимость при покупке и ремонте. Кроме того, ременная передача, используемая в системе, отличается менее шумной работой. Для DOHC выходом стало использование специальных гидрокомпенсаторов, снижающих уровень шума в процессе работы двигателя, но это усовершенствование также повлекло за собой дополнительные затраты и увеличение себестоимости.

Недостатки SOHC

Подобные системы широко используются для бюджетных авто, что позволяет снизить и дальнейшие расходы на обслуживание. При этом необходимо отчетливо понимать и обратную сторону медали — риски, связанные с использованием этого механизма.

  • Ненадежность ременной передачи, при обрыве которой повреждения могут получить не только элементы системы, но и сам двигатель.
  • Повышенный расход топлива при относительно небольшом КПД двигателя.
  • Необходимость регулярного осмотра и профилактики.

В устройстве автомобиля работу двигателя определяет много факторов, одним из которых является тип газораспределительной системы. Существует две наиболее распространенные категории: SOHC и DOHC, каждая из которых имеет преимущества и недостатки. Чем отличается DOHC от SOHC, как функционирует механизм и некоторые другие нюансы рассмотрены в приведенной информации.

Что такое MIVEC

Mitsubishi Lancer 2012

  • MIVEC, Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system: система электронного управления подъемом клапанов фирмы Mitsubishi, разновидность технологий VVL и CVVL. Не включает в себя технологию фазовращения.

    Была впервые внедрена в 1992 году на двигателе 4G92 (16-клапанный 4-цилиндровый DOHC объемом 1.6). Первыми машинами, оснащенными этим двигателем, были хэтч Mitsubishi Mirage и седан Mitsubishi Lancer. Технология MIVEC также была первой CVVL-технологией, внедренной для дизельных двигателей легкового сегмента. Особенностью технологии MIVEC является отсутствие фазовращения (сдвига фаз).

    Читать еще:  Что такое коммутатор газель 402 двигатель

    Система MIVEC обеспечивает работу клапанов двигателя в различных режимах (с различной высотой подъема и степенью перекрытия фаз), в зависимости от оборотов и с автоматическим переключением между режимами. В базовой версии технология подразумевала два режима (см. рисунок внизу), в последних версиях обеспечивается непрерывное изменение (управление и впуском и выпуском)

    Физический смысл технологии следующий:

    На низких оборотах разница в подъеме клапанов стабилизирует сгорание, способствует уменьшению расхода топлива и эмиссии, повышает крутящий момент.

    На высоких оборотах увеличение времени открытия клапанов и высоты их подъема значительно увеличивает объем впуска и выпуска топливно-воздушной смеси (позволяет двигателю «дышать полной грудью»).

    Конструкция системы MIVEC

    Ниже рассматривается двигатель с одним распредвалом (SOHC), конструкция MIVEC для которого сложнее, чем для двигателя с двумя распредвалами (DOHC), поскольку для управления клапанами используются промежуточные валы (коромысла) mikedVSmiked.

    Механизм клапана для каждого цилиндра включает:

    «низкопрофильный кулачок» (low-lift) и соответствующий рокер коромысла для одного клапана;

    «кулачок среднего профиля» (medium-lift) и соответствующий рокер коромысла для другого клапана;

    «высокопрофильный кулачок» (high-lift), который центрально расположен между низким и средним кулачком;

    Т-образный рычаг, который является единым целым с «высокопрофильным кулачком».

    На низких оборотах крыло Т-образного рычага двигается без какого-либо воздействия на рокеры; впускные клапана соответственно управляются низко- и среднепрофильными кулачками. При достижении 3500 об/мин поршни в коромыслах сдвигаются гидравликой (давлением масла) так, что Т-образный рычаг начинает давить на оба рокера и оба клапана таким образом управляются высокопрофильным кулачком.

    Для чего нужен MIVEC

    Изначально MIVEC создавался для повышения удельной мощности двигателя за счет следующих эффектов:

    снижение сопротивления выпуска = 1,5%;

    ускорение подачи смеси = 2,5%;

    увеличение рабочего объема = 1,0%;

    управление высотой подъема клапанов = 8,0%

    Итого повышение мощности должно составлять около 13%. Но внезапно выяснилось, что также MIVEC позволяет экономить топливо, улучшает экологические показатели и стабильность работы двигателя:

    На низких оборотах расход топлива снижается за счет низкообогащенной смеси и рециркуляции отработанных газов (EGR). При этом, по утверждению маркетологов Mitsubishi, MIVEC позволяет обеднить смесь по соотношению воздух/топливо еще на единицу (до 18,5) при лучших показателях эффективности.

    При холодном пуске система обеспечивает обедненную смесь и позднее зажигание, быстрее прогревает катализатор.

    Для снижения потерь на низких оборотах, вызванных сопротивлением системы выпуска, применен двойной выпускной коллектор, включающий передний катализатор. Это позволило достичь снижения выбросов до 75% по японским стандартам.

    Технология MIVEC задействована по меньшей мере в следующих двигателях MMC: 3A91, 3B20, 4A90, 4A91, 4A92, 4B10, 4B11, 4B12, 4G15, 4G69, 4J10, 4N13, 6B31, 6G75, 4G19, 4G92, 4G63T, 6A12, 6G72, 6G74.

    НОВОЕ СЕМЕЙСТВО ДВИГАТЕЛЕЙ VOLVO CARS DRIVE-E — ОТЛИЧНЫЕ ЕЗДОВЫЕ КАЧЕСТВА В СОЧЕТАНИИ С ТЕХНОЛОГИЯМИ, КОТОРЫЕ ПРИМЕНЯЮТСЯ ВПЕРВЫЕ В МИРЕ

    Новые двигатели Volvo Car Group (Volvo Cars) DRIVE-E демонстрируют новый уровень эффективности и ездовых качеств, а обсуждение мощности или приемистости двигателей не требует упоминания количества цилиндров. В дизельном двигателе впервые в мире используется технология i-Art, а самая мощная бензиновая версия двигателя оборудована лучшим в своем классе сочетанием компрессора и турбонагнетателя

    «Мы создали более компактные, более интеллектуально продуманные двигатели, которые по своим характеристикам мощности сравнимы с двигателями с большим количеством цилиндров, но при этом обеспечивают топливную экономию четырехцилиндрового двигателя. Кроме того, интеграция технологий электрификации, например, гибридной системы с зарядкой аккумуляторов от обычной электросети, позволит этим двигателям конкурировать с двигателями V8», — заверил Дерек Крабб (Derek Crabb), вице-президент по разработке двигателей Volvo Cars.

    Полная линейка двигателей DRIVE-E, которая в процессе разработки получила название Архитектура двигателей Volvo (VEA), представлена двумя четырехцилиндровыми двигателями, одного дизельного двигателя с системой Common Rail и одной версии бензинового двигателя с системой прямого впрыска топлива. Это семейство позволило заменить восемь двигателей, созданных на трех платформах. Мощность дизельных двигателей DRIVE-E будет находиться в диапазоне от 120 до 230 л.с. Мощность бензиновых двигателей – от 140 л.с. и до 300 л.с. и более.

    Выбор нескольких вариантов турбонагнетателей предлагает заметную гибкость в поиске сочетания топливной экономичности, высокой мощности и высокого крутящего момента. С целью обеспечить удовлетворение требований всех клиентов некоторые двигатели будут комплектоваться системами электрификации или другими передовыми техническими решениями.

    Три двигателя DRIVE-E

    Изначально новые S60 и XC60 будут комплектоваться тремя двигателями нового семейства: бензиновый двигатель T6 с турбонагнетателем мощностью 306 л.с., версия T5 233 л.с. и турбодизельный вариант D4 мощностью 181 л.с. Новая 8-скоростная автоматическая трансмиссия идеально дополняет эти двигатели, обеспечивая лучшие ездовые качества и превосходную экономию топлива. Двигатели T5 и D4 также предлагаются для новых Volvo XC70 и S80.

    Читать еще:  Что такое дроссель на инжекторном двигателе

    Разработка новых двигателей осуществлялась экспертами по двигателям Volvo Cars. Производство двигателей также налажено на заводе в Скёвде (Швеция), который обладает передовым техническим оснащением.

    Новая восьмискоростная автоматическая трансмиссия

    Для достижения оптимальных параметров отклика, слаженной работы и топливной экономичности двигатели комплектуются новой восьмискоростной автоматической трансмиссией или передовой шестискоростной механической КПП, настройки которой гарантируют снижение расхода топлива.

    «Передовые технологии, реализованные в семействе двигателей DRIVE-E, предоставляют клиентам отличные параметры мощности, снижение расхода топлива, значительное сокращение выбросов и превосходное звучание двигателей. Наши четырехцилиндровые двигатели по параметрам мощности не уступают современным шестицилиндровым двигателям, а по уровню расхода топлива они превосходят существующее поколение четырехцилиндровых двигателей, — говорит Дерек Крабб. – Если Вы сравните четырехцилиндровый двигатель DRIVE-E с любым шестицилиндровым аналогом, то наш двигатель заметно выигрывает в весе и размерах, обеспечивая такую же мощность. Экономия топлива – от 10 до 30 процентов в зависимости от двигателя, с которым производится сравнение».

    Дизельные двигатели и применяемая впервые в мире технология i-Art

    В дизельных двигателях впервые в мире реализована технология i-Art. Если в традиционной системе Common Rail используется один датчик давления, то технология i-Art производит контроль давления в каждой форсунке, благодаря чему обеспечивается индивидуальный контроль и регулирование процесса сжигания в каждом из четырех цилиндров двигателя.

    «Увеличение давления в топливной системе до 2500 бар и применение технологии i-Art можно охарактеризовать как второй этап в революционном развитии дизельных двигателей. Это такой же прорыв, как внедрение кислородного датчика в каталитическом нейтрализаторе в 1976 году, и это еще одно применяемое впервые в мире решение, которое Volvo Cars предлагает для своих пассажирских автомобилей», — добавил Дерек Крабб.

