Эволюция двигателей.

  Эволюция двигателя продолжалась, как ей положено. Появились гидравлические регуляторы зазора (гидроопоры), коромысла были заменены легкими стаканчиковыми толкателями. Чтобы избавиться от промежуточных деталей — коромысел и этим убрать паразитные массы, применили два распредвала в головке (DOHC) — по каждому на ряд впускных и выхлопных клапанов, угол между которыми неуклонно снижался с раннего 90″ до около 20″ сейчас, улучшая процесс сгорания и снижая вредные выбросы. Привод распредвалов теперь осуществляется зубчатым ремнем или, реже, цепью. В гоночных моторах привод осуществляется шестернями.

Следующим скачком эволюции стало применение четырех и даже пяти клапанов на цилиндр. На первых порах это было элегантным признаком спортивных и гоночных моторов, но теперь стало привычной вещью и даже передалось дизелям. Такой резкий рост числа клапанов увеличивает общие проходные сечения, что улучшает наполнение и очистку цилиндров, а так же уменьшает собственные массы каждого клапана и толкателя вследствие уменьшения их размеров. Кроме этого, клапаны удаляются к периферии, освобождая пространство для охлаждения свечи зажигания. Форма камеры сгорания при 4-х клапанах становится шатровой, которая по своим свойствам эквивалентна полусферической, а при 5-ти — вообще приближается к практически возможному идеалу, соответственно улучшая характеристики двигателя.

Прогресс налицо. Однако остаются и недостатки, и резервы. Первый касается только высокооборотных моторов. Он — в том, что клапан жестко открывается кулачком, а закрывается — пружиной. При каком-то критическом числе оборотов толкатель и клапан отрываются от поверхности кулачка и не успевают вовремя вернуться обратно, что приводит к неполному закрытию клапана и его прогару. Поэтому фирмой Ducati был разработан десмодромический привод с принудительным открытием и закрытием клапана. Конструктивно были варианты двойных коромысел, кулис и пр. Двигатели развивали очень высокие обороты (до 15000) и мощность, побеждали в гонках, но были сложны и очень чувствительны к регулировке и износу. Применял desmo и Daimler-Benz в своих спортивных моторах.

Второй недостаток вытекает из самой природы распредвала: это — жестко заданная программа открытия и закрытия клапанов по углу поворота вала, соответствующая фазам газораспределения, независимо от режимов работы двигателя. А режимы эти — от холостого хода до максимальной мощности и оборотов — очень сильно отличаются. Если в диапазоне малых чисел оборотов фазы могут и должны быть узкими, то с увеличением оборотов они должны расширяться до максимума при режиме полной мощности для полного использования газодинамических сил в процессе продувки цилиндра и камеры сгорания. Несоответствие фаз моментальному состоянию приводит к неоптимальной реализации рабочего процесса. Имеет значение также высота подъема клапана. Поэтому в последние годы идет разработка и внедрение механизмов с изменяемыми фазами, кто сколько может.

По материалам сайта http://www.premierauto.ru/ компании «Премьер Авто».