16-ти клапанный двигатель (Opel Vectra B)

Краткое название 16-ти клапанного двигателя — «DOHC 16V». Это аббревиатура английского названия «Double Over Head Camshaft 16 Valves» или по-русски «два расположенных сверху распределительных вала и 16 клапанов». Такой 16-ти клапанный двигатель считается типичным двигателем высокой мощности.

Почему четырех клапанная технология?

Одна из основных проблем четырехтактного двигателя заключается в том, чтобы заполнить цилиндры на такте всасывания достаточным количеством топливовоздушной смеси. Проблема растет с возрастанием числа оборотов двигателя, т.к. время открытия клапанов все более сокращается. Инженеры говорят о потерях открытия. Чтобы противодействовать им, выбирают максимальный диаметр клапанов, т.к. только так может поступать больше смеси. Но на это стремление накладывает ограничение диаметр камеры сгорания. Здесь заключается главная идея четырехклапанной технологии: четыре малые окружности в сумме образуют большую площадь по сравнению с двумя большими — относительно одной и той же величины камеры сгорания.

Преимущества четырехклапанной технологии

Едва ли какой-нибудь производитель автомобиля решится пойти на дорогостоящие затраты в своих моделях, если это одновременно не привело бы к многочисленным преимуществам. И они действительно существуют с четырехклапанной технологией:

• Четыре клапана обеспечивают увеличение пропускной способности для горючей смеси и отработанных газов. «Более свободное дыхание» положительно сказывается на мощности двигателя и, следовательно, на расходе топлива. Например, у четырехклапанного двигателя примерно на 8% меньший удельный расход топлива по сравнению с двухклапанным двигателем.
• У четырехклапанных двигателей клапаны меньшего размера и за счет этого обладают меньшей массой, приведенной в движение, что приводит к ускорению реагирования клапанного механизма. Приятный побочный эффект: нужны менее жесткие пружины для закрытия клапанов.
• Клапаны меньшего размера во время закрытия охлаждаются седлами лучше, чем большие клапаны. Это приводит к снижению термических проблем.
• Четырехклапанные двигатели за счет условий в камерах сгорания менее чувствительны к детонационному сгоранию. Они выдерживают коэффициент сжатия, повышенный на 1-5 пунктов.
• Свеча зажигания может размещаться в четырехклапанном двигателе оптимально в центре камеры сгорания. Далее мы описываем отличия от двигателя с восемью клапанами.

Головка блока цилиндров

Удвоение количества клапанов обусловило совершенно новую конструкцию головки блока цилиндров, отлитую из алюминия.





В камерах сгорания впускные и выпускные клапаны подвешены с легким наклоном к оси цилиндров. В центре располагается свеча зажигания. Это создает пути сгорания одинаковой длины во все стороны. Этим создаются предпосылки быстрого и чистого сгорания горючей смеси.



Ряд впускных клапанов находится на двигателе сзади по ходу движения. При изготовлении расположенных впереди выпускных клапанов потребовались большие затраты, т.к. их полые стержни наполнены натрием. Этот жидкий металл во время эксплуатации отбрасывается туда и обратно. Он может поглощать теплоту тарелки клапана и через направляющую клапана отводить ее на стержень к головке блока цилиндров.

Распределительные валы

Для приведения в действие двух рядов клапанов нужно два распределительных вала. Они вращаются в подшипниках скольжения - пять подшипников на распределительном вале выпускных клапанов и пять на впускном распределительном вале. Ради экономии веса оба вала полые.

Посредством зубчатого ремня коленчатый вал приводит во вращение оба распределительных вала. Распределительный вал, расположенный впереди, приводит в действие выпускные клапаны, задний — впускные клапаны. Оба вала вращаются в одном направлении.

Управление клапанами

Клапаны управляются распределительными валами кратчайшим трактом передачи — в отличие от восьмиклапанного двигателя - без промежуточных маятниковых рычагов. Гидравлические толкатели, подобные перевернутой чашке, и обе пружины клапанов надеты на стержень клапана так, как изображено на рисунке внизу.

Примечательна минимальная выпуклость днищ толкателей, не заметный глазу наклон рабочей поверхности кулачка и смещение в 2 мм между кулачком и толкателем. Благодаря этому толкатели при работающем двигателе получают момент импульса, который передают на клапаны. За счет этого устраняется износ толкателей и седел клапанов и достигается оптимальная герметичность между клапаном и седлом.

Зубчатый ремень

Как уже упоминалось, он напрямую приводит в действие оба распределительных вала. Зубчатый резиновый ремень, армированный стальной проволокой не подвержен износу и работает бесшумно. Дополнительно зубчатый ремень не подлежит техническому обслуживанию, т.к. автоматический натяжной ролик обеспечивает его постоянное натяжение.