    Над каждой форсункой установлен небольшой компьютер, который следит за давлением подачи топлива. Саморегулируемая система i-Art использует эту информацию и подбирает идеальный объем впрыскиваемого топлива для каждого цикла сгорания. Сочетание более высокого давления впрыска и технологии i-Art обеспечивает снижение расхода топлива, сокращение вредных выбросов, а также высокую мощность и отличное звучание двигателя.

    В дизельных двигателях реализованы такие передовые решения, как сдвоенный турбонаддув, снижение внутреннего трения и передовая конструкция клапанов, обеспечивающая быстрый прогрев при пуске холодного двигателя.

    Бензиновый двигатель с компрессором и турбонагнетателем

    Применение турбонагнетателя позволило добиться мощного крутящего момента бензинового двигателя, за счет чего обеспечивается уверенный разгон. Компрессор на механическом приводе вступает в работу уже на низких оборотах, тогда как турбонагнетатель подключается по мере нарастания давления в системе.

    Помимо этого бензиновые двигатели DRIVE-E отличаются низким внутренним трением, включая передовые подшипники распределительного вала, и используют высокоскоростную систему постоянного изменения фаз газораспределения и уникальную технологию контроля нагрева двигателя с применением электрического водяного насоса с изменяемой скоростью вращения.

    Подготовка для интеграции систем электрификации

    Двигатели DRIVE-E с самого начала разработки были подготовлены к интеграции технологий электрификации. Основные компоненты, например, встроенный стартер-генератор, могут быть легко установлены, а компактные размеры четырехцилиндровых двигателей позволяют разместить электромотор в передней или задней части автомобиля. Аккумуляторы будут размещены в центральной части автомобиля.

    Сокращение размеров без каких-либо компромиссов

    В Volvo Car Group уверены: создание четырехцилиндровых двигателей DRIVE-E – это правильное направление на пути достижения лучших параметров мощности, экономии топлива и ездовых качеств автомобиля.

    «Мощность двигателя не имеет отношения к его размерам. Все зависит от объема воздуха, который поступает в цилиндры двигателя. Двигатель можно сделать более эффективным, даже если он будет меньше в размерах. То есть, если добиться увеличения объема воздуха, нагнетаемого в двигатель, то Вы можете выйти на такие же параметры мощности, но с более эффективным использованием топлива, — поясняет Дерек Крабб. – Когда я работал с двигателями Формулы 1, эти двигатели объемом 1.5 литра выдавали мощность более 900 л.с., а новые двигатели Volvo DRIVE-E уже прошли испытания на гоночном полигоне. На Чемпионате мира по кольцевым гонкам 2011 года в автомобилях Volvo использовался прототип двигателя DRIVE-E, а на последних гонках мы установили новый рекорд».

    Двигатели DOHC (Double OverHead Camshaft). Конструктивные особенности

    Двигатели DOHC. Конструктивные особенности

    В данной статье расскажем как создавались двигатели DOHC, их конструктивные особенности.

    Двигатель с двумя распредвалами в головке цилиндров (Double OverHead Camshaft).

    Читать еще:  Вибрация двигателя на холостых хендай соната

    При этом существуют две серьёзно различающиеся разновидности этого механизма, отличающиеся количеством клапанов.

    — DOHC с двумя клапанами на цилиндр. Эта схема является усложнённой разновидностью обычной OHC. В головке блока цилиндров расположены два распредвала, один из которых приводит впускные клапаны, второй — выпускные. Эта схема применялась в 1960-х — 1970-х годах.

    Схема позволяет значительно увеличить количество оборотов коленчатого вала за счёт уменьшения его инерции, следовательно, увеличить мощность, снимаемую с двигателя. Например, мощность модификации двигателя с двумя распределительными валами объёмом 1,6 литра составляла 100 — 130 л. с.

    — DOHC с четырьмя и более клапанами на цилиндр. Два распредвала, каждый из которых приводит свой ряд клапанов. Как правило, один распредвал толкает два впускных клапана, другой — два выпускных. Фактически, двухрядный вариант схемы OHC со вдвое большим количеством распредвалов и клапанов, однако могут осуществляться и иные схемы с общим количеством клапанов на цилиндр от трёх до шести.

    Схема даёт большое преимущество по мощностной отдаче, особенно на высоких оборотах — за счёт лучшего наполнения цилиндра. Однако такой двигатель из-за быстрого очищения цилиндра более чувствителен к длительности фазы перекрытия клапанов (когда открыты одновременно впускные и выпускные клапаны) — при высокой скорости длительность фазы должна быть больше для лучшей очистки цилиндров, однако на низких оборотах это приводит к потерям заряда горючей смеси и снижению эффективности работы. Радикальным решением проблемы является применение изменяемых фаз газораспределения.

    Двигатели с четырьмя клапанами на цилиндр применяются на большей части выпускаемых в настоящее время автомобилей.

    Даже если двигатель имеет более одной головки блока цилиндров, и, следовательно, более двух распредвалов, в итоге он всё равно относится к схеме DOHC.

    Ярким представителем двигателей DOHC являются двигатели Nissan VQ-серии.

    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.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector