Двигатель хорош только тогда, когда он может дышать. Ограничишь поток воздуха – твой двигатель начнет кряхтеть и терять мощность. Таким образом, дизайн ГРМ играет важнейшую роль в оптимизации мощности и эффективности двигателя. В современном мире существует четыре типа систем:
- Верхнеклапанные с приводом клапанов толкателями (OHV)
- C одним распределительным валом и клапанами в головке (SOHC)
- C двумя распредвалами в головке цилиндров (DOHC)
- По 2,3,4 или 5 клапанов на цилиндр
Верхнее расположение клапана (OHV)
Тут все просто: клапаны располагаются над головкой блока цилиндров. Такая система используется как правило на двигателях со штанговыми толкателями в приводе клапанов, в которых распредвал устанавливается значительно ниже.
Достоинства:
- Для двигателей V-компоновки, установка распредвала внутрь блока двигателя является отличной экономией места в сравнении с другими системами ГРМ. Это помогает снизить центр тяжести и освободить пространство в моторном отсеке под прочие ништяки. Возможно, это даже поможет более гибким настройкам подвески, или подвинуть движок назад для улучшения распределения веса
- Хоть тут и используются некоторые дополнительные запчасти, в сравнении с DOHC их значительно меньше. Вместо использования четырех распредвалов для двигателя V8, вам будет достаточно всего одного.
Недостатки:
- Большинство двигателей со штанговыми толкателями использует два клапана на цилиндр вместо четырех, что значительно ограничивает поток воздуха на высоких оборотах.
- Клапаны, как правило, настолько велики, что из-за них невозможно установить центральную свечу зажигания, как в случае с использованием четырех клапанов. Соответственно, процесс внутреннего сгорания идет менее эффективно.
- Возвратно-движущая масса сильно портится
- Необходимы более прочные клапанные пружины, поэтому порой происходит неполное закрытие клапанов, что влечет за собой невозможность развития высоких оборотов.
Одинарный верхний распределительный клапан (SOHC)
Установка распредвала наверх решает массу проблем. Четыре клапана на цилиндр – гораздо более простая схема, которая имеет массу преимуществ.
Достоинства:
- Хороший поток воздуха на высоких оборотах
- Возможность использования системы двух клапанов на цилиндр
- Дешевле и проще, чем DOHC
- Распредвал находится сверху, доступ к нему всегда открыт, что делает ремонт и обслуживание гораздо проще.
Недостатки:
- Не использует поток воздуха на полную
- Те же недостатки, что и у OHV, если используется 2 клапана на цилиндр
- Крупный размер
Двойной верхний распределительный клапан (DOHC)
Добавление еще одного распредвала позволяет с легкостью установить по четыре клапана на цилиндр. С двумя распредвалами на каждом блоке цилиндров, клапаны впуска и клапаны выпуска контролируются отдельными валами.
Достоинства:
- Проще установить 4 клапана на цилиндр
- Независимый контроль клапанов впуска и выпуска
- Настраиваемый ход клапана позволяет регулировать поток воздуха
- Распредвалы расположены ближе, чем в системе OHV.
Недостатки:
- Цена и усложненность конструкции
- Крупный размер
По 2,3,4 или 5 клапанов на цилиндр
За всю историю, производители пытались экспериментировать с различным количеством клапанов на цилиндр. На данный момент самой популярной является система DOHC с четырьмя клапанами на цилиндр. Некоторые продолжают использовать систему OHV.
2 клапана
Чем меньше подвижных частей, тем, как правило, лучше. Однако, в данном случае клапаны являются слишком тяжелыми, и требуют более жестких пружин. Это ограничивает поток воздуха. Крутящий момент на низких оборотах, как правило, хорош, а вот на высоких все более печально.
3 клапана
Вполне привычная система для SOHC – два впускных и один выхлопной клапан на цилиндр. Тут поток воздуха на высоких оборотах гораздо круче, чем в OHV.
4 клапана
Чем больше клапанов, тем больше воздуха на высоких оборотах. Клапана легче, пружины мягче, словом, отличная система.
5 клапанов
Чем больше, тем лучше, да ведь? Добавьте еще по одному впускному клапану, и ваш движок вдохнет полной грудью. Так почему же не поставить по 6, 15, 20 клапанов на цилиндр? Все дело в цене и сложности таких систем. Кроме того, можно понять, что и надежностью они отличаться не будут, вы только представьте, сколько там подвижных частей. В ближайшее время большинство автомобилей будет выпускаться с четырьмя клапанами на цилиндр.
