Конструкції з одним верхнім розподільчим валом (SOHC) мають своє місце, але якщо ви женетеся за кінськими силами, подвійний верхній розподільчий вал (DOHC) є беззаперечним королем. Вони не просто видають більше потужності; вони забезпечують ефективне дихання двигуна, коли тахометр наближається до червоної зони. Все зводиться до механіки, фізики та хитрого трюку, який деякі виробники використовують для імітації наддуву.
Щоб зрозуміти, чому DOHC керує світом високих оборотів, потрібно поглянути на клапанний механізм. Завдання розподільчого валу суворе: він обертає кулачки (cams), які фізично тиснуть на клапани, відкриваючи їх. Потім пружини закривають клапани назад. Цей цикл відбувається тисячі разів на хвилину. Якщо цей процес не оптимізований, двигун задихається від власних вихлопних газів або зазнає голодування повітрям.
Перевага чотирьох клапанів
Основна механічна перевага схеми з двома верхніми розподільними валами полягає у простоті реалізації для конструкцій з високим потоком. Оскільки два розподільні вали розташовані над головкою блоку циліндрів, один банк керує впускними клапанами, а інший – випускними. Такий поділ значно спрощує встановлення чотирьох клапанів на циліндр замість традиційних двох.
Чому кількість клапанів має значення? Вся справа у площі поверхні.
Маючи чотири клапани, можна забезпечити більшу загальну площу поперечного перерізу для проходження газів. Більше повітря, що надходить до циліндра, означає, що можна спалити більше палива, що призводить до більш високої віддачі потужності. Одночасно легше видалення вихлопних газів означає, що двигун витрачає менше енергії на викачування відпрацьованих газів. На низьких оборотах ця різниця може бути непомітною. Однак на високих оборотах двигун переміщує величезні обсяги повітря. Двоклапанна конструкція просто не здатна пропустити достатню кількість повітря досить швидко, щоб підтримувати потужність. Конфігурація з чотирма клапанами забезпечує глибоке дихання двигуна навіть за 7000 об/хв.
Налаштовані впускні канали: безкоштовні кінські сили
Деякі виробники йдуть далі, використовуючи додатковий простір для встановлення окремих впускних каналів для кожного із двох впускних клапанів. Тут інженерна думка стає особливо цікавою.
Зазвичай один канал проектується широким і коротким забезпечення максимального необробленого потоку повітря. Інший канал налаштовано на певну довжину. Ось фізика, яка тут працює:
Коли впускний клапан відкривається, повітря прямує в циліндр. Коли клапан різко захлопується, ця колона повітря, що рухається, ударяється об стінку і зупиняється. Вона не просто зникає; вона накопичується, створюючи хвилю високого тиску, яка поширюється назад вгору впускним каналом. Коли ця хвиля досягає колектора або впускного колектора, вона відображається і повертається назад трубкою.
Якщо канал обрізаний до точної довжини, ця хвиля тиску повертається в циліндр рівно в той момент, коли впускний клапан відкривається наступного циклу. Цей стрибок тиску змушує більше паливоповітряної суміші потрапити до камери. Результат? Більше моменту, що крутить, і потужності без додавання турбокомпресора або нагнітача. Це ефективно вільний наддув.
“Унікальна конструкція двигуна DOHC дозволяє встановлювати чотири клапани на циліндр і використовувати налаштовані впускні канали, що значно підвищує продуктивність на високих обертах.”
Саме ця комбінація збільшеного потоку повітря та налаштування хвиль тиску пояснює, чому ви бачите двигуни DOHC у спортивних автомобілях та спортивних седанах. Вони спроектовані так, щоб кричати. Клапанний механізм залишається стабільним, потік повітря ефективний і двигун витягує кожну краплю потенціалу з палива.
Справа не просто у наявності двох розподільчих валів. Справа в тому, що дозволяють зробити ці розподільні вали. Можливість встановлення чотирьох клапанів змінює весь профіль дихання двигуна. Налаштовані канали додають рівень складності, перетворюючи базовий впуск повітря в систему паливоподачі під тиском.
Отже, коли ви чуєте, як двигун набирає високі обороти і звучить різко, швидше за все, це блок DOHC, який використовує ці принципи. Клапани відкриваються ширше. Повітря рухається швидше. Хвилі тиску збігаються. Двигун видає потужність.
