Konstrukce s jednoduchým vačkovým hřídelem (SOHC) má své místo, ale pokud toužíte po výkonu, nesporným králem je dvojitý vačkový hřídel (DOHC). Neprodukují jen více energie; zajišťují, že motor efektivně dýchá, když se otáčkoměr přiblíží k červené zóně. Všechno to závisí na mechanice, fyzice a chytrém triku, který někteří výrobci používají k simulaci boostu.
Abyste pochopili, proč DOHC vládne vysokootáčkovému světu, musíte se podívat na ventilový rozvod. Úkol vačkového hřídele je náročný: otáčí vačkami, které fyzicky tlačí na ventily, aby je otevřely. Potom pružiny zabouchnou ventily zpět. Tento cyklus probíhá tisíckrát za minutu. Pokud tento proces není optimalizován, motor se dusí svými vlastními výfukovými plyny nebo zažívá hladovění vzduchu.
Výhoda čtyř ventilů
Hlavní mechanickou výhodou konstrukce se dvěma vačkovými hřídeli v hlavě je snadná implementace pro konstrukce s vysokým průtokem. Vzhledem k tomu, že dva vačkové hřídele jsou umístěny nad hlavou válců, jedna řada ovládá sací ventily a druhá výfukové ventily. Toto oddělení výrazně zjednodušuje instalaci čtyř ventilů na válec místo tradičních dvou.
Proč na počtu ventilů záleží? Všechno je to o ploše.
Tím, že má čtyři ventily, může být zajištěna větší celková plocha průřezu pro průchod plynů. Více vzduchu vstupující do válce znamená, že lze spálit více paliva, což má za následek vyšší výkon. Snazší odvod výfukových plynů zároveň znamená, že motor spotřebuje méně energie na odčerpávání výfukových plynů. Při nízkých rychlostech nemusí být tento rozdíl patrný. Při vysokých rychlostech však motor pohybuje obrovské množství vzduchu. Dvouventilová konstrukce prostě nedokáže dostatečně rychle pohybovat vzduchem, aby udržela výkon. Čtyřventilová konfigurace zajišťuje, že motor zhluboka dýchá i při 7000 otáčkách za minutu.
Vyladěné dávky: Volná koňská síla
Někteří výrobci jdou ještě dále a využívají prostor navíc k instalaci samostatných sacích portů pro každý ze dvou sacích ventilů. Zde je inženýrství obzvláště zajímavé.
Typicky je jeden kanál navržen široký a krátký, aby poskytoval maximální proudění surového vzduchu. Jiný kanál je nastaven na určitou délku. Tady funguje fyzika:
Když se sací ventil otevře, vzduch proudí do válce. Když se ventil zabouchne, tento pohybující se sloupec vzduchu narazí na stěnu a zastaví se. Ona jen tak nezmizí; hromadí se a vytváří vysokotlakou vlnu, která se šíří zpět sacím otvorem. Když tato vlna dosáhne rozdělovacího nebo sacího potrubí, odráží se a prochází zpět trubicí.
Pokud se port zkrátí na přesnou délku, tato tlaková vlna se vrátí do válce přesně ve chvíli, kdy se sací ventil otevře pro další cyklus. Tento tlakový ráz tlačí do komory více směsi vzduchu a paliva. Výsledek? Více točivého momentu a výkonu bez přidání turbodmychadla nebo kompresoru. Toto je efektivně bezplatné posílení.
“Unikátní konstrukce motoru DOHC umožňuje čtyřem ventilům na válec a vyladěným sacím otvorům výrazně zlepšit výkon při vysokých otáčkách.”
Právě tato kombinace zvýšeného proudění vzduchu a ladění tlakových vln vysvětluje, proč vidíte motory DOHC ve sportovních autech a sportovních sedanech. Jsou navrženy tak, aby „křičely“. Ventilový rozvod zůstává stabilní, proudění vzduchu je účinné a motor získává z paliva každou kapku potenciálu.
Nejde jen o to mít dva vačkové hřídele. Jde o to, co vám tyto vačkové hřídele umožňují. Možnost instalace čtyř ventilů mění celý profil dýchání motoru. Vyladěné kanály přidávají vrstvu složitosti a přeměňují základní přívod vzduchu na systém přívodu paliva pod tlakem.
Takže když uslyšíte, jak motor vysoko vytáčí a zní drsně, je to pravděpodobně jednotka DOHC využívající tyto principy. Ventily se otevírají šíře. Vzduch se pohybuje rychleji. Tlakové vlny se shodují. Motor vyrábí výkon.
