Вид двигателя 1,8/2,0 л 16V спереди справа. Цифрами обозначены: 1 - генератор; 2 - патрубок дроссельной заслонки с впускным коллектором; 3 - модуль зажигания DIS; 4 - крышка головки блока цилиндров; 5 - передняя крышка зубчатого ремня; 6 - сервонасос; 7 - натяжной ролик поликлинового ремня; 8 - ременный шкив коленвала; 9 - масляный фильтр.
Преимущества четырехклапанного принципа очевидны: в круглом цилиндре нельзя как угодно увеличивать окружности клапанов. Вскоре они сталкиваются друг с другом, в то же время справа и слева остается неиспользованное пространство. Но вот четыре маленьких окружности можно разместить сравнительно элегантно и за счет этого достичь в сумме большего поперечного сечения открытия.
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.
[Оригинал опубликован на веб-сайте: AutoInstruction.ru]
Головка блока цилиндров
Удвоение количества клапанов обусловило совершенно новую конструкцию головки блока цилиндров, отлитую из алюминия.
Здесь показан двигатель 1,6 л 16V со следующими конструктивными узлами: 1 - компрессор климатической установки; 2 - сервонасос; 3 - ременный шкив коленвала; 4 - поликлиновой ремень; 5 - генератор; 6 - впускной коллектор; 7 - модуль зажигания DIS; 8 - щуп для измерения уровня масла; 9 - механическая коробка передач; 10 - масляный фильтр; 11 - лямбда-зонд; 12 - выпускной коллектор.
Слева: вид спереди 8-ми клапанного двигателя с рабочим объемом 1,6 л: 1 - натяжной ролик зубчатого ремня; 2 - водяной насос; 3 - зубчатый ремень; 4 - шкив распредвала; 5 - приводной шкив зубчатого ремня.
Справа: торцевая сторона двигателя 16V с рабочим объемом 1,8/2,0 л: 1 - натяжной ролик зубчатого ремня; 2 - водяной насос; 3 - правый направляющий ролик; 4 - зубчатый ремень; 5 - впускной распределительный вал; 6 - выпускной распределительный вал; 7 - левый направляющий ролик; 8 - приводной шкив зубчатого ремня.
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.
Управление клапаном с помощью гидротолкателя в двигателе 16V: масло, находящееся под высоким давлением, изображено темным цветом. На тон светлее количество масла, не нужное для управления клапаном. Цифрами обозначены следующие детали: 1 - кулачок распределительного вала; 2 - резервуар с маслом; 3 - обратный клапан; 4 - подвод масла; 5 - высоконапорная камера; 6 - стержень клапана; 7 - прижимная пружина; 8 - цилиндр; 9 - поршень; 10 - гидротолкатель.
В системе смазки двигателя имеют значение (показано на 8-ми клапанном двигателе): 1 - масляный насос; 2 - масляный фильтр; 3 - клапан регулировки давления; 4 - выключатель давления масла; 5 - распределительный вал и регулятор зазора клапана.