Trm-parking.ru

ТРМ Паркинг
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Базовые характеристики, о которых нужно знать

Сайт почитателей известной, популярной, немецкой модели opel corsa в России. Вы можете найти точную, новую, последнюю, интересную информацию об автомобиле опель корса.

Что у нас под капотом

Выбор автомобиля для некоторых людей становится серьезной проблемой, особенно для людей технически не подкованных в этих вопросах.

Автомобиль ничего не стоит, если не едет сам, поэтому одна из самых важных деталей автомобиля — это двигатель.
Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — сложное механическое устройство, преобразующее тепловую энергию при сгорании топлива в механическую.
При выборе автомобиля многие из всех характеристик двигателя выделяют только одну — количество лошадиных сил, а ведь есть и еще множество различных — не менее важных, таких как крутящий момент, система подачи топлива, расположение цилиндров и т.п.

Обо всех характеристиках попробую написать ниже.

В современных автомобилях их количество может быть от 2 до 16. Цилиндр в автомобиле — это как педаль велосипеда, толкаем педаль — едем, толкаем вторую — едем быстрее, так вот, в сравнении с велосипедом — цилиндры — «педали» в двигателе и приводят авто в движение, и чем их больше — тем больше сила двигателя.

Вариантов расположения цилиндров в подавляющем большинстве современных авто — пять.

Рядное расположение цилиндров (L) .
То есть все цилиндры расположены по одной линии в ряд, друг за другом.
В рядных двигателях обычно от 2 до 6 цилиндров. Но иногда встречаются и до 14.

Преимущества такого двигателя — простота, технологичность, равномерный износ, удобство обслуживания и ремонта.
Недостатки — повышенные габариты двигателя по высоте и длине.

Оппозитный двигатель (B).
В нем цилиндры расположены под углом 180 0 относительно друг друга.
Применялись в VW Beetle, в настоящее время используются компаниями Porsche и Subaru.
Имеют от 2 до 16 цилиндров

Преимущества — снижение центра тяжести, пониженные вибрации, малые размеры по длине и высоте, не требуют противовесов на коленвале.

Недостатки — Большая ширина.

V-образное расположение (V).
Цилиндры размещаются друг напротив друга под углом от 1° до 180° (наиболее часто 45°, 60° и 90°) в форме латинской буквы « V »
Имеют от 2 до 12 цилиндров (самые распространенные- 5, 6, 8)

Преимущества — меньше линейные размеры по сравнению с рядными.

Недостатки — Низкая балансировка коленвала, поэтому необходимо применять противовесы. Соответственно высокие вибрации. Две раздельные головки блока цилиндров.

W-образное расположение (W).
Цилиндры расположены в 4-х плоскостях, это как бы сдвоенный V-образный с общим коленвалом.
Имеют 8, 12, 16 или 18 цилиндров.
В основном применяются в дорогих автомобилях, устанавливаются на VW Phaeton, Bugatti Veyron, Audi A8, Bentley Continental и немногие другие.

Преимущества — меньшие габариты при большом количестве цилиндров.

Недостатки — технологически сложные, очень дорогие в производстве.

Роторно-поршневой двигатель (Двигатель Венкеля).
Совершенно другая конструкция двигателя, не похожая на все остальные, здесь одна камера в которой вращается треугольный ротор-поршень.
Применяется в настоящее время в спортивных моделях автомобилей Mazda.

Преимущества — низкий уровень вибраций, высочайшие динамические характеристики, высокая мощность, по габаритам меньше в 1,5-2 раза по сравнению с остальными и на 40% проще.

Недостатки — очень высокий износ, очень низкий ресурс, необходимость применения высокотехнологичных материалов, сильный перегрев, повышенный расход масла, сложность в изготовлении.

Объем камер сгорания.

Объем камер сгорания в сумме указывает на рабочий объем двигателя. Этот параметр влияет совершенно на все характеристики авто, чем больше объем — тем выше мощность, но при этом выше расход топлива. Самые большие объемы двигателей у V и W образных двигателей. У роторно-поршневых двигателей, объемы низкие — 1.3 литра, но за счет конструктивных особенностей по мощности они сравнимы с V-образными двигателями объемом свыше 2 литров.

Материал изготовления двигателя.

Этот параметр влияет только на вес, стоимость и ресурс двигателя. В производстве применяются три вида материалов:
Чугун или ферросплавы — очень прочный материал, но двигатель при этом обладает большей массой.
Аллюминий или сплавы аллюминия — менее прочен чем чугун, но зато намного легче.
Магниевые сплавы — имеют все преимущества, и высокую прочность, и низкий вес, но зато по стоимости гораздо дороже.

Другие характеристики двигателя.

Мощность — измеряется в киловаттах либо лошадиных силах. Влияет на максимальную скорость, время разгона. Зависит от всех параметров в ДВС.
Крутящий момент — максимальное тяговое усилие двигателя. Измеряется в Ньютон-метрах. Влияет на время разгона при малых оборотах двигателя. Самые лучшие параметры крутящего момента у дизельных двигателей.
Тип системы подачи топлива — данная система, как и сами двигатели, постоянно совершенствуется. Самые первые системы подачи топлива — карбюратор (механическая система). Затем, для улучшения характеристик двигателя и снижения уровня топлива разработчики перешли на электронные системы. Их главные недостатки были в том, что в цилиндры топливо просто вливалось, это увеличивало расход топлива и уменьшало КПД. В настоящее время применяются инжекторные системы, в которых в каждый цилиндр топливо впрыскивается через форсунки, а его количество регулирует умная электроника. В таких системах выше мощность двигателя и КПД, меньше расход топлива.
Дизельная система подачи топлива — отличается от бензиновой тем, что в дизельных ДВС топливо не поджигается искрой как в бензиновых, а сжимается и воспламеняется за счет нагрева свечи и высокого давления. В дизельных двигателях топливо подается форсунками под очень большим давлением, которое нагнетается специальным насосом ТНВД.
Максимальное количество оборотов коленвала — указывает, на максимальное количество оборотов коленвала, при котором он не потеряет своей конструктивной прочности, проще говоря — при превышении которого двигатель неизбежно выйдет из строя.
Расход топлива — указывается в количестве литров топлива на 100 км пути. Существует три показателя — в городском режиме, на трассе и в смешанном режиме.
Количество клапанов на цилиндр — клапаны подают необходимый для горения топлива воздух и выпускают отработанные газы из рабочей камеры цилиндра. Клапанов на цилиндр может быть 2, 4 или 5. Чем больше клапанов — тем выше мощность и стабильность работы двигателя. Клапаны — это одна из важных систем двигателя, называемая системой газораспределения. Клапаны приводятся в движение распределительным валом, который в свою очередь приводится в движение от коленчатого вала.
Механизм газораспределения — состоит из клапанов и распредвала, обычно один распредвал на восемь клапанов, также важна система привода газораспределения — ремень или цепь. Ремень — проще, дешевле, но требует регулярной замены, цепь — долговечнее, но дороже и издает много шума.

Ну и на последок — анимационный видеоролик, демонстрирующий устройство двигателя и его работу.

Многоклапанные двигатели

Когда нижнеклапанные двигатели ушли в прошлое, клапаны перекочевали наверх в головку блока, и с тех пор их расположение не менялось. Чтобы избежать длинных толкателей, которые ограничивали возможность форсирования двигателя по оборотам (такая конструкция — инерционная и нежесткая), распределительный вал перенесли в головку блока, чем и закончилась трансформация. Потом росли только степень сжатия и обороты. Но если «оборотистый» двигатель и годится для гонок (правда, не для всех), то для повседневной эксплуатации он не подходит: высоки требования к материалам, из которых сделаны детали, топливу и маслам, велики токсичность выхлопа и эксплуатационные расходы. Пришлось искать другие пути.

Площадь четырех вписанных кругов больше, чем двух; соответственно больше проходное сечение каналов, которые прикрыты клапанами.

Идею двигателя с четырьмя клапанами на цилиндр не назовешь особо оригинальной или новаторской, но нельзя отрицать и то, что это достаточно простой способ улучшить наполнение цилиндра горючей смесью и удаление отработавших газов из него. Нарисуйте окружность и впишите в нее две другие максимально возможного диаметра, а затем попробуйте изобразить то же, но уже с четырьмя. Большая окружность обозначает цилиндр, а малые — каналы, закрытые клапанами. Невооруженным глазом видно, в каком случае площадь, занимаемая вписанными кругами, больше и, следовательно, больше проходное сечение впускного и выпускного каналов в головке двигателя.
Четыре клапана «спустились» с высот формулы 1 сначала на другие гоночные, затем на более простые спортивные автомобили, а сейчас они бодро «шествуют» от дорогих машин в средний класс и дальше, к малым и дешевым (этот этап начался в начале 1990-х).

Типичная схема механизма газораспределения двигателя (Mazda 121): зеленым цветом выделен распредвал, коричневым — клапаны с пружинами и фиксирующими деталями. Интересно, что рычаги распредвала выполнены из легкого сплава (показаны желтым цветом) и снабжены стальными роликами (красные). Видны винты для регулировки зазора с контргайками и свеча зажигания (эти детали — белые).

Двигателю с четырьмя клапанами на цилиндр вовсе не обязательно иметь два распределительных вала в головке, как думают иногда автолюбители. Есть моторы, в которых клапаны приводит один вал, например у «Мазды-121».

Двигатель автомобиля Mitsubishi Galant: два распределительных вала, гидравлические компенсаторы клапанного зазора — типичные для четырехклапанных моторов.

Двигатель более дорогого «Мицубиси-Галант» — уже с двумя распределительными валами, гидрокомпенсаторами клапанных зазоров. Заметим, что схема с двумя распредвалами применяется в четырехклапанных двигателях чаще.
Есть двигатели и с тремя клапанами на цилиндр: несколько таких моделей использует, например, Toyota на автомобилях Starlet и Corolla. В этом случае два клапана впускные, а один — выпускной. Это обусловлено тем, что для впуска требуется большее сечение: рабочая смесь хуже проходит по узким каналам, чем выхлопные газы.
Когда фирма Opel добавила к модификациям своей Vectra модную полноприводную, то едва не оступилась. Инертная трансмиссия, возросший вес машины почти свели на нет ее достоинства по сравнению с переднеприводной. Спасти положение помогла новая головка с четырьмя клапанами на цилиндр. Прибавилась мощность, динамика и скорость выросли под стать полноприводным амбициям. Это пример настоящей конструкторской удачи.
Если сечение каналов больше, это не значит, что топлива в цилиндры поступает больше и расход должен быть выше. Многоклапанные головки двигателя позволяют изменить распределение рабочей смеси по камере сгорания, снизить потери впуска и уменьшить количество оставшихся в цилиндрах отработавших газов. Все это увеличивает КПД двигателя, следовательно, появляется возможность уменьшить расход, хотя бы на некоторых режимах.
Двигатель потребляет не столько топлива, сколько войдет в цилиндры, система впрыска «определяют дозу» согласно желанию конструкторов. Но и разработчики иной раз вынуждены идти на уступки, например, применять высокооктановый бензин.
Конечно, улучшить характеристики автомобиля можно не только изменив конструкцию двигателя (увеличив число клапанов). Нередко вместе с этим изменяют передаточные числа в коробке передач, модифицируют систему впрыска топлива и т. д. Но все же ведущие фирмы широко применяют четырехклапанные двигатели.
В условиях современного производства затраты на выпуск технологически более сложной головки блока невелики, а повышенная цена автомобиля, как правило, оправдывается хорошими характеристиками и не отпугивает покупателя.
Некоторые ездят на четырехклапанных машинах, даже не подозревая об этом. Автомобильные фирмы иной раз упоминают о конструкции только в технических характеристиках: ведь потребителя волнуют эксплуатационные показатели, а не устройство двигателя. Другие, наоборот, стремятся подчеркнуть технический уровень или спортивные качества модели, тогда в названии появляются обозначения «16V», «24V». Первое говорит о том, что двигатель имеет четыре цилиндра и четыре клапана на цилиндр, всего шестнадцать, а второе — шесть цилиндров, по четыре клапана на каждый (6X4=24). Индексы трехклапанных двигателей «12V», «18V». Те же надписи могут быть и на клапанной крышке, а кроме них «DOHC» и «Twincam», что означает «два распределительных вала в головке». Если же рядом с «DOHC» не стоит «12V» или «24V», то двигатель вовсе не обязательно четырехклапанный: два распредвала могут быть и у обычного, двухклапанного.

Сколько клапанов в цилиндре двигателя

Почему у одних двигателей два клапана на цилиндр, а у других – больше? И, кстати, когда появились двигатели, где больше двух клапанов на цилиндр? Правильный ответ – более ста лет назад.

В начале ХХ века самым простым способом повысить мощность двигателя было увеличение его рабочего объема. Большинство производителей так и делало. Правда, было одно «но». Отдача двигателей в то время была невысокой: 15…20 л.с. при рабочем объеме 3,0…4,0 литра – это было нормально. Скоростные автомобили с мощными двигателями (30…50 л.с.) имели моторы объемом 6,0…11,0 литра – как у современных грузовиков. Но тогда еще не применялись высокопрочные стали, и прочность обеспечивалась исключительно толщиной материала. То есть, легковые двигатели начала века были массивнее и тяжелее, чем нынешние грузовые двигатели. Иначе говоря, проблема увеличения мощности банально упиралась в размеры и вес мотора.

Был еще один способ, правда – более сложный: увеличение оборотов двигателя. Но и здесь была проблема. Быстрее крутится коленвал – хуже газообмен: уменьшается время на впуск рабочей смеси и выпуск отработанных газов. Значит, клапаны должны открываться раньше и закрываться позже. Но тогда увеличивается время перекрытия: когда оба клапана открыты. Больше время перекрытия – больше топлива, не сгорев, вылетает в выхлопную трубу.

Проблема решаема: надо увеличить проходное сечение клапанов. Для этого клапаны должны стать больше, а значит – тяжелее. С ростом оборотов коленвала клапаны работали все быстрее. В результате возвратные пружины банально не выдерживали инерцию тяжелых клапанов, и ломались. То есть, решение вопроса снова уперлось в размер и вес, на сей раз – клапанов.

Изящное решение нашел швейцарский инжеренер Эрнест Анри (Ernest Henry), работавший тогда в компании Peugeot. Два клапана не справляются с газообменом? А кто сказал, что их обязательно должно быть два? Так появился двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр. Клапаны эти были более компактными и легкими, и от них возвратные пружины уже не ломались, даже при серьезном увеличении оборотов и, соответственно, мощности.

Автомобиль Peugeot с таким двигателем с легкостью выиграл несколько европейских гонок. Машину привезли в США. Американские гонщики на автомобилях с огромными двигателями с усмешкой смотрели на компактное по меркам того времени заморское чудо. Не слабовата машинка? Каково же было их удивление, когда Peugeot легко обставил их – благодаря легкому весу и мощному, высокооборотистому мотору.

Несмотря на успех, нигде кроме автоспорта идея не прижилась. Массово применять многоклапанные двигатели стали лишь через 70 лет. Почему? Ответ прост. Больше клапанов – сложнее конструкция. Это удорожает производство и снижает надежность. Да, надежность тогда еще была важна. Тем не менее, нашелся фактор, который все-таки вынудил автопроизводителей усложнить конструкцию.

Легендарный Racing Peugeot: модель L76 с двигателем, имевшим четыре клапана на цилиндр. Рабочий объем − 7,6 л, мощность − 130 л.с. при 2250 об/мин. Вес − 895 кг. Максимальная скорость − до 190 км/ч: это не намного меньше рекорда скорости для автомобилей тех лет.

Просто для сравнения. Это Fiat, построенный для того, чтобы побить рекорд скорости. Двигатель − вдвое с лишним мощнее (290 л.с.), чем у Peugeot L76, но рабочий объем больше в четыре раза: 28,5 литра. Мотор − классический, с двумя клапанами на цилиндр. Вес машины − 1650 кг. Аппарат мощный, но для гонок слишком неустойчивый и неповоротливый.

Придуманная более ста лет назад схема с четырьмя клапанами на цилиндр до сих пор выглядит оптимальной. Технически реально сделать больше клапанов. Maserati еще в 1990-х продемонстрировала двигатель с шестью клапанами на цилиндр. Более 30 лет назад Honda выпускала мотоциклетный двигатель с овальными поршнями (750 куб. см., 130 л.с.), который имел восемь клапанов на цилиндр. Подобные решения демонстрируют неплохие параметры, но слишком сложны и дороги для массового применения.

Этот фактор – топливный кризис 1970-х годов. Когда остальные относительно простые способы повысить одновременно мощность и экономичность были исчерпаны, инженеры вернулись к многоклапанной схеме.

Многоклапанные двигатели стремительно появились в гамме практически у всех автопроизводителей, и стали вытеснять классические моторы с двумя клапанами на цилиндр. Дольше всех держались дизели – за счет того, что были низкооборотистыми, но потом сдались и они.

Сегодня самой распространенной является схема с четырьмя клапанами на цилиндр. Реже встречается пять. Кстати, почему не больше? По той же причине, по которой в свое время не прижились 4-клапанные двигатели. В массовое производство идут те конструкции, экономические преимущества которых перевешивают их же недостатки.

В принципе, возможно сделать шесть или восемь клапанов на цилиндр, но это еще больше усложнит конструкцию и снизит надежность современных и без того одноразовых двигателей. Если клапанов больше, то сами они должны стать меньше, а это ухудшит их прочность. Также работа большего количества клапанов увеличит потери на трение в ГРМ, что частично нивелирует выгоду. Кроме того большое количество клапанов в головке блока затрудняет компоновку форсунок, свечей накаливания, и т.д.

Иначе говоря, массовое применение более четырех клапанов на цилиндр пока не целесообразно, особенно – учитывая, что много вопросов с повышением эффективности двигателя решил прямой впрыск. Хотя, кто знает, что будет потом. Может, когда в очередной раз ужесточат экологические нормы, не останется другого выхода, кроме перехода на схему шесть клапанов на цилиндр. Если к тому времени еще не перейдем на электромобили.

Технические характеристики Toyota Corolla

1.3 MT1.6 MT1.6 AT1.8 AT
Кузов
Количество мест для сидения5555
Минимальный объём багажника, л452452452452
Грузоподъёмность, кг510500500510
Снаряженная масса, кг1225126012601275
Колёсная база, мм2700270027002700
Усилитель руляЭлектроусилительЭлектроусилительЭлектроусилительЭлектроусилитель
Длина, мм4620462046204620
Ширина, мм1775177517751775
Высота, мм1465146514651465
Дорожный просвет, мм150150150150
Количество дверей4444
Объем бензобака, л55555555
Допустимая полная масса, кг1735176017601785
Двигатель
Тип двигателяБензиновыйБензиновыйБензиновыйБензиновый
Объем двигателя в литрах, л1.31.61.61.8
Рабочий объем, см31329159815981798
КонфигурацияРядныйРядныйРядныйРядный
Количество цилиндров4444
Количество клапанов на цилиндр4444
Тип впускаРаспределенный впрыскРаспределенный впрыскРаспределенный впрыскРаспределенный впрыск
Максимальная мощность, л.с.99122122140
Обороты максимальной мощности, мин., об./мин.6000600060006400
Максимальный крутящий момент128157157173
Обороты макс. крут. момента, мин., об./мин.3800520052004000
Рекомендуемое топливоАИ-95АИ-95АИ-95АИ-95
Трансмиссия
Коробка передачМеханикаМеханикаВариаторВариатор
Количество передач66
ПриводПереднийПереднийПереднийПередний
Ходовая часть
Передняя подвескаНезависимая McPherson, со стабилизатором поперечной устойчивостиНезависимая McPherson, со стабилизатором поперечной устойчивостиНезависимая McPherson, со стабилизатором поперечной устойчивостиНезависимая McPherson, со стабилизатором поперечной устойчивости
Задняя подвескаПолузависимая, пружиннаяПолузависимая, пружиннаяПолузависимая, пружиннаяПолузависимая, пружинная
Диаметр переднего обода, мм15161616
Ширина профиля передней шины, мм195205205205
Высота профиля передней шины, мм65555555
Диаметр передней шины, мм15161616
Диаметр заднего обода, мм15161616
Ширина профиля задней шины, мм195205205205
Высота профиля задней шины, мм65555555
Диаметр задней шины, мм15161616
Тормозная система
Передние тормозаДисковые вентилируемыеДисковые вентилируемыеДисковые вентилируемыеДисковые вентилируемые
Задние тормозаДисковыеДисковыеДисковыеДисковые
Динамические характеристики и расход топлива
Максимальная скорость, км/ч180195185195
Время разгона до 100 км/ч, с12.610.511.110.2
Расход топлива в городе, л/100 км7.28.78.28.3
Расход топлива на шоссе, л/100 км4.75.45.35.3
Расход топлива в смешанном цикле, л/100 км5.66.66.36.4
Объем бензобака, л55555555

На этой странице любой желающий приобрести автомобиль Toyota Corolla может посмотреть его технические характеристики. Эти данные помогут понять, подходит ли Тойота Королла к тем требованиям, которые вы поставили перед автомобилем.

Технические характеристики – это важная информация, без ознакомления с которой нельзя делать такие серьезные покупки. По сути, они являются паспортными данными автомобиля, которые также определяют его возможности.

Все свойства автомобиля Тойота Королла мы собрали в удобной таблице, где нет ничего лишнего. Здесь вы сможете увидеть следующую информацию: тип коробки передач, мощность двигателя, расход топлива, габариты кузова, количество мест в салоне, дорожный просвет (клиренс) и т. д.

Четыре клапана на цилиндр

Еще недавно многоклапанные двигатели ставили только на гоночные автомобили, а сегодня существует не меньше сотни коммерческих моделей и модификаций, где использовано такое техническое решение. Что это, дань моде, очередной ход в конкурентной борьбе или действительно полезное усовершенствование? Об этом рассказывает инженер А. ФОМИН.

Когда нижнеклапанные двигатели ушли в прошлое, клапаны перекочевали наверх в головку блока, и с тех пор их расположение не менялось. Чтобы избежать длинных толкателей, которые ограничивали возможность форсирования двигателя по оборотам (такая конструкция — инерционная и нежесткая), распределительный вал перенесли в головку блока, чем и закончилась трансформация. Потом росли только степень сжатия и обороты. Но если «оборотистый» двигатель и годится для гонок (правда, не для всех), то для повседневной эксплуатации он не подходит: высоки требования к материалам, из которых сделаны детали, топливу и маслам, велики токсичность выхлопа и эксплуатационные расходы. Пришлось искать другие пути.

Площадь четырех вписанных кругов больше, чем двух; соответственно больше проходное сечение каналов, которые прикрыты клапанами.

Идею двигателя с четырьмя клапанами на цилиндр не назовешь особо оригинальной или новаторской, но нельзя отрицать и то, что это достаточно простой способ улучшить наполнение цилиндра горючей смесью и удаление отработавших газов из него. Нарисуйте окружность и впишите в нее две другие максимально возможного диаметра, а затем попробуйте изобразить то же, но уже с четырьмя. Большая окружность обозначает цилиндр, а малые — каналы, закрытые клапанами. Невооруженным глазом видно, в каком случае площадь, занимаемая вписанными кругами, больше и, следовательно, больше проходное сечение впускного и выпускного каналов в головке двигателя.

Четыре клапана «спустились» с высот формулы 1 сначала на другие гоночные, затем на более простые спортивные автомобили, а сейчас они бодро «шествуют» от дорогих машин в средний класс и дальше, к любимым нами малым и дешевым (этот этап начался буквально год-два назад).

Кстати, двигателю с четырьмя клапанами на цилиндр вовсе не обязательно иметь два распределительных вала в головке, как думают иногда автолюбители. Есть моторы, в которых клапаны приводит один вал, например у «Мазды-121». Эта японская двухдверная машина (на фото) по размерам — аналог нашей «Таврии» (длина соответственно 3810 и 3708 мм), а по рабочему объему двигателя близка «восьмеркам» и «девяткам». У «Мазды» два варианта двигателя рабочим объемом 1324 см и мощностью 53 и 72 л.с., а до «сотни» она разгоняется за 13,7 и 11,4 с соответственно (ВАЗ-2108: 1,3 л, 65 л.с., 16 с). Конечно, хорошие характеристики — показатель технического совершенства всей машины, и мотор с четырьмя клапанами сыграл здесь не последнюю роль. «Мазда-121» — самая маленькая из поставляемых в Европу модель этой фирмы. Чтобы двигатель был дешевле, применен только один распределительный вал, нет распространенных сегодня гидравлических толкателей — в процессе эксплуатации зазоры придется регулировать. Цена машины в Германии около 19 тысяч марок.

Схема механизма газораспределения двигателя «Мазды-121»: зеленым цветом выделен распредвал, коричневым — клапаны с пружинами и фиксирующими деталями. Интересно, что рычаги распредвала выполнены из легкого сплава (показаны желтым цветом) и снабжены стальными роликами (красные). Читатели легко найдут винты для регулировки зазора с контргайками и свечу зажигания (эти детали — белые).

Другая японская четырехклапанная машина, «Мицубиси-Галант» принадлежит к среднему классу (как наша «Волга») и стоит 37 тысяч марок (как самый дешевый «Мерседес»). В автомобилях такого класса простота и дешевизна — не главное; комфорт, техническое совершенство и снижение трудоемкости обслуживания гораздо важнее. На рисунке хорошо видны два распределительных вала, гидрокомпенсаторы клапанных зазоров. Заметим, что схема с двумя распредвалами применяется в четырехклапанных двигателях чаще. «Мицубиси-Галант» предлагают с двигателем рабочим объемом 2 литра в двух вариантах — с двумя и четырьмя клапанами на цилиндр (см. таблицу).

Вторая модификация — явно спортивного характера: заметно меньше время разгона, почти на две секунды, и расход топлива вполне приемлемый для такого мощного мотора.

Есть двигатели и с тремя клапанами на цилиндр: несколько таких моделей использует, например, «Тойота» на автомобилях «Старлет» и «Королла». В этом случае два клапана впускные, а один — выпускной. Это обусловлено тем, что для впуска требуется большее сечение: рабочая смесь хуже проходит по узким каналам, чем выхлопные газы.

Таковы дела на Востоке, но и на Западе не дремлют. Когда фирма «Опель» добавила к модификациям своей «Вектры» «модную» полноприводную, то едва не оступилась. Инертная трансмиссия, возросший вес машины почти свели на нет ее достоинства по сравнению с переднеприводной. Спасти положение помогла новая головка с четырьмя клапанами на цилиндр. Прибавилась мощность, динамика и скорость выросли под стать полноприводным амбициям (см. таблицу). Пожалуй, это пример настоящей конструкторской удачи, в чем убеждает сравнение «Вектры» и «Галанта», благо, по объему двигателей и габаритам они почти равны. Полноприводной машине по всем законам положено «есть» процентов на десять больше, но «Вектра» со всеми ведущими на поверку оказалась экономичнее переднеприводного «Галанта», что говорит само за себя.

Неумеренно популярный в нашей стране «Вольво-940GL» тоже имеет модификацию с многоклапанной головкой — 940GLT-16V, которая встречается намного реже. Резонно: нужда в лишних «лошадях» невелика, а платить за них мало желающих. Не прельщает и улучшенная динамика при умеренном росте расхода топлива (см. таблицу).

Внешне непохожие друг на друга, «Пежо-605» и «Ситроен-XM» по двигателям полностью идентичны: у обоих они V-образные шестицилиндровые, двух- и четырехклапанные. (Это варианты так называемого евромотора, разработанного и выпускаемого совместно еще с 70-х годов фирмами «Рено», «Пежо» и «Вольво» для своих престижных моделей.) «Пежо-605» — самая большая у этой фирмы, одна из самых солидных во Франции — должна представлять свою страну в крайне трудном для конкуренции «верхнем среднем» (по принятому в Германии делению) классе, соперничая с такими европейскими авторитетами, как «Ауди-100», БМВ пятой серии, «Мерседес-200-500E» (W124) (см. таблицу). Многоклапанный двигатель для данной модели (как и для «Вольво-940») — средство укрепиться на рынке мощных и скоростных автомобилей. 33 л.с. «сверху» и плюс 14 км/ч к максимальной скорости — неплохое приобретение при почти том же расходе топлива. А что предлагают серьезные и уважаемые БМВ и «Мерседес», ведь эти фирмы вряд ли клюнут на пустую затею? Если в 1988 году они делали по одной-две модели с четырехклапанными двигателями, то в 1992-м каждая выставила их более десяти — от купе и кабриолетов до универсалов, доказав, что спортивность не чужда и «грузовикам». Каковы же результаты?

Модель БМВ-318iS появилась как более дешевая альтернатива «325-й», но в то же время более мощная, чем базовая -318, специально для тех, кому не по карману «большой» двигатель. Более мощная машина получилась экономичнее на всех режимах, кроме городского цикла. Правда, для этого случая есть контраргумент — -318iS расходует бензин «супер», а не «нормаль», но в Германии разница в цене этих сортов бензина невелика (около пяти процентов).

Двигатель автомобиля «Мицубиси-Галант»: два распределительных вала, гидравлические компенсаторы клапанного зазора — типичные для четырехклапанных моторов.

Если сечение каналов больше, это не значит, что топлива в цилиндры поступает больше и расход должен быть выше. Многоклапанные головки двигателя позволяют изменить распределение рабочей смеси по камере сгорания, снизить потери впуска и уменьшить количество оставшихся в цилиндрах отработавших газов. Все это увеличивает КПД двигателя, следовательно, появляется возможность уменьшить расход, хотя бы на некоторых режимах. Кстати, двигатель потребляет не столько топлива, сколько войдет в цилиндры, карбюратор или система впрыска «определяют дозу» согласна желанию конструкторов. Но и разработчики иной раз вынуждены идти на уступки, например, применять высокооктановый бензин, как в описанном выше случае. А другие, более солидные модели? В таблице приведены характеристики БМВ 5-й серии. БМВ пришлось действовать так же, как «Опелю»: новая головка двигателя — и время разгона стало что надо! Так поступили в 1990 году с моделями -520 и -525, а еще через год выпуск этих моделей с двухклапанной головкой прекратили. Результат нам уже знаком: улучшены динамические качества, расход топлива снижен на всех стандартных режимах, кроме городского цикла.

Если не усложнять двигатель лишними валами и клапанами, а просто увеличить его объем? Ответ тоже есть в таблице. С появлением четырехклапанной «525-й» модель -530 (большего литража) сняли с производства. Машина с четырехклапанным двигателем разгоняется с места до 100 км/ч за 7,8 с, а с двухклапанным — за 8,5 с (с автоматической коробкой передач).

Если мы изучим все моторы, выпускаемые БМВ и «Мерседес-Бенц», то убедимся, что двухклапанные в последние годы почти не встречаются. Осенью 1992 года «Мерседес» упразднил их на самых популярных моделях -200 и -300, заменив четырехклапанными.

Конечно, улучшить характеристики автомобиля можно не только изменив конструкцию двигателя (увеличив число клапанов). Нередко вместе с этим изменяют передаточные числа в коробке передач, модифицируют систему впрыска топлива и т. д. Вспомните: у «Жигулей» двигатели разной мощности комплектуются коробками передач с различающимися передаточными числами. Но все же ведущие фирмы все шире применяют четырехклапанные двигатели. Исключение составляют американские: они комплектуют такими моторами лишь спортивные модели («Олдсмобил-Катлесс») и те, что изготовлены по кооперации с японскими фирмами («Форд-Торус-SHO»).

Каковы дальнейшие перспективы развития многоклапанных двигателей? Видимо, к концу десятилетия они полностью или почти полностью вытеснят обычные. «Мазда-121», о которой мы говорили,— далеко не предел: в Японии, где все еще популярны микролитражные, как говорили раньше, машины, четырехклапанный двигатель объемом 600—800 см3 (у той же «Мазды», «Дайхатсу», «Субару») — не редкость. В условиях современного производства затраты на выпуск технологически более сложной головки блока невелики, а повышенная цена автомобиля, как правило, оправдывается хорошими характеристиками и не отпугивает покупателя.

Некоторые и у нас, и на Западе ездят на четырехклапанных машинах, даже не подозревая об этом. Автомобильные фирмы иной раз упоминают о конструкции только в технических характеристиках: ведь потребителя волнуют эксплуатационные показатели, а не устройство двигателя. Другие, наоборот, стремятся подчеркнуть технический уровень или спортивные качества модели, тогда в названии появляются обозначения «16V», «24V». Первое говорит о том, что двигатель имеет четыре цилиндра и четыре клапана на цилиндр, всего шестнадцать, а второе — шесть цилиндров, по четыре клапана на каждый (6X4=24). Индексы трехклапанных двигателей «12V», «18V». Те же надписи могут быть и на клапанной крышке, а кроме них «DОНС» и «Twincam», что означает «два распределительных вала в головке». Если же рядом с «DОНС» не стоит «12V» или «24V», то двигатель вовсе не обязательно четырехклапанный: два распредвала могут быть и у обычного, двухклапанного.

Представим, что вы пришли в магазин и увидели некую модель как с двухклапанным двигателем, так и с четыреклапанным. Какой вариант предпочесть? С точки зрения «чистого ездока», автомобиль с многоклапанным мотором, безусловно, хорошее приобретение: высокая мощность, отличная динамика при приемлемом расходе топлива будут радовать. Но заплатить придется на 10—30% больше, правда, не только за клапаны: вы наверняка получите еще литые диски, широкие покрышки, спойлеры и много других приятных мелочей. В эксплуатации такой автомобиль будет ненамного дороже, но в случае крупного ремонта двигателя возможны дополнительные расходы: запчастей понадобится больше и придется поискать того, кто возьмется.

Есть еще нюанс: мощная машина великолепно проявляет темперамент водителя, и если вы привыкли давить на газ до упора, на умеренный расход не надейтесь. Впрочем, клапаны тут не виноваты, чаще посматривайте на эконометр и держите стрелку подальше от красной зоны.

Двигатель Suzuki M16A

Двигатель Suzuki M16A является атмосферным четырехцилиндровым бензиновым, с рядным расположением цилиндров. Его отличают небольшие габариты и сравнительно низкая мощность, поскольку основным назначением агрегата были автомобили малого класса, преимущественно – городские седаны. Поэтому основными требованиями, которые старались выполнить конструкторы, стали экономичность и долговечность в эксплуатации. Первой моделью автомобиля, в комплектацию которого вошел этот мотор в 2004 году, стала Suzuki Liana.

Технические характеристики двигателя Suzuki M16A

  • Тип – рядный.
  • Система питания – инжектор.
  • Количество цилиндров – 4.
  • Объем двигателя – 1 586 см3.
  • Количество клапанов на цилиндр – 4.
  • Диаметр цилиндра – 78 мм.
  • Ход поршня – 83 мм.
  • Расход топлива – от 4,9 (трасса) до 9,4 (город) л/100 км.
  • Степень сжатия – 9,7…10,5.
  • Мощность – 100–105 л. с.
  • Экологические требования – соответствует нормам ЕВРО 3.

Модификации

С целью увеличить мощность базовой модели двигателя M16A и довести уровень его выхлопа до современных экологических нормативов конструкторами была внедрена система регулирования фаз впускных клапанов VVT. Ее установка потребовала перехода к 16-клапанной ГБЦ с использованием механизма DOHC – два раздельных распредвала. Степень сжатия увеличили с исходных 9,7…10,5 до 11,0. При этом мощность ДВС возросла до 120 л. с. при крутящем моменте 145–175 Нм. Данная версия M16A VVT соответствует экологическим нормативам ЕВРО 4.

Список моделей

Базовая модель силового агрегата 1,6 литра применяется на моделях автомобилей Suzuki:

· Liana RA (2001–2007 гг.);

· Vitara LY (с 2015 года).

Усовершенствованная модификация M16A VVT встречается на машинах:

· SX4 GY, SX4 JY (с 2013 года);

· Swift ZC1, ZC2 (2004–2017 гг.);

· Grand Vitara JT (2005–2016 гг.).

Также этот мотор можно увидеть в модели Fiat Sedici.

Достоинства и недостатки двигателя M16A

Данные двигатели считаются очень надежными и неприхотливыми в эксплуатации. В конструкции отсутствуют сложные системы, требующие для диагностики и обслуживания специального оборудования. Поэтому ремонт мотора несложно выполнить самостоятельно. Также доступны к покупке запасные части и расходные материалы. По затратам на содержание агрегат относят к бюджетному классу.

В недостатках чаще всего упоминаются необходимость регулярно настраивать зазоры клапанов, поскольку гидрокомпенсаторов в ГРМ нет, а также сравнительно небольшой ресурс у цепи привода распредвалов, которая растягивается при пробеге больше 100 тыс. км и требует замены. Течи масла не считаются характерной особенностью именно этого ДВС, а служат общим признаком моторов с долгим сроком службы.

Техническое обслуживание

Надлежащий своевременный уход и диагностика необходимы даже надежным двигателям, чтобы исключить отказы и обеспечить многолетнюю работу. Важно при замене смазки и расходных материалов использовать только качественные. Моторное масло заменяется при пробеге через 7 500–10 000 км. Каждые 30–40 тыс. км нужно устанавливать новые свечи зажигания. К качеству бензина требования не столь высоки, однако разумно эксплуатировать машину на том виде топлива, на который она рассчитана, то есть Аи-95. При появлении характерного шума под клапанной крышкой выполняется регулировка зазоров ГРМ. Цепь привода положено менять в комплекте со звездами.

Наше предложение

Купить качественный контрактный двигатель Suzuki M16A вы можете в компании «Торенс». Наша компания специализируется на прямых поставках автомобильных агрегатов от надежных партнеров в Японии и Европе. При поступлении на склад все двигатели проходят обязательное тестирование технического состояния. Выполняется проверка на стенде уровня компрессии, давления масла, отсутствия износа привода ГРМ. Благодаря такому контролю мы предоставляем гарантийный срок на силовые агрегаты, которые устанавливались и обслуживались в нашей сети СТО. Выдаем полный пакет документов для регистрации номерного узла в ГИБДД. Организуем отправку купленных у нас агрегатов в любой регион России с помощью услуг транспортной компании.

Для получения информации о наличии нужной модели и заполнения формы заявки приглашаем посетить страницу каталога: https://torens-auto.com/catalog/dvigatel_v_sbore/dvigatel_suzuki_m16a_t54047360/.

Наши консультанты готовы ответить на вопросы по телефону +7 499 288 06 34.

Разборка ABW.BY. Раз, два, три, четыре, пять – вышел клапан погулять

Сколько клапанов нужно двигателю? Ответ на этот вопрос был дан еще за несколько лет до первой мировой войны, когда компания Peugeot представила ничем не примечательный внешне, но невиданно быстроходный для того времени автомобиль. После нескольких убедительных побед в европейских Гран-при машину отправили покорять Новый Свет, где в Индианаполисе она не замедлила оправдать самые худшие ожидания американских гонщиков, нанеся по их амбициям чувствительный удар.

Секрет небывалой резвости Peugeot находился под капотом, где был установлен двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр. Сегодня таким количеством клапанов никого не удивишь, но сто с лишним лет тому назад это было революционное решение.

Примечательно, что его автор Эрнест Анри пришел к идее использования четырех клапанов вместо двух лишь с целью избавиться от поломок клапанных пружин, не выдерживавших при увеличении оборотов двигателя инерционных нагрузок от массы клапанов. Увеличение количества клапанов означало уменьшение их размеров, а значит, веса, что и привлекло внимание Анри. О значительном приросте мощности поначалу речь не шла, но благодаря именно этому «побочному» эффекту, обеспечиваемому многоклапанным газораспределением, имя Анри теперь вписано в историю автомобилестроения.

Однако благодаря чему эффект обеспечивался? Мощность можно наращивать самыми разными способами. Например, увеличивая объем двигателя, что, кстати, во времена Анри и было наиболее простым и самым распространенным решением вопроса. Но можно, не изменяя объем мотора, увеличивать частоту вращения коленчатого вала, ведь мощность напрямую зависит от количества рабочих тактов, совершаемых в двигателе за единицу времени.

Плохо это тем, что от скорости вращения коленвала зависит время, отводимое на впуск горючей смеси и удаление отработанных газов. Чем коленвал быстрей крутится, тем хуже условия для качественного газообмена. Надо открывать клапаны раньше и закрывать позднее, но в таком случае увеличивается период, когда впускной и выпускной клапан будут открыты одновременно. Что хорошего в том, что часть горючей смеси, не дождавшись воспламенения, вылетит из цилиндра вслед за отработанными газами в выхлопную трубу, так и не выполнив свою главную задачу?

Стало быть, нужно увеличивать проходное сечение клапанов, чтобы за время их открытия требуемое количество горючей смеси без нерациональных потерь успело заполнить цилиндр, а отработанные газы как можно быстрее его покинули. Однако тогда увеличиваются размеры клапанов, они становятся тяжелыми и при увеличении оборотов двигателя начинают ломать свои пружины. Это, как уже понятно, вновь возвращает нас к Анри, решившему вместо двух больших по размерам и тяжелых клапанов поставить четыре маленьких и легких: два впускных и два выпускных.

Одновременно при этом почти в полтора раза увеличилась суммарная площадь проходного сечения клапанов и их общая пропускная способность, благодаря чему увеличивалось количество свежего заряда, наполнявшего цилиндр за отведенное на впуск время, а с ним росла и мощность, выработанная от сгорания. Кроме того, изменилось распределение поступившей в цилиндр горючей смеси, став более равномерным, что улучшило процесс сгорания и благоприятно отразилось на величине расхода топлива.

Тем не менее понадобилось более 70 лет, чтобы находка работавшего в Peugeot швейцарского конструктора наконец-то нашла применение не только на гоночных и спортивных автомобилях, но и заинтересовала производителей массовых моделей. Почему так случилось?

За все надо платить. Увеличение количества клапанов не только улучшало наполнение цилиндров горючей смесью и удаление отработанных газов, но и вело к усложнению конструкции двигателя, что отражалось на стоимости производства, а с ним — на конечной цене автомобиля. Помимо этого приходилось учитывать, что эксплуатация более сложного двигателя предполагает увеличение затрат на его обслуживание и ремонт. Наконец, надежность. Были, оказывается, времена, когда производители относились к ней с большим трепетом, нежели сейчас, учитывая, что не ломается только та деталь, которой нет. При увеличении количества деталей растет и вероятность неисправностей. В общем, пришлось ждать, пока преимущества перевесят цену, которую за них необходимо было заплатить.

Но как только нефтяной кризис 1970-х годов вынудил автомобилестроителей обратить внимание на компактные модели с малолитражными двигателями, а более простые способы улучшения их мощности и экономичности были исчерпаны, час «многоклапанников» пробил.

Моторы с числом клапанов на цилиндр более двух начали появляться как грибы после дождя и стали вытеснять из производственных программ автозаводов стремительно устаревающие «двухклапанники». Дольше всех держались дизели, в основном из-за того, что были сравнительно малооборотными. Плюс к этому многие дизели были турбированными, а стало быть, воздух в их цилиндры поступал не за счет разряжения в освобождающемся над поршнем пространстве во время такта впуска, а принудительно нагнетался. Однако в конце концов сдались и они.

Судя по тому, что в настоящее время предложенное Эрнестом Анри количество клапанов на цилиндр стало самым распространенным в двигателестроении вариантом, похоже, помимо инженерного таланта швейцарец обладал еще и даром провидения.

Но почему не три или пять клапанов и больше? Причина та же, что долго сдерживала применение четырехклапанной технологии. Право на жизнь получают конструкции, преимущества которых перевешивают свойственные им недостатки.

Что, например, помешало развитию схем с пятью и более клапанами, ведь по эффективности газообмена они лучше четырехклапанного газораспределения? Первая причина понятна – такие ГРМ более сложные конструктивно со всеми вытекающими из этого обстоятельства последствиями для затрат не только на их изготовление, но и на производство головки цилиндров и других узлов. Однако одновременно с количеством клапанов возрастают потери на трение в клапанном механизме, которые частично компенсируют выгоды, полученные от увеличения числа клапанов, из-за чего оно уже не дает тех результатов, которые хотелось бы получить. Это вторая причина, но помимо этого требуется уменьшать размеры клапанов, что сказывается на прочности и требует использования более дорогих материалов с высокими прочностными характеристиками.

И главное – частокол из клапанов создает трудности с размещением в головке цилиндров деталей, не имеющих к ГРМ отношения, например, свечей зажигания и накаливания, топливных форсунок, которые оказывают весомое влияние на оптимизацию рабочего процесса, протекающего в двигателе. Прямой впрыск бензина способствует более существенному улучшению характеристик, поэтому когда возникла необходимость переноса форсунок из впускного коллектора, где они располагаются при распределенном впрыске, в головку цилиндров, стало ясно, что число клапанов свыше четырех – перебор, если только конструкторы специально не преследуют достижение максимально возможной мощности.

Газообмен, в котором за впуск отвечают два клапана, а за выпуск – один, плох тем, что он менее эффективен. Поэтому трехклапанный ГРМ может быть интересен, только когда перевесят его преимущества в компактности, дешевизне изготовления, надежности и упрощении обслуживания и ремонта. Было время, когда освободившееся место четвертого клапана использовалось для размещения второй свечи и оптимизации зажигания, но сейчас лишь две лазейки оставляют моторам с числом клапанов на цилиндр менее четырех возможность выхода на рынок.

Первая – тенденция к уменьшению размеров силовых агрегатов, их миниатюризация, downsizing, одним словом. Вторая – выпуск автомобилей, в народе называемых бюджетниками, при производстве которых экономят на всем с целью максимального удешевления. Для них два или три клапана на цилиндр – это по-прежнему так же нормально, как и в доисторические по меркам автомобилестроения времена.

Означает это только одно – идеального числа клапанов все-таки не существует. Все определяет баланс между достоинствами и недостатками, чему подтверждение то, как долго оставался невостребованным потенциал четырехклапанного газораспределения, хотя его возможности и эффективность были наглядно доказаны более 100 лет назад.

Сколько клапанов в двигателе лучше: 8 или 16

Сегодня на автомобилях можно встретить различные типы ДВС, начиная от малообъемных 3-х цилиндровых агрегатов и заканчивая мощными V8 или V12. При этом подавляющее большинство авто под капотом имеют привычные моторы с 4 цилиндрами.

Если раньше такие силовые агрегаты ставились на модели начального и среднего класса, в данный момент 4-цилиндровый двигатель можно увидеть даже в премиальном сегменте.

Дело в том, что форсирование, увеличение количества клапанов на цилиндр, внедрение систем изменения фаз газораспределения, установка турбонаддува и другие усовершенствования позволили добиться от таких моторов необходимой мощности и эффективной отдачи.

В этой статье мы поговорим о том, в чем заключается отличие 8 клапанного от 16 клапанного двигателя, а также какой двигатель лучше, 8 или 16 клапанный. Далее мы постараемся разобраться, какие преимущества и недостатки имеет большее или меньшее количество клапанов в моторе с учетом ремонта и обслуживания таких ДВС.

Более современный 16 клапанный двигатель и 8 клапанный: разница

Начнем с того, что четырехцилиндровые двигатели с 8 клапанами (по два на каждый цилиндр) являются давней, надежной и проверенной временем конструкцией. Сегодня такие моторы некоторые авто производители активно устанавливают на свои бюджетные версии автомобилей.

Также на аналогичной модели транспортного средства можно встретить и более современный 16 клапанный двигатель. Другими словами, покупатель может самостоятельно выбрать более подходящий тип ДВС. Для лучшего понимания необходимо разобраться, какие преимущества и недостатки имеет одна и другая конструкция.

Преимущества восьмиклапанных моторов

Итак, версия с 8-ю клапанами изначально стоит дешевле и обычно ставится на автомобили в самой простой комплектации. Это сделано для максимального удешевления. Такой мотор на каждый цилиндр имеет по одному клапану для впуска топливно-воздушной смеси и по одному клапану для выпуска отработавших газов из цилиндра.

Конструктивно 8 клапанный двигатель имеет один распределительный вал. Привод ГРМ может быть реализован как путем установки ремня ГРМ, так и при помощи цепи. Главными преимуществами такой конструкции можно считать простоту и доступность ремонта, а также неприхотливость к качеству топлива и меньшую требовательность к качеству моторного масла.

  • Двигатели подобного типа хорошо подходят для тяжелых условий эксплуатации (нагруженные режимы, низкое качество горючего и ГСМ, загрязненный воздух), их проще обслуживать и ремонтировать.
  • Что касается загиба клапанов при обрыве ремня/цепи ГРМ, большинство агрегатов с 8 клапанами имеют больше шансов не пострадать по сравнению с 16 клапанными версиями.
  • Также двигатели с 2 клапанами на цилиндр меньше по размеру, их проще установить в автомобили с небольшими размерами подкапотного пространства, доступ к навесному оборудованию во время ремонта менее затруднен. Из этого следует вывод, что обслуживать и ремонтировать восьмиклапанные ДВС не только дешевле, но и удобнее.
  • Еще добавим, что эти двигатели лучше подходят для установки на них ГБО. Простота реализации ГРМ и увеличенный ресурс такой конструкции позволяет агрегатам с 2 клапанами нормально работать на газу достаточно долгое время.

Недостатки 8-и клапанных двигателей

Однако общая простота устройства имеет и свои недостатки. Прежде всего, изготовители преследуют цель тотальной экономии во время изготовления подобных ДВС. Это проявляется как в качестве исполнения отдельных элементов, так и в отсутствии некоторых решений для упрощения обслуживания.

Например, многие двигатели с 8 клапанами предполагают необходимость дополнительной регулировки тепловых зазоров клапанов. Это значит, что в таком ДВС конструктивно отсутствуют гидрокомпенсаторы. С одной стороны это плюс, так как требования к качеству масла занижаются, при этом все же возникает необходимость периодической регулировки зазоров вручную.

После сжигания топливного заряда отработавшие газы медленнее и менее эффективно выводятся из цилиндров, то есть ухудшается вентиляция. Все это приводит к тому, что такой двигатель отличается замедленной реакцией на нажатие педали газа.

Получается, ДВС этого типа не подходят для активного разгона «с низов», при этом неплохо «тянут» на низких оборотах. Приемлемая динамика достигается в среднем диапазоне оборотов, то есть мотор нужно крутить. В результате подобные агрегаты закономерно расходуют больше топлива. Некоторые замечания возникают и применительно к комфорту. Моторы с 8 клапанами больше вибрируют, могут работать менее устойчиво, сильнее шумят.

Плюсы 16-и клапанных двигателей

Основным преимуществом такого мотора считается лучшая отдача и большая мощность при одинаковом рабочем объеме. Параллельно достигается топливная экономичность. Все дело в том, что система впуска и выпуска на таких агрегатах работает более эффективно.

Как мы уже говорили, четыре отверстия под клапаны имеют больший суммарный диаметр по сравнению с двумя. Благодаря этому за единицу времени в камеру сгорания удается подать больше рабочей топливно-воздушной смеси, а также эффективнее вывести отработавшие газы.

  • Параллельно с этим шестнадцатиклапанный мотор имеет гидрокомпенсаторы, что позволяет постоянно поддерживать заданный тепловой зазор клапанов в автоматическом режиме.
  • Благодаря оптимизированному процессу сгорания заряда в цилиндрах, двигатели этого типа считаются более приемистыми и эластичными, хорошо подхватывают с низких оборотов, имеют более ровную полку крутящего момента.

Минусы моторов с 16 клапанами

Прежде всего, устройство ГРМ в таких агрегатах более сложное. При этом сразу стоит выделить повышенную чувствительность к качеству моторного масла и горючего. Загрязнение системы смазки или рабочей жидкости приводит к быстрому выходу гидрокомпенсаторов из строя.

Что касается ремонта и обслуживания, такой агрегат сложнее и дороже. Конструкция предполагает не только гидрокомпенсаторы, но и два распределительных вала (один для впускных, другой для выпускных кланов), а также большее количество клапанов.

Определенные сложности возникают и с заменой привода механизма газораспределения, так как требуется более точная настройка фаз, особые требования выдвигаются к максимально точному вставлению по меткам.

Что касается установки газобаллонного оборудования, моторы с 16 клапанами более требовательны к качественной настройке ГБО, так как сбои и нарушения смесеобразования могут привести к быстрому прогару клапанов при работе на газу.

Какой силовой агрегат лучше выбрать

Если суммировать все перечисленные выше особенности, тогда становится понятно следующее:

  1. Мотор с 8 клапанами проще в обслуживании, дешевле в ремонте, лучше работает на топливе и масле низкого качества, хорошо подходит для установки ГБО. При этом такой двигатель потребляет больше топлива, отдает меньше мощности, является более вибронагруженным и шумным.
  2. Силовой агрегат с 16 клапанами позволяет добиться лучшей динамики, он мощнее, расходует меньше топлива, не так сильно вибрирует. Параллельно с этим возрастают требования к качеству топлива и смазки, увеличиваются затраты на обслуживание и ремонт.

Если стоит выбор из этих двух типов ДВС, тогда следует отдельно учесть индивидуальные предпочтения и особенности последующей эксплуатации. В случае, когда нужна динамика и экономичность, при этом автомобиль планируется обслуживать на профессиональной сервисной станции, тогда оптимально приобрести более технологичный 16 клапанный вариант.

Если же вопросы динамики, мощности и топливной экономичности не так важны, при этом планируется обслуживать машину самостоятельно для экономии или с учетом отсутствия возможности посещать СТО, тогда мотор с 8 клапанами выглядит более подходящим вариантом.

Получается, главными их преимуществами остается более доступная начальная цена автомобиля, меньшая чувствительность к горючему и составу топливно-воздушной смеси, а также простота ремонта, особенно при самостоятельном обслуживании.

Подведем итоги

Не трудно догадаться, что 16 клапанные версии закономерно и достаточно активно вытесняют упрощенные варианты с 2 клапанами на цилиндр. Если говорить о покупке нового автомобиля с 8 клапанным двигателем сегодня, тогда решающим аргументом зачастую является только более привлекательная цена.

Машина с таким мотором будет стоить на 15-20% дешевле по сравнению с аналогичной моделью, но уже с 16 клапанами. При этом снижение стоимости достигается не только из-за разницы в силовых установках. Дело в том, что производители также стараются делать версии автомобилей с 8 клапанными ДВС самыми бюджетными, то есть максимально простыми по комплектации.

Указанный подход очень важен в нижнем ценовом сегменте, позволяя сформировать выгодное предложение для покупателей с сильно ограниченными финансовыми возможностями или же для тех целей, когда автомобили приобретаются для коммерческого использования (службы такси и т.п.).

Однако если сравнивать восьми и шестнадцатиклапанные версии на вторичном рынке, тогда в ряде случаев оптимально уделить внимание более простой конструкции. С учетом того, что 8 клапанный мотор проще конструктивно и не так чувствителен к качеству топлива, шансы приобрести работоспособный исправный экземпляр значительно возрастают.

При этом даже если двигателю в дальнейшем будет необходим ремонт, затраты на восстановление ДВС будут существенно ниже, благодаря его ремонтопригодности и доступности запчастей. Однако не следует забывать, что покупка такого агрегата для форсирования, установки турбины и другого тюнинга может оказаться неоправданной.

Именно по этой причине одним из распространенных видов тюнинга автомобиля является замена 8 клапанного двигателя на 16 клапанный, после чего производятся дальнейшие усовершенствования. При этом силовые агрегаты с 8 клапанами хорошо зарекомендовали себя в качестве простых моторов на гражданских рабочих автомобилях, тогда как для получения большей мощности однозначно предпочтителен другой вариант.

1985 год. 6 клапанов на цилиндр!

Прототип ‘Hi-Tech»-двигателя на базе двигателя Biturbo представленный Мазерати 14 декабря 1985 года.

6-цилиндровый, 36-клапанный, четырехраспредвальный, двух-турбиный и с множеством технологических ноу-хау «Hi-Tech» двигатель Maserati имел:
— Улучшенный смешивающий эффект для максимальной эффективности сгорания топлива;
— Камера сгорания двойной выпуклости;
— Низкая температура камеры сгорания, благодаря более эффективному теплосъёму охлаждающей жидкостью;
— Свеча в центре камеры сгорания для улучшения эффективности сгорания;
— Большая мощность 261 лс при 7200 об/мин при низком давлении наддува – 0,8 бар;
— Высокая эффективность использования топлива – меньший удельный расход;
— Простота настройки зазоров клапанов благодаря запатентованной Мазерати схеме;
— Центральные клапаны под другим углом относительно крайних в группе, что даёт дополнительный эффект турбулентности для лучшего смешивания топлива с воздухом;
— Двойной турбонаддув с водяным охлаждением;
— Четыре верхних распредвала приводимых зубчатым ремнем;
— Снижение инерции клапанов благодаря их малому размеру;
— Электронное управление подачи топлива.
Но, прежде всего — это истинное удовольствие от вождения автомобиля, который сочетает в себе престиж славных традиций спортивных технологий с авангардом.

Рекламная литература заявляла:
«Захватывающие новости от Мазерати – новый Twin Turbo V6 двигатель с четырьмя верхними распредвалами и шестью клапанами на цилиндр. Этот двигатель объёмом 2 литра развивает 261 л.с. при 7200 об/мин будет установлен на новый двухместный Мазерати в 1986 году. 130 л.с. с одного литра объёма двигателя – это значительное достижение для стандартного серийного блока цилиндров.»

Почему 6 клапанов?

На протяжении всей истории создания ДВС поиск максимальной производительности имел целый ряд разных направлений. Для увеличения производительности двигателя топливовоздушная смесь, поступающая в камеру сгорания, должна быть преобразована в механическую энергию. Топливовоздушная смесь всегда состоит из микроскопических капель топлива и воздуха.
Опыт показал, что в случае изменения направления потока воздуха (как в цилиндрических окнах у обычных двигателей с одним впускным клапаном) топливовоздушная смесь будет иметь тенденцию быть неравномерной, что приводит плохому распределению пламени при сгорании, снижении производительности двигателя и увеличенному расходу топлива, в результате чего увеличиваются вредные выбросы в атмосферу несгоревших частиц топлива. Двигатели с двумя впускными клапанами на цилиндр также имеют некоторые проблемы, вызванные медленным прохождением газов во впускной фазе, что ухудшает качество наполнения цилиндра смесью.
Эти и другие соображения на протяжении многих лет привели к увеличению числа клапанов с целью увеличения наполняемости цилиндров, тем самым увеличивая площадь циркуляции воздуха и потери давления вокруг клапанов. Если количество клапанов увеличить, то потоки смеси будут сталкиваться, ывеличивая турбулентность и тем самым приводя к более однородной смеси.
Далее важно обеспечить эффективное удаление отработавших газов на этапе выхлопа с наименьшими затратами энергии на удаление газов. Неудаленные газы ухудшают мощностные характеристики двигателя. Преимущества двигателя с более чем двумя выпускными клапанами на цилиндр – это более качественное и легкое удаление отработавших газов и тем самым увеличение эффективной мощности двигателя.
Таким образом увеличение числа клапанов приносит много преимуществ.

Тем не менее, опыт и история показывают, что предел с четырьмя клапанами на цилиндр почти не был превзойден. Причина тому – технические трудности реализации и увеличение сложности конструкции, что ведет к более высоким затратам при производстве. Всё это остановило прогресс в этом направлении.
После многих лет исследований Мазерати усовершенствовали двигатель спортивного автомобиля с шестью клапанами на цилиндр (3 впускных и 3 выпускных). Разработчики смогли избежать все трудности реализации конструкции.
Мазерати запотентовала конструкцию с двумя распредвалами, которую назвали «finger control» (пальцевое управление), в которой нагрузка равномерно распределялась по клапанам – каждый привод управления на 3 клапана. Регулировка зазора клапанов проста – это тип винт-гайка, которая не требует особого внимания при обслуживании, без необходимости проведения сложной дорогостоящей работы по регулировке клапанов.
И как следствие наличия деталей с малым весом металл не подвергается какому-либо сильному напряжению при больших оборотах двигателя, что обеспечивало максимальную производительность двухлитрового двигателя.

Центральные клапаны (впускных и выпускных групп) установлены под другими углами относительно крайних клапанов. В то время как крайние клапаны наклонены на 11,25 (впуск) и 10,5 (выпуск) градусов центральные клапаны наклонены на 3 (впуск) и 2,5(выпуск) градусов от плоскости разъема головки ГБЦ. Это разница в углах порождает турбулентность в камере сгорания в момент, когда смесь поступает в цилиндр. Это дает эффект более равномерного распределения топливовоздушной смеи по камере сгорания, что даёт двигателю работать с близкой к оптимальной стехиометрической смесью (стехиометрическое горение является идеальным процессом, когда топливо сжигается полностью), что обеспечивает потребление топлива не более 200 г/л.с./час. Последний и самый очевидный результат показал максимальную мощность двухлитрового двигателя 261 л.с! И это при 7200 оборотов в минуту при относительно небольшом наддуве — всего 0,8 бар. Сами турбонаддувы были с водяным охлаждением, что гарантировало полную надежность и беспрецедентную прочность.

К сожалению…

…Мазерати решила пойти на более традиционный вариант с четырьмя клапанами на цилиндр и хотя это был самый разумный и правильный выбор, но революционный двигатель с шестью клапанами было бы приятно видеть в производстве.

Тем не менее, данный двигатель послужил базой для 24 клапанного четырехраспредвального двигателя, которые устанавливались на Maserati после 88 года.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector