Здарова, камрад. Юрич на связи. Вы уже переобулись, или ждёте последнего вздоха зимы?) А я тут о клапанах решил настрочить малясь. Угощайтесь:)
Итак, в автошколе нас учили базовому правилу четырехтактного мотора: поршень идет вниз — открыт впускной клапан. Поршень идет вверх — клапаны закрыты (сжатие и рабочий ход). Поршень снова идет вверх — открыт выпускной клапан. Всё чётко, как в аптеке. Одно открылось, другое закрылось.
Но эту всю фигну можно забыть. Потому что на практике есть момент, когда открыты оба клапана одновременно. И впуск, и выпуск.
Погребёныч, я когда впервые увидел диаграмму фаз газораспределения, подумал: это же бред! Горючая смесь просто вылетит в выхлопную трубу, компрессия упадёт, мотор захлебнётся. Но именно эта "ошибка", которая называется перекрытием клапанов (Valve Overlap), позволяет современным моторам выдавать по 100 лошадей с литра объёма.
Кстати, если тебя тоже завораживает чистая физика металла, а не цветные экраны мультимедии — прыгай в наш гараж. Там мы обсуждаем, как правильно читать углы зажигания сканером и почему нельзя слепо верить дилерским мануалам. Присоединяйся, у нас говорят правду.
Так вот, давай считать цифры.
Перекрытие измеряется в градусах поворота коленвала. Обычно это окно в 15–30 градусов в самом конце такта выпуска (когда поршень подходит к верхней мертвой точке) и начале такта впуска.
Зачем инженеры намеренно устраивают этот "сквозняк"?
Всё упирается в инерцию газов. На скорости,скажем, 6000 об/мин воздух в коллекторе не течёт плавно. Он летит с бешеной скоростью, ударяясь о клапаны. Выхлопные газы, вылетая в трубу под огромным давлением, создают за собой мощный вакуум.
И если в этот самый момент на долю секунды приоткрыть впускной клапан, этот вакуум буквально засасывает свежую топливовоздушную смесь в цилиндр!
Этот физический эффект называется продувкой цилиндров (Scavenging). Хотя по факту это просасывание:) Мотор начинает дышать полной грудью, наполняемость цилиндров свежим воздухом переваливает за 100%, и ты получаешь дикий подхват на "верхах". Лошадинные силы растут! То есть чем больше наполняемость цилиндров - тем больше топлива можно залить. Тем больше момент. А чем ввше при этом обороты - тем больше лошадей выдаст мотор. Вы думали почему болиды формулы 1 гоняют с такими визжащими звуками?) И именно так, маркетологи рисуют "лошади" в ваших авто, которые продаются гораздо лучше, чем "момент".
Но, погребёныч, это же бесплатный наддув без всякой турбины!
Кто это придумал? Эмпирическим путем до этого дошли еще на заре автоспорта. Первыми эффект продувки осознанно применили инженеры Peugeot в 1912 году на двигателе L76 с двумя распредвалами (DOHC). А в 60-е и 70-е годы в американских мускул-карах "злые" распредвалы с огромным перекрытием (до 60-80 градусов!) стали стандартом для дрэг-рейсинга.
Но у этой магии есть жесточайшая обратная сторона.
Большое перекрытие идеально работает на 7000 об/мин и выше. Но на холостом ходу (800 об/мин) скорости потока газов нет. Вакуум не создается. В итоге выхлопные газы закидывает обратно во впускной коллектор (реверсия), мотор трясется в конвульсиях, троит, бензин летит в трубу живьем, а тормоза пропадают, потому что во впускном коллекторе исчезает вакуум для вакуумного усилителя.
Слышал этот рваный, "булькающий" звук старых спортивных V8 на холостых (бу-бу-бу-бу)? Это и есть звук огромного перекрытия клапанов.
И вот тут мы подходим к гениальности современных авто.
Как сделать так, чтобы на холостых перекрытия не было (мотор работал ровно), а на трассе оно было максимальным?
В 1980 году компания Alfa Romeo впервые ставит на серийный Spider 2.0 механическую систему изменения фаз газораспределения (VVT). А в 90-х Toyota взрывает рынок своей электронной системой VVT-i, за ней подтягиваются VANOS от BMW и VTEC от Honda.
Вместо того чтобы намертво прикручивать шестерню к распредвалу, инженеры поставили туда гидравлический фазорегулятор (муфту).
Теперь "мозги" машины подают давление масла в муфту, и она проворачивает распредвал прямо на ходу на 30-50 градусов!
- На холостых: Перекрытие равно 0 градусов. Клапаны не пересекаются. Мотор шепчет, экологи счастливы.
- На средних нагрузках: ЭБУ делает небольшое перекрытие. Часть выхлопа затягивает обратно в цилиндр. Это работает как внутренний EGR — снижает температуру горения и убивает вредные оксиды азота.
- Газ в палас: Муфта поворачивает вал на максимальное опережение. Перекрытие огромное. Включается эффект продувки, и мотор выдает пиковую мощность.
- Кстати, если интересно, как управляется двигатель - можешь посмотреть это видео. А проверенный elm327 адаптер всегда сожно купить тут, чтобы все параметры читать не выходя из машины.
Вот так грубая гоночная хитрость начала ХХ века превратилась в прецизионный компьютерный механизм. Фазорегуляторы сегодня стоят даже на бюджетных "корейцах" и Ладе Весте (с мотором 1.8). Мы получили идеальный компромисс: покладистость в пробке и ярость на обгоне.
👇 А ТЕПЕРЬ — ВЫБОР ЗА ТОБОЙ! 👇
С клапанами разобрались, теперь твоя очередь решать, куда мы нырнём дальше. Голосуй в комментариях!
- ☢️ Атомный Ford Nucleon (1958)
- 🗜️ Секрет цикла Миллера (Mazda Xedos 9)
- 🌡️ Двигатель Смоки Юника (Hot Vapor Engine)
Погнали! 🚀