Vikupautomsk.ru

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

Что такое двигатель DOHC

Что такое двигатель DOHC

Мощность двигателя – это прямая производная от его оборотов и коэффициента наполнения цилиндров. Способ увеличения мощности мотора – заставить его раскручиваться до более высоких оборотов и обеспечить ему при этом достаточное «дыхание» (второй – это принудительное наполнение цилиндров с помощью компрессоров и турбонагнетателей).

Чтобы увеличить обороты мотора, надо максимально снизить массу возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределительного механизма. Это связано с уменьшением нагрузок и обеспечивает отсутствие подвисания клапанов, когда упругости клапанных пружин уже не хватает, чтобы закрывать клапан с той же скоростью, что задана профилем кулачка распредвала. Подвисание клапанов нарушает заданную диаграмму фаз газораспределения и приводит к соударению тарелок клапанов и поршня (как говорится – «поршень догоняет клапана»), когда со временем клапанные пружины проседают и теряют упругость. Поэтому от нижневальных двигателей, где распредвал, который размещён в картере, приводил в движение клапана через длинные штанги и коромысла, перешли к верхневальным. У них распредвал работает через короткие рокеры или толкатели непосредственно по клапанам, и момент инерции в ГРМ гораздо ниже.

Что такое двигатель DOHC и как он работает

Однако одной физической возможности развивать высокие обороты мало. Чем выше обороты, тем большее влияние на наполнение цилиндров оказывает сопротивление впускного тракта, от воздухозаборников до зазоров между открытыми клапанами и их седлами. Поэтому кривая мощности двигателя внутреннего сгорания, поднимаясь до определенной точки, с дальнейшим ростом оборотов снижается: после этой точки потери из-за сопротивления впускного тракта становятся слишком большими.

Но, если с впускным трактом поработать несложно – увеличить диаметр дросселя, каналов в головке блока цилиндров, снизить сопротивление воздушного фильтра, то у клапанного механизма есть строгое конструктивное ограничение. Диаметры тарелок впускного и выпускного клапанов чисто физически не могут быть в сумме больше, чем диаметр цилиндра. Поэтому еще на заре двигателестроения появились тогда еще примитивные многоклапанные схемы: чем больше клапанов в цилиндре, тем больше их суммарная пропускная способность, хотя диаметр отдельного клапана меньше. К тому же и клапана становятся легче, что опять-таки дает плюс к способности мотора раскручиваться до высоких оборотов.

Обычный, одновальный газораспределительный механизм

Ранние многоклапанные схемы использовали еще нижние распредвалы – вместо одиночного коромысла, приводящего в действие «свой» клапан, использовалось вильчатое на два клапана сразу. На мотоциклах эта конструкция из-за ее компактности сохраняла актуальность достаточно долго, и даже сейчас встречается.

Однако наиболее совершенной оказалась конструкция с двумя распределительными валами и четырьмя клапанами на цилиндр, обеспечивающая минимальные моменты инерции в газораспределительном механизме, легко компонующаяся и эффективная с точки зрения соотношения проходных сечений впуска и выпуска. Газораспределительный механизм DOHC на многоклапанной головке (расшифровка DOHC – Double OverHead Camshaft, два верхних распредвала) стал де-факто стандартом в современном двигателестроении.

Стоит сразу отметить, что сам по себе двигатель DOHC не обязательно подразумевает «16 клапанов» (термин из-за популярности 4-цилиндровых моторов крепко въелся в язык, хотя о многоклапанных моторах логично говорить по числу клапанов на один цилиндр: например, у 16-клапанного V8 их два). Существовали и исключения из этих правил – двухвальные «фиатовские» и «фордовские» моторы с двумя валами, но и двумя клапанами на цилиндр:

Или японские моторы с многоклапанной головкой, но одним распредвалом:

Однако эти моторы считаются инженерной экзотикой, и традиционно под двигателями DOHC подразумеваются двухвальные многоклапанные.

Достоинства и недостатки

Развивать высокие обороты без риска подвисания клапанов, не теряя при этом эффективного наполнения, — главное достоинство такой компоновки. Двигатель DOHC 16V можно увидеть и на городской малолитражке, и на топовом спортбайке: потенциал у таких моторов велик. Еще в 1999 году двигатель DOHC 2.0, установленный на серийную Honda S2000, продемонстрировал мощность в 250 л.с. без турбонаддува – исключительно за счет высоких оборотов и двойного изменяемого газораспределения.

Управление газораспределением – это второй плюс двухвальной компоновки. На характеристики мотора оказывает огромное значение ширина фаз впуска и выпуска и фаза перекрытия, когда выпускной клапан в конце такта выпуска еще не закрыт, а впускной клапан уже открывается. На высоких оборотах широкое перекрытие улучшает наполнение цилиндров: инерция выхлопных газов как бы засасывает воздух в цилиндр во время перекрытия. Но зато на низких оно, наоборот, вредно: наполнение падает, часть выхлопных газов подсасывается обратно в цилиндр в начале впуска. Прижмите руку к головке блока цилиндров со снятым выхлопным коллектором и прокрутите мотор стартером, чтобы в этом убедиться: руку ощутимо присасывает к выпускным каналам.

Поэтому на одновальном моторе жестко задан характер кривых мощности и крутящего момента: двигатель с узким перекрытием будет иметь хорошую тягу на низких оборотах, но начнет «чахнуть» во второй половине тахометра. Мотор с широким перекрытием, наоборот, даже со стабильностью холостых оборотов и то будет иметь серьезные проблемы, зато с набором оборотов кривая мощности резко подскочит вверх. У двухвального же мотора есть возможность, смещая хотя бы один из двух распредвалов, менять ширину фазы перекрытия клапанов, получив мотор с широким рабочим диапазоном: он хорошо тянет на низах и не сдаётся на верхах.

Характеристики DOHC-двигателей с изменяемым газораспределением сейчас наивысшие из поршневых двигателей без турбонаддува или механического наддува. Уже давно перешагнут порог в 100 л.с. с литра объема: у сверхкороткоходных двигателей, облегченных по максимуму, он уже дошел и до 200.

Однако двигатель DOHC (16-клапанный) имеет и недостатки, обусловленные конструкцией. Необходимость изготовления двух распредвалов, расточки двух постелей под них в головке блока приводит к удорожанию мотора. Отсюда и появление упомянутых выше моторов с одним валом на многоклапанных головках. И особенно это ощутимо для V-образных и оппозитных двигателей: у них уже по 4 распредвала!

Читать еще:  В чем измеряется дымность дизельных двигателей

Вас также заинтересует:

Более тонкие клапана теряют в прочности – поэтому при неправильной сборке привода ГРМ, обрыве ремня или перескоке цепи последствия гораздо серьезнее, чем у моторов с двухклапанными головками.

Вероятность перескока цепи или ремня увеличивается, так как длина участка соприкосновения со звездой или шкивом у типичных двигателей DOHC меньше, чем у одновальных моторов.

Кроме того, у многоклапанных моторов пропускная способность на низких оборотах оказывается даже излишней. Увеличение пропускной способности клапанов действует аналогично увеличению фазы перекрытия клапанов, возрастает ее вредное влияние на наполнение цилиндров на «низах». Поэтому моторы DOHC, построенные на базе блоков цилиндров SOHC и не имеющие изменяемых фаз газораспределения, показывают худшую приемистость с низких оборотов.

Классический пример – это «логановский» K4M без фазовращателя, созданный на блоке цилиндров от одновального мотора K7J. При большей максимальной мощности в городе он менее удобен за счет более «крутильного» характера и меньшей тяги на низах. Существуют примеры моторов, где на низких оборотах гидравлика принудительно отключает «лишнюю» пару клапанов, улучшая наполнение цилиндров «на низах» и делая кривую крутящего момента ровнее.

Многоклапанная компоновка делает необходимым перемещение свечи зажигания в центр камеры сгорания, в «пустое место» посреди клапанов. Из-за этого вместо резьбового отверстия сбоку головки блока приходится использовать глубокий колодец, проходящий сквозь клапанную крышку, и характерной «болезнью» всех моторов DOHC становится затопление свечного колодца маслом при повреждении или старении свечных колодцев. Сами свечи приходится делать компактнее – сейчас не редкость уже даже не 16-мм, а и 14-мм шестигранники на свечах зажигания для многоклапанных моторов, уменьшается и диаметр резьбы. Свечи на таких моторах хрупкие, заворачивать их труднее, риск повреждения нитей резьбы выше.

Видео: Теория ДВС: Двигатель Ford 2.0 DOHC (Обзор конструкции)

Слабый мотор

Обзор двигателей на авто, мото, водной и садовой технике в помощь при выборе, эксплуатации и ремонте моторов

Какие двигатели на автомобилях Honda

Прежде чем приступать к подробному обзору положительных и отрицательных сторон каждой модели двигателей автомобилей Хонда, я решил сделать промежуточный материал, касающийся общего ознакомления с двигателями от Хонды для новых и поддержанных автомобилей поставляемых на Российский рынок из-за рубежа. А затем уже, по каждому двигателю я постараюсь описать более досконально по имеющимся слабым местам и недостаткам, а также отметить «плюсы», то есть достоинства.
Для правильного представления характеристик двигателей и оценки плюсов и минусов перед покупкой автомобиля Хонда, той или иной модели, эта информация не помешает.

Хорошие или плохие форсированные моторы на автомобилях Хонда?

С самого создания компании её основателем- японцем Соитиро Хонда, кроме автомобилей и другой техники, одним из освоенных направлений в машиностроении и по настоящее время остаётся разработка и изготовление двигателей. Автомобильные бензиновые и дизельные двигатели Хонда в основном все форсированные. По результатам эксплуатации хондовские движки зарекомендовали себя заслуженно с хорошей стороны прежде всего по качеству и надёжности, что и повлияло на широкую известность и славу компании во всём мире. Среди японских производителей автомобильных двигателей по надёжности компания Хонда занимает почётное первое место. Именно двигатели Honda и принесли лавры компании сделав её продукцию покупаемой и востребованной во всём мире. Расчёт Соитиро Хонда на собственное производство моторов был сделан правильно, это позволило снизить затраты на производство одного из конечных продуктов- автомобилей. Ведь покупка двигателей сторонних производителей для сборки автомобилей не сделает компанию ведущей в области машиностроения по многим причинам, таким как уникальность, инновации и др.

Особенности моторов Соитиро Хонда

  1. Расположение двигателей под капотом долгое время было слева от коробки переключения передач если смотреть со стороны салона, этот вариант расположения двигателя в моторно-трансмиссионном отделении так основательно кроме Хонды никто применял. У большинства двигателей вращение коленчатого вала направлено против часовой стрелки. Исключение представляют моторы серий K, L и R, которые начали делать с 2001 г. одновременно с заменой ременного привода ГРМ на цепной. В то же время у всех моторов направление движения коленчатого вала переднее (по оси движения автомобиля). Для чего были применены такие конструктивные особенности остаётся загадкой.
  2. Особенность конструкции автомобильных хондовских движков заключается в наличии уникальной системы динамического изменения фаз газораспределения VTEC (ВТЕК), которая автоматически изменяет время и ход клапанов подстраиваясь под различные режимы работы. Система очень эффективна в управлении процессом наполнения смесью топлива и воздуха камер сгорания с учётом атмосферного давления. Многие автопроизводители пытались создать подобную систему, у Хонды получилось проще, дешевле, лучше всех. Что даёт система VTEC? Прежде она обеспечивает:
    • экономичный режим работы при работе на малых оборотах вращения коленчатого вала;
    • максимальный крутящий момент на средних оборотах;
    • максимальную мощность на самых высоких оборотах;
    • позволяет снимать более 100 л.с. с одного кубика без турбирования.

Реализовывается VTEC с разнообразными вариантами и все они имеют свои отличия. В самом начале VTEC применялся для повышения мощности двигателей. В дальнейшем разработчики добились появления «экономичного» VTEC, затем, так называемого «трехстадийного» VTEC, и, наконец, «интеллектуального» VTEC. Конструкция VTEC оказалась столь совершенной, что все попытки вплоть до настоящего момента, других автопроизводителей создать что-либо подобное не реализовались из-за плохо надежности и высокой стоимости разработок.

Читать еще:  Что шумит в двигателе после выключения

С появлением ВТЕК Хонда не спешила оснащать ею моторы на всех автомобилях компании. Еще долго выпускались двигатели одной модели без системы ВТЕК и с ней. Это заставляет тщательно изучать каталог деталей для исключения путаницы при покупке запчастей. Со временем концепция была изменена и уже более 10 лет последнюю разновидность ВТЕК (i-VTEC) ставят стандартно на всех движках. За счёт чего моторы Хонда объединили в себе все максимальные показатели по быстроте, надёжности и экономичности.

Еще одна особенность у движков Хонда, — сохранение надежности при работе на высоких оборотах. Шустрые моторы Хонда отлично принимают высокие обороты (от 4500 и выше) и максимальные нагрузки, что другим движкам противопоказано. Автомобили получают максимальный разгон и маневренность. Необходимо знать, что при эксплуатации двигателей Хонда ТО на них должно проводиться чаще.

Как читать маркировку двигателей Honda

Первой буквой обозначают серию. Следующими двумя цифрами обозначают рабочий объём двигателя в дм³ их значение округлено в большую сторону (делите на 10 и получите значение в литрах).
Последней буквой (A, B, С, Y, Z) обозначают очередную модификацию в серии.
У старых двигателей Honda название состоит из двух букв, что они обозначают информации нет.

Таблица двигателей Хонда с основными характеристиками

В таблице представлен перечень моделей двигателей Хонда по сериям изготовленных в период с 1990 г по настоящее время. В данном перечне я представляю все серии и модели двигателей созданные с начала истории изготовления двигателей на заводе Хонда, а лишь те которые актуальны сейчас, это двигатели серий B, D, F, E, H, J, K, L, R, и ZC. Кроме того, по каждому из двигателей указана основная характеристика: объём, мощность, тип ГРМ и применяемость на автомобилях по годам выпуска авто.

Двигатели DOHC: устройство, особенности конструкции, преимущества и недостатки

Здравствуйте. Сегодня на «Сейвмотор» поговорим о двигателях системы DOHC. Вы узнаете в чем заключается особенность данной технологии, о «плюсах», а также «минусах» этой системы.

DOHC — это аббревиатура, которая обозначает — Double OverHead Camshaft. В переводе с английского означает двойной распредвал или ДВС с двумя распределительными валами кулачкового типа. Моторы данного типа весьма популярны и встречаются на многих марках автомобилей. Особенность технологии заключается в двух распредвалах расположенных в верхней части, то есть над блоком цилиндров. Характеризуются двигатели DOHC своей простотой, приличным запасом мощности, при относительно небольших габаритах.

Устройство и разновидности DOHC-моторов

ДВС такого типа могут иметь по два и по четыре клапана на цилиндр. У каждого из них есть свои особенности и характерные отличия.

Двигатели, оснащенные двумя клапанами на цилиндр, предполагали два распредвала с кулачками, расположенные в верхней части головки. Один распредвал отвечает за открытие впускных клапанов, а второй — выпускных. Пик популярности такой модификации DOHC пришелся на 70- годы. ДВС с двумя клапанами на цилиндр системы DOHC устанавливались на Jaguar, Alfa Romeo, Ford, Fiat и даже «Москвич». Ближе к 2000-м популярность двухклапанной системы начала падать.

Моторы с четырьмя клапанами на цилиндр предусматривают два впускных и два выпускных клапана на один цилиндр. Принцип тот же, один распределительный вал приводит в движение два клапана впуска, второй — два клапана выпуска. Моторы такого плана можно встретить на отечественных авто, таких как: «Волга», «Газель», ВАЗ.

Типы привода системы DOHC

В качестве привода для распредвалов на DOHC-моторах используется ременная, цепная или шестеренчатая передача.

Ременная передача предусматривает использование зубчатого ремня. Преимущество системы в надежности при относительно невысокой стоимости. Также ремень ГРМ издает меньше шума, поэтому двигатели более «тихие» по сравнению с цепными и шестеренчатыми аналогами. К недостаткам следует отнести вероятность разрыва ремня, которая в большинстве случаев сулит серьезный дорогостоящий ремонт двигателя. Чтобы избежать разрыва ремня необходимо регулярно менять ремень, примерно через каждые 50-70 тыс. км пробега.

Цепной привод считается очень надежным. Цепь ходит дольше по сравнению с ремнем примерно 200-300 тыс. км. Вероятность разрыва цепи равна нулю, что не можете не радовать. Однако существует другая неприятность — растягивание и перескакивание цепи ГРМ. Такое явление сулит проблемы с мотором и серьезный ремонт, однако это все равно будет дешевле по сравнению с последствиями разрыва ремня ГРМ. Из минусов следует выделить растягивание цепи и вероятность перескакивания, шумность, высокая стоимость работ по замене цепи ГРМ.

Шестеренчатый привод считается наиболее надежным, однако вместе с тем он самый шумный, поэтому не получил широкого применения и встречается довольно редко.

Преимущества технологии DOHC:

  • Возможность увеличения мощности

20 л. с. за счет равномерного распределения усилий по двум валам;
Экономия топлива

20-30% при тех же «лошадях», за счет уменьшения сопротивления и повышения КПД самого ДВС;

  • Улучшение динамики и разгона;
  • Снижение общего уровня шума, благодаря использованию гидрокомпенсаторов;
  • Снижение потребления масла.
  • Шестёрки рядные и V-образные: плюсы и минусы

    6-цилиндровые двигатели ассоциируются с некоторыми из самых лучших автомобилей всех времён, так каким же образом кардинально отличаются V-образные.

    6-цилиндровые двигатели ассоциируются с некоторыми из самых лучших автомобилей всех времён, так каким же образом кардинально отличаются V-образные моторы от своих рядных братьев?

    6-цилиндровые моторы устанавливались в некоторые модели, со временем ставшие по-настоящему легендарными, среди которых есть Jaguar E-Type, Toyota Supra и BMW M3, где под капотом стоят рядные моторы, а также Honda NSX, GT-R R35 и Lancia Stratos с двигателями, имеющими V-образную компоновку. К сожалению, золотое время рядных шестёрок подошло к концу, так как всё в наше время всё чаще производители используют именно моторы типа V6, причём как в обычных моделях, так и в их заряженных версиях. Так в чём же преимущества и недостатки каждой схемы, и почему V6 сейчас доминирует?

    Читать еще:  Что такое техническое обслуживание система управления двигателем

    Преимущества рядных шестёрок

    В первую очередь, как и любой рядный двигатель, такие шестёрки довольно просты и надёжны. Блок цилиндров изготавливать проще, да и в отличие от V-образных моторов во втором комплекте ГБЦ и распредвалов нет необходимости. Вместо использования четырёх коротких распредвалов рядная шестёрка может довольствоваться двумя длинными валами.

    Простота таких моторов также важна при ремонте, так как на рядном двигателе легко можно подобраться к любой свечи зажигания, проводам и прочим элементам при плановом обслуживании, что делает любую рядную шестёрку хорошим товарищем механика.

    Но самое большое преимущество — балансировка двигателя. При обычной схеме работы таких моторов цилиндры двигаются парами со своим «отражением в зеркале» с другой стороны мотора. Сначала работают 1 и 6, затем — 2 и 5, а заканчивают такт 3 и 4. Когда поршни 1 и 6 находятся в верхней мёртвой точке, другие поршни равномерно расположены под углом в 120 и 240 градусов соответственно относительно рабочего цикла, благодаря чему возвратно-поступательные движения сами уравновешивают мотор. Благодаря этому они плавно развивают обороты, чем и прославились двигатели вроде S50 и RB26.

    Недостатки рядных шестёрок

    К сожалению, есть множество причин тому, что рядные шестёрки сейчас вымерли. Размещение такого мотора всегда вызывало вопросы, так как из-за дополнительных цилиндров установить такой мотор вдоль можно не под каждый капот. Если же ставить его поперечно, то не остаётся места для трансмиссии и приводов, которые нужны при использовании на переднеприводных моделях. А так как производители стараются делать максимально универсальные моторы для применения на множестве моделей, длинные «рядники» им просто не нужны.

    Кроме того, у длинного мотора и его компонентов страдает жёсткость по сравнению с более компактными моделями. Длинные распредвалы и коленвалы слегка прогибаются во время вращения, а блок цилиндров не такой жёсткий, как у тех же V6. Размеры рядной шестёрки также плохо влияют на центр тяжести автомобиля, так как он расположен несколько выше, чем более компактные модели.

    Преимущества V6

    Существующие в 60- или 90-градусных вариантах, V6 до сих пор можно найти в огромном количестве заряженных моделей, а благодаря установке турбин такие моторы легко развивают 500 лошадиных сил, как у MY17 GT-R или технологичного NSX. V6 также использовались и на других платформах, среди которых — Mondeo ST200, так что универсальность также является огромным плюсом таких моторов.

    Из-за более компактных параметров такой мотор можно поставить в куда большее количество моделей из линейки производителя, что снижает стоимость на тестирование других вариантов двигателей.

    А свободное место, сэкономленное размерами двигателя, может быть использовано для установки различных видов нагнетателей. Переднеприводные модели также могут использовать V6 в качестве мотора, что может привести к появлению действительно крутых моделей вроде MG ZS180 с двигателем Rover KV6 под капотом или Mazda MX-6, на второе поколение которой ставили 2,5-литровый V6. Таким образом V6 позволяет компаниям без проблем создавать мощные версии скучных моделей с 4-цилиндровыми моторами без серьёзных изменений размеров кузова или компоновки моторного отсека.

    Недостатки V6

    У таких моторов пусть и такое же количество цилиндров, как у рядного собрата, но V6 совсем не так хорошо сбалансирован. По сути созданный из двух рядных 3-цилиндровых двигателей, любой V6 требует специальных балансировочных валов, которые будут уравновешивать мотор во время его работы. Без таких балансировочных валов на коленвал действовали бы огромные вибрации, создаваемые подобным мотором при возвратно-поступательных движениях.

    Балансировка двигателя ухудшается с ростом объёма такого мотора (длинный ход поршня) и увеличением размера цилиндра (так как растёт масса поршня). Противовесы в таком случае также добавляют сложности в строение двигателя и процесс производства, увеличивая его стоимость. Например, у DOHC V6 должно быть 4 распредвала и 24 клапана, а дополнительные балансировочные валы, расположенные в каждой ГБЦ, лишь добавят сложности при обслуживании и обеспечат головную боль тому, кто решиться туда залезть.

    Хотя многие автолюбители и жаловались на отсутствие современных рядных шестёрок, в скором времени всё может кардинально изменится. Совсем недавно Mercedes-Benz представили новый мотор подобной компоновки, который будет использовать 48В-аккумулятор для питания навесного оборудования и помощи трансмиссии. И даже при подобном возрождении рядных шестёрок советую вспомнить, что BMW сделали себе имя именно 4-цилиндровыми моторами, в том числе на моделях M3 и 2002.

    При отсутствии рядных шестёрок V6 полностью заняли их место на рынке, и потребуется время для изменения ситуации. Но с таким разнообразием моделей, использующих V6, трудно сомневаться в потенциале таких моторов, который можно раскрыть небольшими доработками.

    А двигатель какого формата предпочитаете именно вы? Хотите ли вы увидеть возвращение рядных 6-цилиндровых моторов под капоты современных спортивных автомобилей? Излагайте свои мысли по этому поводу в комментариях!

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector