Двигатель количество клапанов влияет (3 видео)

Сегодня на автомобилях можно встретить различные типы ДВС, начиная от малообъемных 3-х цилиндровых агрегатов и заканчивая мощными V8 или V12. При этом подавляющее большинство авто под капотом имеют привычные моторы с 4 цилиндрами.

Если раньше такие силовые агрегаты ставились на модели начального и среднего класса, в данный момент 4-цилиндровый двигатель можно увидеть даже в премиальном сегменте.

Дело в том, что форсирование, увеличение количества клапанов на цилиндр, внедрение систем изменения фаз газораспределения, установка турбонаддува и другие усовершенствования позволили добиться от таких моторов необходимой мощности и эффективной отдачи.

В этой статье мы поговорим о том, в чем заключается отличие 8 клапанного от 16 клапанного двигателя, а также какой двигатель лучше, 8 или 16 клапанный. Далее мы постараемся разобраться, какие преимущества и недостатки имеет большее или меньшее количество клапанов в моторе с учетом ремонта и обслуживания таких ДВС.

Содержание

Более современный 16 клапанный двигатель и 8 клапанный: разница
Преимущества восьмиклапанных моторов
Недостатки 8-и клапанных двигателей
Плюсы 16-и клапанных двигателей
Минусы моторов с 16 клапанами
Какой силовой агрегат лучше выбрать
Подведем итоги
Почему в современных двигателях по 2 или 4 клапана на цилиндр? Почему нельзя сделать больше?
Разборка ABW.BY. Раз, два, три, четыре, пять – вышел клапан погулять
📺 Видео

Видео:Влияние неправильной регулировки клапанов на работу двигателяСкачать

Более современный 16 клапанный двигатель и 8 клапанный: разница

Начнем с того, что четырехцилиндровые двигатели с 8 клапанами (по два на каждый цилиндр) являются давней, надежной и проверенной временем конструкцией. Сегодня такие моторы некоторые авто производители активно устанавливают на свои бюджетные версии автомобилей.

Также на аналогичной модели транспортного средства можно встретить и более современный 16 клапанный двигатель. Другими словами, покупатель может самостоятельно выбрать более подходящий тип ДВС. Для лучшего понимания необходимо разобраться, какие преимущества и недостатки имеет одна и другая конструкция.

Преимущества восьмиклапанных моторов

Итак, версия с 8-ю клапанами изначально стоит дешевле и обычно ставится на автомобили в самой простой комплектации. Это сделано для максимального удешевления. Такой мотор на каждый цилиндр имеет по одному клапану для впуска топливно-воздушной смеси и по одному клапану для выпуска отработавших газов из цилиндра.

Конструктивно 8 клапанный двигатель имеет один распределительный вал. Привод ГРМ может быть реализован как путем установки ремня ГРМ, так и при помощи цепи. Главными преимуществами такой конструкции можно считать простоту и доступность ремонта, а также неприхотливость к качеству топлива и меньшую требовательность к качеству моторного масла.

Двигатели подобного типа хорошо подходят для тяжелых условий эксплуатации (нагруженные режимы, низкое качество горючего и ГСМ, загрязненный воздух), их проще обслуживать и ремонтировать.
Что касается загиба клапанов при обрыве ремня/цепи ГРМ, большинство агрегатов с 8 клапанами имеют больше шансов не пострадать по сравнению с 16 клапанными версиями.
Также двигатели с 2 клапанами на цилиндр меньше по размеру, их проще установить в автомобили с небольшими размерами подкапотного пространства, доступ к навесному оборудованию во время ремонта менее затруднен. Из этого следует вывод, что обслуживать и ремонтировать восьмиклапанные ДВС не только дешевле, но и удобнее.
Еще добавим, что эти двигатели лучше подходят для установки на них ГБО. Простота реализации ГРМ и увеличенный ресурс такой конструкции позволяет агрегатам с 2 клапанами нормально работать на газу достаточно долгое время.

Недостатки 8-и клапанных двигателей

Однако общая простота устройства имеет и свои недостатки. Прежде всего, изготовители преследуют цель тотальной экономии во время изготовления подобных ДВС. Это проявляется как в качестве исполнения отдельных элементов, так и в отсутствии некоторых решений для упрощения обслуживания.

Например, многие двигатели с 8 клапанами предполагают необходимость дополнительной регулировки тепловых зазоров клапанов. Это значит, что в таком ДВС конструктивно отсутствуют гидрокомпенсаторы. С одной стороны это плюс, так как требования к качеству масла занижаются, при этом все же возникает необходимость периодической регулировки зазоров вручную.

После сжигания топливного заряда отработавшие газы медленнее и менее эффективно выводятся из цилиндров, то есть ухудшается вентиляция. Все это приводит к тому, что такой двигатель отличается замедленной реакцией на нажатие педали газа.

Получается, ДВС этого типа не подходят для активного разгона «с низов», при этом неплохо «тянут» на низких оборотах. Приемлемая динамика достигается в среднем диапазоне оборотов, то есть мотор нужно крутить. В результате подобные агрегаты закономерно расходуют больше топлива. Некоторые замечания возникают и применительно к комфорту. Моторы с 8 клапанами больше вибрируют, могут работать менее устойчиво, сильнее шумят.

Плюсы 16-и клапанных двигателей

Основным преимуществом такого мотора считается лучшая отдача и большая мощность при одинаковом рабочем объеме. Параллельно достигается топливная экономичность. Все дело в том, что система впуска и выпуска на таких агрегатах работает более эффективно.

Читайте также: Клапан высокого давления тнвд паджеро

Как мы уже говорили, четыре отверстия под клапаны имеют больший суммарный диаметр по сравнению с двумя. Благодаря этому за единицу времени в камеру сгорания удается подать больше рабочей топливно-воздушной смеси, а также эффективнее вывести отработавшие газы.

Параллельно с этим шестнадцатиклапанный мотор имеет гидрокомпенсаторы, что позволяет постоянно поддерживать заданный тепловой зазор клапанов в автоматическом режиме.
Благодаря оптимизированному процессу сгорания заряда в цилиндрах, двигатели этого типа считаются более приемистыми и эластичными, хорошо подхватывают с низких оборотов, имеют более ровную полку крутящего момента.

Минусы моторов с 16 клапанами

Прежде всего, устройство ГРМ в таких агрегатах более сложное. При этом сразу стоит выделить повышенную чувствительность к качеству моторного масла и горючего. Загрязнение системы смазки или рабочей жидкости приводит к быстрому выходу гидрокомпенсаторов из строя.

Что касается ремонта и обслуживания, такой агрегат сложнее и дороже. Конструкция предполагает не только гидрокомпенсаторы, но и два распределительных вала (один для впускных, другой для выпускных кланов), а также большее количество клапанов.

Определенные сложности возникают и с заменой привода механизма газораспределения, так как требуется более точная настройка фаз, особые требования выдвигаются к максимально точному вставлению по меткам.

Что касается установки газобаллонного оборудования, моторы с 16 клапанами более требовательны к качественной настройке ГБО, так как сбои и нарушения смесеобразования могут привести к быстрому прогару клапанов при работе на газу.

Видео:Когда регулировать клапана? Советы автомастеровСкачать

Какой силовой агрегат лучше выбрать

Если суммировать все перечисленные выше особенности, тогда становится понятно следующее:

Мотор с 8 клапанами проще в обслуживании, дешевле в ремонте, лучше работает на топливе и масле низкого качества, хорошо подходит для установки ГБО. При этом такой двигатель потребляет больше топлива, отдает меньше мощности, является более вибронагруженным и шумным.
Силовой агрегат с 16 клапанами позволяет добиться лучшей динамики, он мощнее, расходует меньше топлива, не так сильно вибрирует. Параллельно с этим возрастают требования к качеству топлива и смазки, увеличиваются затраты на обслуживание и ремонт.

Если стоит выбор из этих двух типов ДВС, тогда следует отдельно учесть индивидуальные предпочтения и особенности последующей эксплуатации. В случае, когда нужна динамика и экономичность, при этом автомобиль планируется обслуживать на профессиональной сервисной станции, тогда оптимально приобрести более технологичный 16 клапанный вариант.

Если же вопросы динамики, мощности и топливной экономичности не так важны, при этом планируется обслуживать машину самостоятельно для экономии или с учетом отсутствия возможности посещать СТО, тогда мотор с 8 клапанами выглядит более подходящим вариантом.

Получается, главными их преимуществами остается более доступная начальная цена автомобиля, меньшая чувствительность к горючему и составу топливно-воздушной смеси, а также простота ремонта, особенно при самостоятельном обслуживании.

Видео:Зачем и нужно ли - РЕГУЛИРОВАТЬ КЛАПАНА? Знать ОБЯЗАТЕЛЬНО!Скачать

Подведем итоги

Не трудно догадаться, что 16 клапанные версии закономерно и достаточно активно вытесняют упрощенные варианты с 2 клапанами на цилиндр. Если говорить о покупке нового автомобиля с 8 клапанным двигателем сегодня, тогда решающим аргументом зачастую является только более привлекательная цена.

Машина с таким мотором будет стоить на 15-20% дешевле по сравнению с аналогичной моделью, но уже с 16 клапанами. При этом снижение стоимости достигается не только из-за разницы в силовых установках. Дело в том, что производители также стараются делать версии автомобилей с 8 клапанными ДВС самыми бюджетными, то есть максимально простыми по комплектации.

Указанный подход очень важен в нижнем ценовом сегменте, позволяя сформировать выгодное предложение для покупателей с сильно ограниченными финансовыми возможностями или же для тех целей, когда автомобили приобретаются для коммерческого использования (службы такси и т.п.).

Однако если сравнивать восьми и шестнадцатиклапанные версии на вторичном рынке, тогда в ряде случаев оптимально уделить внимание более простой конструкции. С учетом того, что 8 клапанный мотор проще конструктивно и не так чувствителен к качеству топлива, шансы приобрести работоспособный исправный экземпляр значительно возрастают.

При этом даже если двигателю в дальнейшем будет необходим ремонт, затраты на восстановление ДВС будут существенно ниже, благодаря его ремонтопригодности и доступности запчастей. Однако не следует забывать, что покупка такого агрегата для форсирования, установки турбины и другого тюнинга может оказаться неоправданной.

Именно по этой причине одним из распространенных видов тюнинга автомобиля является замена 8 клапанного двигателя на 16 клапанный, после чего производятся дальнейшие усовершенствования. При этом силовые агрегаты с 8 клапанами хорошо зарекомендовали себя в качестве простых моторов на гражданских рабочих автомобилях, тогда как для получения большей мощности однозначно предпочтителен другой вариант.

Видео:8 или 16 клапанов. Что лучше, какие есть различия. Просто о сложномСкачать

Почему в современных двигателях по 2 или 4 клапана на цилиндр? Почему нельзя сделать больше?

Большинство современных ДВС обладают четырьмя клапанами на цилиндр. К такой схеме пришли не просто так: методом проб и ошибок конструкторы всего мира решили, что это наиболее оптимальная система. Тем не менее, это не значит, что не было и других схем. За примерами далеко ходить не надо: взять хотя бы 1,6-литровый восьмиклапанный двигатель, который сейчас ставится на многие авто модельного ряда ВАЗа. А были ли другие варианты? Почему нельзя сделать, скажем, шесть клапанов на цилиндр или даже больше?

Читайте также: Плавает холостой ход дэу нексия 16 клапанов причины

Зачем вообще нужны клапана? Их основная функция – впустить воздушно-топливную смесь, а потом максимально быстро выпустить отработанную смесь. Логично, что классическим вариантом считается компоновка, когда в каждом цилиндре один клапан отвечает за впуск и один за выпуск. Но тогда, чтобы эти клапана обеспечивали достаточную пропускную способность, нужно сделать их достаточно большими по диаметру. А если увеличивается диаметр, значит увеличивается и вес всего механизма, что приводит к большим потерям энергии.

Позже было найдено подходящее технологическое решение – уменьшить размеры клапанов, но сделать по два клапана на впуск и на выпуск. Этой конструкции и придерживается сейчас большинство производителей. Таким образом, получаем четырехцилиндровые двигатели с шестнадцатью клапанами. Но прежде чем дойти до такой «золотой середины», обеспечивающей оптимальную топливную эффективность, производители силовых установок долго экспериментировали с количеством клапанов.

Например, на всем известном Hyundai Accent стоял полуторалитровый атмосферный двигатель, в котором было по три клапана на цилиндр: два на впуск и один на выпуск. Один клапан плоховато справлялся с выпуском отработанной смеси, да и особыми техническими характеристиками он не отличался (выдавал всего 90 лошадиных сил), поэтому в начале двухтысячных его сняли с производства.

Также были и варианты с бóльшим количеством клапанов на цилиндр, например, хондовские мотоциклетные двигатели, которые имели по три клапана на впуск и на выпуск. Развивал такой полулитровый двигатель до сотни лошадиных сил, но в серию он пошел плохо из-за большой стоимости производства и сравнительно маленького ресурса. Так и повелось, что стандартной схемой сейчас остался шестнадцатиклапанник (на четыре цилиндра), ну, или на крайний случай восьмиклапанный двигатель в качестве более архаичного и менее эффективного силового агрегата.

Видео:Зачем и когда регулировать клапанаСкачать

Разборка ABW.BY. Раз, два, три, четыре, пять – вышел клапан погулять

Сколько клапанов нужно двигателю? Ответ на этот вопрос был дан еще за несколько лет до первой мировой войны, когда компания Peugeot представила ничем не примечательный внешне, но невиданно быстроходный для того времени автомобиль. После нескольких убедительных побед в европейских Гран-при машину отправили покорять Новый Свет, где в Индианаполисе она не замедлила оправдать самые худшие ожидания американских гонщиков, нанеся по их амбициям чувствительный удар.

Секрет небывалой резвости Peugeot находился под капотом, где был установлен двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр. Сегодня таким количеством клапанов никого не удивишь, но сто с лишним лет тому назад это было революционное решение.

Примечательно, что его автор Эрнест Анри пришел к идее использования четырех клапанов вместо двух лишь с целью избавиться от поломок клапанных пружин, не выдерживавших при увеличении оборотов двигателя инерционных нагрузок от массы клапанов. Увеличение количества клапанов означало уменьшение их размеров, а значит, веса, что и привлекло внимание Анри. О значительном приросте мощности поначалу речь не шла, но благодаря именно этому «побочному» эффекту, обеспечиваемому многоклапанным газораспределением, имя Анри теперь вписано в историю автомобилестроения.

Однако благодаря чему эффект обеспечивался? Мощность можно наращивать самыми разными способами. Например, увеличивая объем двигателя, что, кстати, во времена Анри и было наиболее простым и самым распространенным решением вопроса. Но можно, не изменяя объем мотора, увеличивать частоту вращения коленчатого вала, ведь мощность напрямую зависит от количества рабочих тактов, совершаемых в двигателе за единицу времени.

Плохо это тем, что от скорости вращения коленвала зависит время, отводимое на впуск горючей смеси и удаление отработанных газов. Чем коленвал быстрей крутится, тем хуже условия для качественного газообмена. Надо открывать клапаны раньше и закрывать позднее, но в таком случае увеличивается период, когда впускной и выпускной клапан будут открыты одновременно. Что хорошего в том, что часть горючей смеси, не дождавшись воспламенения, вылетит из цилиндра вслед за отработанными газами в выхлопную трубу, так и не выполнив свою главную задачу?

Стало быть, нужно увеличивать проходное сечение клапанов, чтобы за время их открытия требуемое количество горючей смеси без нерациональных потерь успело заполнить цилиндр, а отработанные газы как можно быстрее его покинули. Однако тогда увеличиваются размеры клапанов, они становятся тяжелыми и при увеличении оборотов двигателя начинают ломать свои пружины. Это, как уже понятно, вновь возвращает нас к Анри, решившему вместо двух больших по размерам и тяжелых клапанов поставить четыре маленьких и легких: два впускных и два выпускных.

Одновременно при этом почти в полтора раза увеличилась суммарная площадь проходного сечения клапанов и их общая пропускная способность, благодаря чему увеличивалось количество свежего заряда, наполнявшего цилиндр за отведенное на впуск время, а с ним росла и мощность, выработанная от сгорания. Кроме того, изменилось распределение поступившей в цилиндр горючей смеси, став более равномерным, что улучшило процесс сгорания и благоприятно отразилось на величине расхода топлива.

Читайте также: Клапан в раковину от запаха

Тем не менее понадобилось более 70 лет, чтобы находка работавшего в Peugeot швейцарского конструктора наконец-то нашла применение не только на гоночных и спортивных автомобилях, но и заинтересовала производителей массовых моделей. Почему так случилось?

За все надо платить. Увеличение количества клапанов не только улучшало наполнение цилиндров горючей смесью и удаление отработанных газов, но и вело к усложнению конструкции двигателя, что отражалось на стоимости производства, а с ним — на конечной цене автомобиля. Помимо этого приходилось учитывать, что эксплуатация более сложного двигателя предполагает увеличение затрат на его обслуживание и ремонт. Наконец, надежность. Были, оказывается, времена, когда производители относились к ней с большим трепетом, нежели сейчас, учитывая, что не ломается только та деталь, которой нет. При увеличении количества деталей растет и вероятность неисправностей. В общем, пришлось ждать, пока преимущества перевесят цену, которую за них необходимо было заплатить.

Но как только нефтяной кризис 1970-х годов вынудил автомобилестроителей обратить внимание на компактные модели с малолитражными двигателями, а более простые способы улучшения их мощности и экономичности были исчерпаны, час «многоклапанников» пробил.

Моторы с числом клапанов на цилиндр более двух начали появляться как грибы после дождя и стали вытеснять из производственных программ автозаводов стремительно устаревающие «двухклапанники». Дольше всех держались дизели, в основном из-за того, что были сравнительно малооборотными. Плюс к этому многие дизели были турбированными, а стало быть, воздух в их цилиндры поступал не за счет разряжения в освобождающемся над поршнем пространстве во время такта впуска, а принудительно нагнетался. Однако в конце концов сдались и они.

Судя по тому, что в настоящее время предложенное Эрнестом Анри количество клапанов на цилиндр стало самым распространенным в двигателестроении вариантом, похоже, помимо инженерного таланта швейцарец обладал еще и даром провидения.

Но почему не три или пять клапанов и больше? Причина та же, что долго сдерживала применение четырехклапанной технологии. Право на жизнь получают конструкции, преимущества которых перевешивают свойственные им недостатки.

Что, например, помешало развитию схем с пятью и более клапанами, ведь по эффективности газообмена они лучше четырехклапанного газораспределения? Первая причина понятна – такие ГРМ более сложные конструктивно со всеми вытекающими из этого обстоятельства последствиями для затрат не только на их изготовление, но и на производство головки цилиндров и других узлов. Однако одновременно с количеством клапанов возрастают потери на трение в клапанном механизме, которые частично компенсируют выгоды, полученные от увеличения числа клапанов, из-за чего оно уже не дает тех результатов, которые хотелось бы получить. Это вторая причина, но помимо этого требуется уменьшать размеры клапанов, что сказывается на прочности и требует использования более дорогих материалов с высокими прочностными характеристиками.

И главное – частокол из клапанов создает трудности с размещением в головке цилиндров деталей, не имеющих к ГРМ отношения, например, свечей зажигания и накаливания, топливных форсунок, которые оказывают весомое влияние на оптимизацию рабочего процесса, протекающего в двигателе. Прямой впрыск бензина способствует более существенному улучшению характеристик, поэтому когда возникла необходимость переноса форсунок из впускного коллектора, где они располагаются при распределенном впрыске, в головку цилиндров, стало ясно, что число клапанов свыше четырех – перебор, если только конструкторы специально не преследуют достижение максимально возможной мощности.

Газообмен, в котором за впуск отвечают два клапана, а за выпуск – один, плох тем, что он менее эффективен. Поэтому трехклапанный ГРМ может быть интересен, только когда перевесят его преимущества в компактности, дешевизне изготовления, надежности и упрощении обслуживания и ремонта. Было время, когда освободившееся место четвертого клапана использовалось для размещения второй свечи и оптимизации зажигания, но сейчас лишь две лазейки оставляют моторам с числом клапанов на цилиндр менее четырех возможность выхода на рынок.

Первая – тенденция к уменьшению размеров силовых агрегатов, их миниатюризация, downsizing, одним словом. Вторая – выпуск автомобилей, в народе называемых бюджетниками, при производстве которых экономят на всем с целью максимального удешевления. Для них два или три клапана на цилиндр – это по-прежнему так же нормально, как и в доисторические по меркам автомобилестроения времена.

Означает это только одно – идеального числа клапанов все-таки не существует. Все определяет баланс между достоинствами и недостатками, чему подтверждение то, как долго оставался невостребованным потенциал четырехклапанного газораспределения, хотя его возможности и эффективность были наглядно доказаны более 100 лет назад.