Знаете ли какви са газоразпределителните механизми при съвременните бензинови двигатели

Газоразпределителният механизъм (ГРМ) е сърцето на всеки двигател с вътрешно горене, отговорен за контролирането на всмукателните и изпускателните клапани, които позволяват на въздуха да навлиза и на отработените газове да напускат цилиндрите. В модерните бензинови двигатели тази система е претърпяла значително развитие, далеч от по-простите дизайни на миналото, предлагайки различни конфигурации, всяка със своите предимства и недостатъци. с тази статия ще се опитаме да обясним накратко тези разлики, които са доста важни за оценка на произ͏води͏те͏лно͏стта ͏ефек͏ти͏вност͏та и надеждността н͏а агрег͏ата.

Исторически погледнато, първите ГРМ са били доста елементарни, често с клапани, разположени отстрани на блока (странични клапани или SV), задвижвани директно от разпределителен вал, разположен в картера. С развитието на технологиите се появяват двигателите с клапани в главата (Overhead Valve - OHV), където разпределителният вал остава в блока, но клапаните са горе, задвижвани чрез повдигачи и кобилици. Тези дизайни са известни със своята простота и компактност, но ограничават оборотите на двигателя и ефективността на потока на газовете поради по-дългия и тежък механизъм.

Най-голям напредък е постигнат с въвеждането на разпределителни валове, разположени над клапаните, директно в главата на цилиндъра – т.нар. Overhead Camshaft (OHC) дизайн. Тази конфигурация значително намалява масата на движещите се части и позволява по-прецизен контрол на клапаните при високи обороти, което е от решаващо значение за модерните високооборотни двигатели. В зависимост от броя на разпределителните валове, OHC системите се делят на SOHC (Single Overhead Camshaft) – един разпределителен вал за всмукателните и изпускателните клапани, и DOHC (Double Overhead Camshaft) – два разпределителни вала, по един за всмукателните и изпускателните клапани.

DOHC системите се считат за по-добри в почти всички аспекти на производителността. Чрез отделни разпределителни валове за всмукателните и изпускателните клапани, DOHC позволява оптимално разположение на клапаните в цилиндровата глава, често с четири клапана на цилиндър (два всмукателни, два изпускателни). Това осигурява по-голям площ за поток на газове, което подобрява "дишането" на двигателя, води до по-висока мощност и ефективност, особено при високи обороти. Освен това, DOHC дизайнът улеснява интегрирането на системи за променливо газоразпределение (VVT), като Honda VTEC, Toyota VVT-i или BMW Valvetronic.

Именно системите за променливо газоразпределение (VVT) са истинската иновация в модерните ГРМ. Те позволяват динамична промяна на времето на отваряне/затваряне на клапаните и/или повдигането им в зависимост от оборотите на двигателя и натоварването. Това оптимизира пълненето на цилиндрите във всички режими на работа, подобрява въртящия момент при ниски обороти, увеличава мощността при високи обороти и същевременно намалява разхода на гориво и вредните емисии. Пример за най-напредналите системи са тези, които осигуряват безстепенна промяна на повдигането на клапаните (като BMW Valvetronic), елиминирайки нуждата от дроселова клапа при ниско натоварване, което намалява "помпащите" загуби.

Коя е "най-добрата" система зависи от конкретните изисквания към двигателя. За максимална производителност, икономия и ниски емисии, модерните DOHC двигатели с комплексни VVT системи и директно впръскване на гориво са водещи. Те предлагат най-голяма гъвкавост и ефективност в широк диапазон от обороти. Въпреки по-високата си сложност и потенциално по-високи разходи за ремонт, техните предимства в производителността и екологичността ги правят предпочитания избор за съвременните автомобили.