Двигатель с двойным распределительным валом

14 Июня 2016

Двигатель DOHC Многие автомобилисты, открывая капот, видели на своем двигателе надпись «DOHC». Но немногим известно, какую информацию несет в себе данное название. В данной статье мы постараемся разобраться, что такое двигатель DOHC, и опишем главный принцип работы такого двигателя, а также раскроем все недостатки и достоинства системы. Что ж, начнем.

1. Что такое DOHC

Аббревиатура «DOHC» расшифровывается как Double OverHead Camshaft. Если перевести ее на русский язык, становится ясно, что это двигатель с парой распределительных валов. Поэтому, «в народе» более распространены две другие аббревиатуры: «ДВРВ» и «ДОШЦ». По сути, DOHC – это двигатель, который имеет пару распределительных валов в головке цилиндров и по четыре клапана на каждый цилиндр. Размещение распределительного вала в двигателях DOHC осуществляется непосредственно над каждым рядом впускных и выпускных клапанов. Между ними нет никаких «посредников» в виде штанг, коромысел или же рокеров.

Под капотом

Для того чтобы каждый клапан был еще легче, автоконструкторы установили на цилиндр не два, а четыре более легких клапана. Благодаря этому, даже если обороты увеличатся в полтора раза, на пружины будут возложены намного меньшие нагрузки. Конструкция данного двигателя предполагает наличие пары впускных клапанов маленького диаметра, через которые в цилиндр поступает приблизительно в полтора раза больше рабочей жидкости, нежели через один большой. Более того, при такой конструкции горючая смесь быстрее сгорает, благодаря чему возрастает КПД и экономичность двигателя.

2. Принцип работы двигателя ДВРВ

Для того чтобы обеспечить привод двух распределительных валов в головке цилиндров, двигатель данного образца использует зубчатый ремень, набор шестерен или же цепь.

Наиболее экономичным вариантом здесь будет ремень, так как он относительно недорогой, нет необходимости в его постоянном смазывании, к тому же он практически не издает никаких шумов. Но есть и существенный недостаток, так как он может оборваться и создать для двигателя настоящую катастрофу: клапан, как правило, наталкивается на поршень, вследствие чего они оба разрушаются и повреждают одновременно блок и гильзу цилиндра.

Интересно знать! Наиболее мощными двигателями внутреннего сгорания являются те, которые используются в космических ракетах. Несмотря на то, что основной характеристикой данного двигателя является не мощность, а тяга, которая измеряется в килограммах, высчитать мощность ракетного двигателя все же можно – она составляет около 27 гВт (т. е. 27 миллиардов Ватт)! Для того, чтобы достигнуть такой мощности, двигателю необходимо сжечь 2,5 тонны топлива за одну секунду.

Двигатель DOHC Цепь является более надежным, но и более шумным устройством. Главный ее недостаток – это постепенное вытягивание. Решить проблему могут устройства, предназначенные для автоматического натяжения, но для цепи необходима еще и установка герметичного картера, так как она должна приводиться в действие в масляном «тумане». Набор шестерен является довольно сложным, дорогостоящим и, к тому же, очень шумным приспособлением, но он, в отличие от первых двух приспособлений, наиболее надежный.

Ни для кого не новость, что высота степени сжатия пропорциональна КПД двигателя. Исходя из этого факта, современные двигатели работают с высокими степенями сжатия. Наиболее подходящая форма для камеры сгорания – в данном случае, полусферическая – плавно преобразовывается в шаровой сегмент.

Перед конструкторами двигателя DOHC возникла задача: с одной стороны, нужно было сделать шарообразной камеру сгорания, с другой стороны, «шатер» необходимо сделать покатым, причем с углами, более скругленными.

Конструкторы пришли к итогу, что добиться этого можно исключительно при уменьшении угла между впускными и выпускными клапанами. Следовательно, получается, что конструкторы должны были добиться увеличения степени сжатия и, наоборот, уменьшения угла между клапанами.

Так как в двигателе DOHC на один цилиндр имеются четыре клапана, свеча в камере сгорания располагается в одном месте – в центре. Высота головки цилиндров увеличивается за счет длинных газовых каналов, а свеча оказывается на самом дне глубокого колодца. Воспользовавшись специальным ключом, можно произвести замену или вывернуть свечи зажигания.

Двигатель DOHC Довольно значимый недостаток скрывался в схеме привода клапанов данного двигателя. Вначале, для того чтобы произвести регулировку клапанных зазоров, необходимо было вынимать валы, нарушать установку фаз газораспределения, а также подобрать нужную толщину регулировочных шайб между толкателем и кулачком. Потом нужно все это собрать заново, повторно замерить зазор, и если вы ошиблись с прокладками – делаем все сначала.

Все придуманные автоконструкторами регулировочные устройства только утяжеляли детали клапанного привода. Поэтому было решено использовать гидравлический компенсатор зазора (зазор подбирается в зависимости от того, холодный или горячий двигатель, а также изношено ли гнездо клапана).

Знаете ли Вы?Самым большим двигателем является судовой. Показатели одного из них следующие: диаметр цилиндра - 960мм, количество цилиндров – 14, объём одного цилиндра – 1820 л, мощность достигает 108920 л.с.

Двигатель ДВРВ работает по принципу гидравлического привода, который на сегодняшний день применяется на большинстве двигателей с клапанным механизмом. Гидропривод является своеобразной «гидравлической вставкой» между приводным двигателем и нагрузкой (может быть автомобиль или механизм) и осуществляет одинаковые с механической передачей (редуктор, кривошипно-шатунный механизм, ременная передача и т.д.) функции.

Двигатель DOHC Гидропривод служит для преобразования механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки, а именно, данный привод занимается преобразованием вида движения выходного звена мотора, его параметров, а также регулировкой, защитой от перегрузок и др. Это главная функция гидропривода.

Еще одной, не менее значимой функцией привода такого образца является передача мощности от приводного двигателя к рабочим органам автомобиля (к примеру, в одноковшовом экскаваторе — поступление мощности от двигателя внутреннего сгорания к ковшу или к гидродвигателям привода стрелы, к гидродвигателям поворота башни и т.п.).

Схема, по которой в гидроприводе передается мощность, следующая:

1. От приводного двигателя осуществляется передача вращающегося момента непосредственно на вал насоса, от которого рабочая жидкость получает энергию.

2. По гидролиниям, через регулирующую аппаратуру, в гидродвигатель поступает рабочая жидкость, там происходит преобразование гидравлической энергии в механическую.

3. Наконец, рабочая жидкость возвращается по гидролиниям либо в бак, либо к насосу.

3. История создания

Под капотом Всемирно известный двигатель DOHC является «детищем» так называемой «банды четырех». Это группа креативных, опытных и стремительных изобретателей, которые являлись талантливыми инженерами компании Peugeot и очень любили погонять на дороге. Исходя из последнего, они решились разработать теоретическую часть автомобильного двигателя. На то время, когда обороты двигателя едва доходили до 2000, «банда четырех» задумалась над произведением быстрого и мощного, а также сверхэкономичного и сложного автомобильного двигателя, которого еще не видал автомобильный мир.

По идее Зуккарелли, была предложена основа устройства. Он был убежден, что замена некоторых конструктивных особенностей приведет к успеху весь проект. Таким образом, он предложил поместить каждый распределительный вал над клапанами. В результате, все ненужные элементы конструкции отпадают сами собой. А для того, чтобы обеспечить большую легкость клапанов, он предложил воспользоваться четырьмя легкими клапанами вместо двух, более тяжелых. Таким образом, данные новшества стали инновационными и позволили осуществить основные поставленные цели.

Интересно знать! Максимальная температура рабочего газа в камере сгорания может доходить до 2000оС! Каким образом там ничего не плавится? Все дело в том, что эти температурные показатели имеют циклический характер, а сам металл до такой температуры нагреваться не может, поэтому она не успевает передаваться в полной степени от газа к металлу.

4. Преимущества и недостатки системы ДВРВ

Двигатель DOHC Разобравшись в том, что собой представляет двигатель ДВРВ, нам остается лишь рассмотреть основные недостатки и достоинства данного двигателя. Начнем с хорошего. Итак, система ДВРВ, которая имеет в своем составе два распределительных вала, считается более экономичной, так как топливная жидкость расходуется в меньшем количестве, а также более мощной (силовые показатели увеличиваются в несколько раз, а точнее – 10-20 лошадиных сил).

Несомненно, те, кто увлекаются быстрой ездой, не оценят по достоинству данный аспект, но для городского транспорта такой прирост мощностей двигателя станет довольно заметным и значительным.

Также к достоинствам двигателя DOHC можно отнести и практически бесшумный режим работы. В отличие от своих «сородичей», данные двигатели работают тихо и не причиняют никакого дискомфорта водителю.

А теперь о плохом. Главным недостатком системы ДВРВ является сложность ее конструкции, которая влияет на ремонтопригодность и регулировку узлов системы, которая распределяет газ. Это говорит о том, что стоимость производственных процессов, а также ремонтных работ такого двигателя будет намного выше по сравнению с другими двигателями. Двигатель ДВРВ работает исключительно при использовании дорогого, качественного синтетического масла. Данный факт, в первую очередь, относится к системам с гидрокомпенсаторами.

Подводя итоги, можно сказать, что двигатель с двойным распределительным валом DOHC является настоящим прорывом в наше время, так как позволяет на 30 процентов уменьшить расход топлива, причем без вреда мощностным показателям. Несомненно, обслуживание такого рода двигателя обойдется вам дорого, но все расходы могут легко компенсироваться экономичным использованием топлива и производительной работой двигателя.

Была ли эта статья полезна?


Комментарии
up